C кем связан протон? С обеими молекулами сразу!

Исследователи из Йельского Университета представили доказательства равновесного колебания «общего» протона между двумя молекулами, с которыми он связан, опровергнув бытовавшую ранее теорию о его преимущественном связывании с одной из частиц.

Два атома кислорода различных молекул (красный) равноудалены от дополнительного протона (размазанный белый шарик), связанного с обеими молекулами. Наличие такого межмолекулярного связывания теперь может быть зафиксировано с помощью высокоточного измерения частоты колебаний «протона-мостика». (Изображение: Yale University)

Иccледовательская группа, возглавляемая профессором Марком Джонсоном (Mark Johnson), зафиксировала новую четкую спектральную картину, ассоциированную исключительно с колебаниями «мостикового» протона, связанного одновременно с двумя органическими молекулами. Характер колебаний существенно зависит от свойств связанных с «блуждающим» протоном молекул. В статье, опубликованной в свежем номере журнала Science, приводятся картины различных типов колебаний, наблюдавшихся при связывании добавочного протона с простыми азот- и кислородсодержащими молекулами.

Всего в ходе исследования были изучены особенности взаимодействия протона с 18 простыми молекулами. Ученые выделяли связанные ассоциаты из газовой фазы, охлаждали их до 50 K и осуществляли спектральные наблюдения в аргоновой наноматрице.

Исследования показывают, что дополнительный протон контактирует с определенной парой атомов в двух связанных молекулах, образуя многоцентровую многоэлектронную связь. Джонсон отмечает: «В биологических системах, состоящих из азот- или кислородсодержащих соединений, добавочный протон образует связь со всеми доступными электронными парами. Он является на вечеринку без приглашения и меняет свойства молекул».

Ранние работы Джонсона касались взаимодействия протонов лишь с молекулами воды; это исследование расширяет круг изучаемых объектов, включая в него простые биологически значимые соединения. Исследователям удалось оценить прочность связывания протона с двумя молекулами и определить влияние свойств молекул на прочность такого связывания.

www.chemport.ru