Биполярон - Википедия - Bipolaron

В физике биполярон это тип квазичастица состоящий из двух поляроны. В органическая химия, это молекула или часть макромолекулярной цепи, содержащая два положительных обвинения в сопряженная система.

Биполяроны в физике

В физике биполярон - это связанная пара двух поляронов. Электрон в материале может вызвать искажение основной решетки. Сочетание электрон и искажение (которое также можно понимать как облако фононы ) известен как полярон (отчасти потому, что взаимодействие между электроном и решетка через поляризация ). Когда два полярона находятся близко друг к другу, они могут снизить свою энергию, разделяя одни и те же искажения, что приводит к эффективному притяжению между поляронами. Если взаимодействие достаточно велико, то это притяжение приводит к связанному биполярону. Для сильного притяжения биполяроны могут быть маленькими. Маленькие биполяроны имеют целое число вращение и, таким образом, разделяют некоторые свойства бозоны. Если многие биполяроны образуются, не приближаясь слишком близко, они могут образовать Конденсат Бозе – Эйнштейна. Это привело к предположению, что биполяроны могут быть возможным механизмом высокотемпературная сверхпроводимость. Например, они могут привести к очень прямой интерпретации изотопный эффект.

Недавно в конденсате Бозе-Эйнштейна были обнаружены биполяроны. Два полярона обмениваются звуковыми волнами и притягиваются друг к другу, образуя связанное состояние, когда сила связи между отдельными поляронами и конденсатом велика по сравнению с взаимодействиями основного газа.[1]

Биполяроны в органической химии

В органической химии биполярон - это молекула или часть макромолекулярный цепь, содержащая два положительных заряда в сопряженной системе. Заряды могут располагаться в центре цепочки или на ее концах. Биполяроны и поляроны встречаются в легированных проводящие полимеры Такие как политиофен.

Можно синтезировать и выделить модельные соединения биполярона для дифракция рентгеновских лучей исследования.[2] В диамагнитный бис (триарил) амин дикатион 2 в схема 1 готовится из нейтрального предшественника 1 в дихлорметан реакцией с 4 эквивалентами пентахлорид сурьмы. Два резонансные структуры существуют для дикции. Структура 2а является (синглетным) бирадикалом и 2b это закрытая оболочка хиноид. Экспериментальный длина облигаций для центральной винилиденовой группы в 2 - 141 вечера и 137 вечера по сравнению с 144 и 134 вечера для предшественника. 1 что подразумевает некоторый вклад хиноидной структуры.

Схема 1. Дикатирование бис-триариламином.

С другой стороны, когда тиофен единица добавляется к ядру в конструкции, изображенной на схема 2, эти длины связей идентичны (около 138 мкм), что делает его настоящим гибридом.

Схема 2 Биполярон на основе тиофена

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Камачо-Гардиан, А .; Peña Ardila, L.A .; Pohl, T .; Бруун, Г. М. (6 июля 2018 г.). «Биполяроны в конденсате Бозе-Эйнштейна». Phys. Rev. Lett. 121 (13401): 013401. arXiv:1804.00402. Bibcode:2018PhRvL.121a3401C. Дои:10.1103 / PhysRevLett.121.013401. PMID  30028169.
  2. ^ С. Чжэн; и другие. (2006). «Выделение и кристаллические структуры двух синглетных бис (триариламиновых) дикатов с нехиноидальной геометрией». Журнал Американского химического общества. 128 (6): 1812–7. Дои:10.1021 / ja0541534. PMID  16464079.