Какие бывают молекулы: Разновидности ароматов Escentric molecules

Содержание

Могут ли существовать молекулы без химической связи?

Как мы учили в школе на уроках химии, атомы в молекулах удерживаются химической связью: ковалентной полярной, ковалентной неполярной… Бывает ионная связь — в кристаллах,— бывают связи двухцентровые и многоцентровые… Как же можно построить классическую молекулу, например, органического вещества, без химической связи?  Мы задали этот вопрос главному редактору журнала «За науку» Алексею Паевскому, по образованию — химику-органику.

Как ни странно, правильный ответ на этот вопрос «отчасти – да».  Бывают молекулы, разные части которых удерживаются исключительно механически.

Для начала вспомним одного из трех лауреатов Нобелевской премии по химии 1987 года Дональда Джеймса Крама, который, развивая идею комплексов «гость-хозяин», создал новый тип молекул, карцеранды — органическая молекула представляет собой «клетку», «карцер», внутри которого заключена другая молекула, будь то большой атом инертного газа или, скажем, нитробензол (рис. 1).

Рисунок 1. Молекула нитробензола в полости карцеранда

Однако это все-таки не совсем то: части молекулы неравноправны, одна «спрятана» внутри другой. Возможны еще более восхитительные варианты. Существует (и синтезировано в лабораториях) целых четыре типа молекул с настоящей механической связью. Их называют катенаны, ротаксаны, молекулярные узлы и молекулярные кольца Борромео. Все эти молекулы отличает то, что некоторые связи между частями молекул исключительно механические, то есть физическое соприкосновение частей молекулы не дает им распасться или изменить взаимоположение. Давайте посмотрим, что это за молекулы.

Катенаны.

Латинское слово «catena» означает «цепь». Именно это и отличает катенаны — они представляют собой два  или более цикла, продетых друг в друга. Первые синтезы катенанов представляли собой реакции циклизации длинных цепочек в присутствии других кольцевых молекул. Надеялись лишь на случай: вдруг какая-то часть молекул во время замыкания циклов окажется продетой в уже существующий цикл. Однако выходы таких реакций всегда оказываются микроскопическими. Поэтому Генри Шиллом, первопроходцем этой темы, был разработан направленный метод синтеза, когда сперва будущие кольца были соединены перемычками, а посте того, как два или три звена цепочки колец собраны, перемычки разрушались.

За последние годы прогресс в синтезе катенанов оказался огромным. Ученые сумели соединить, подобно известной эмблеме, пять колец. Разумеется, такое вещество назвали «олимпиаданом».

Рисунок 2. Олимпиадан

Кроме того, появились новые типы катенанов: претцеланы, в которых кольца продеты друг в друга, но еще и соединены молекулярным мостиком. Также есть «катенаны в форме наручников» (это вполне официальное название — handcuff-shaped catenanes). Почему они так названы, можно понять, посмотрев на их топологию.

Рисунок 3. Топология обычного катенана

Рисунок 4. Топология претцелана

Рисунок 5. Топология катенана в форме наручников

Кстати, существуют катенаны и в природе — молекулярным биологам давно известны катенановые ДНК.

Ротаксаны.

Это название образовано из двух слов: «rotor» — вращение и «axis» — ось. Такие молекулы представляют собой длинную молекулярную цепочку, продетую сквозь цикл. Однако соскользнуть с оси циклу мешают массивные группы атомов на концах цепи. Современные ученые рассматривают такие структуры как элементы молекулярных машин.

Рисунок 6. Ротаксан

Молекулярные узлы.

Здесь все просто — молекула представляет собой неразрывную замкнутую структуру, к тому же, завязанную в узел. Органики научились синтезировать и такое!

Рисунок 7. Молекулярный узел

Молекулярные кольца Борромео.

Простые кольца Борромео видели все, хотя и не знали, что они так называются. Это просто три кольца, попарно продетые друг в друга. Представляете себе, сравнительно недавно химики научились синтезировать и такие молекулы. Вот, посмотрите на структуру.

Рисунок 8. Молекулярные кольца Борромео

Как отличить подделку escentric molecules от оригинальных духов

Escentric Molecules: в чем причина популярности бренда и количества подделок?

Парфюмерию от немецкого химика и «носа» Геза Шоена можно обожать или не любить, главное, что равнодушных людей к молекулам и эксцентрикам не найти. «Эксцентрик 01» и другие ароматы Escentric Molecules покупают Мадонна и Элтон Джон, чтобы отличить себя не только на фото. На туалетные воды есть мода в интернет-магазинах и сообществах любителей парфюмерии.
Чем выше объем продаж у компании, тем больше шансов привлечь внимание нечестных бизнесменов. Они ориентируются на фото и реальные параметры упаковок и флаконов, чтобы сделать контрафакт. Чтобы не стать жертвой мошенников, внимательно изучите основные принципы, как отличить подделку Escentric 01 и Molecule.

Как отличить подделку «Эксцентрик 01» по упаковке: три важных правила

1. Дизайн коробки и флакона для Escentric Molecules всегда делает одна и та же фирма, MeCompany. Черная с нанесенным рисунком, стилизованным под штрих-код, и фиолеовыми полосками упаковка из плотного картона — оригинал. Подделки «Эксцентрик» можно отличить даже на фото.

(настоящая упаковка справа)

2. Внутри самой коробки есть холдер из картона, который защищает молекулы и эксцентрики от повреждений при транспортировке. Если картонной защиты нет, или она не держит духи на месте, то это фейк.

3. Производитель Escentric 01 указывает на коробочке информацию о стране выпуска, объеме (в миллилитрах и жидких унциях), составе парфюма. Название композиции написано без ошибок (Eccentric или esentrik недопустимые варианты!).

(настоящая упаковка справа)

Как отличить подделку Escentric 01 по флакону?

На очереди замечания, как понять, оригинал или нет, по стеклянной емкости. Чтобы сделать примеры нагляднее, мы добавили фото. 

Молекулы и эксцентрики известны лаконичным дизайном пузырька, который творчески повторяет рисунок на коробочке аромата. У оригинала рисунок гармоничный, слегка глянцевый, устойчивый к воздействию (его не получится стереть ногтем), непрозрачный

Толстое неравномерное стекло, вогнутое дно — признаки, как отличить подделку Escentric Molecules.Дозатор выполнен качественно, он невысокий, с матовым ободком. Распыляются молекулы и эксцентрики в случае оригинала легко, равномерно.

Признаки, которые не могут указывать на подделку аромата 

Отсутствие крышки. Для подлинного парфюма это нормально, а не признак контрафакта. Молекулы не выветриваются, поэтому крышечек у них нет. 

Наличие или отсутствие треугольника на донышке флакона. Когда бренд Escentric Molecules только начинал работу, треугольник действительно был знаком качества. Сейчас его нет, но это не является признаком подделанного или оригинального аромата. (иногда треугольник встречается). 

Цвет продукции. У оригинала он может колебаться от прозрачного до насыщенно-желтого. 

Стойкость аромата. Категория субъективная, особенно в случае в молекулами. Ориентироваться на шлейф и думать, как отличить подделку Escentric 01 от оригинала, не получится.

Molecule 01: почему духи от Гезы Шоена так часто подделывают?

Первые парфюмы компании Escentric Molecules вышли в 2006. Они перевернули рынок привычных нишевых ароматов. В противовес натуральности немецкий парфюмер подчеркивал синтетическую природу молекул и эксцентриков.
Поклонники нового бренда охотно покупали духи в интернет-магазинах, но и мошенники обратили внимание на Escentric Molecules, чтобы создавать контрафакт. Понять, как отличить подделку Molecules 01, не так сложно. Мы расскажем все по порядку и проиллюстрируем примеры фото оригиналов и фейков.

Как отличить подделку Molecule 01: полезный чек-лист

С помощью простого теста можно быстро определить, оригинал это или подделка. Если ответ на следующие пункты «да», то у вас в руках фейковая туалетная вода.

(справа истинный продукт, слева фейк: подделка отличается тем, что рисунок просвечивается) 

Упаковка на вид даже по фото дешевая, с аляповатым ярким рисунком

(оригинал справа) 

Название духов «Молекула 01» написано с ошибкой (Malecule, molekula 1), нужно сравнить с упаковкой оригинала 

Внутри коробки подделки Molecules 01 отсутствует картонный холдер, или он сделан неровно и не удерживает туалетную воду на месте 

Полезный способ, как отличить фейк: посмотреть на флакон на просвет. Если есть заметный шов на стекле или неровности, то об оригинале речь не идет

(слева подлинник) 

Банальная проверка батч-кода часто отвечает на вопрос, как отличить подделку молекул и эксцентриков. У контрафакта номер отсутствует на донышке коробки, переклеен или затерт, а также не пробивается на специальных сайтах 

Рисунок на флакончике выполнен тускло, его можно соскрести ногтем 

Трубочка пульверизатора толстая, заметная, не доходит до дна или, наоборот, загибается вбок 

Как отличить подделку Molecule 01 по фото? Донышко флакона вогнутое (у оригинала Молекулы без изгибов)

(настоящая вода справа) 

Горлышко пузырька неровное, пульверизатор работает с перебоями

(оригинальная версия слева)

По каким пунктам нельзя определить фейковые Molecule 01?

Как отличить подделку молекул и эксцентриков, мы рассказали используя фото. Но есть пункты, по которым сравнивать духи нельзя: 

1. Стойкость, звучание парфюма — нередко именно по тому, насколько «шлейфит» покупка, делают вывод о ее принадлежности к одному из лагерей. Это ошибка! Молекулы и эксцентрики раскрываются индивидуально, в зависимости от сезона, одежды, температуры тела, особенностей обоняния и многих других факторов.

2. Цвет туалетной воды — один и тот же оттенок мы воспринимаем по-разному на фото и в жизни. Причиной этому освещение, угол съемки, зрение и не только. Плюс цветовое наполнение флакона может незначительно меняться, для бренда Escentric Molecules — это вполне нормально. 

3. Отсутствие крышки — это особенность дизайна, потому что подлинники молекул и эксцентриков не выветриваются. По этому можно отличить их от безликого множества парфюмов.

Как отличить подделку Escentric 02: основные правила

Любая композиция от Escentric Molecules становится хитом, и «Эксцентрик 02» не исключение. Есть и обратная сторона успеха: популярные парфюмы копируют мошенники, выдавая подделку за оригинал. Что нужно помнить покупателям, чтобы распознать даже качественный фейк?
Подделки Escentric 02 часто делятся на две категории: грубые и качественные. Халтуру отличить несложно: она лишь условно копирует оригинал. Какие общие отличия есть у низкокачественных подделок «Эксцентрик 02»? 

1. неправильное написание названия (вместо Escentric 02 может стоять Esentric или eccentrik 2) 

2. флакон выполнен из мутного стекла, с бросающимися в глаза неровными швами

(фейк)

3. отсутствует даже имитация батч-кода или наклеек внизу коробки и бутылочки 

4. упаковка эксцентрика или молекулы сделана из мягкого неровного картона или отсутствует

Дорогие фейки Escentric Molecules: как отличить от оригинала?

С некачественными парфюмами разобраться легче. Как отличить подделку, если она очень похожа на оригинал? Расскажем с примерами на фото 

1. Цена. Сравните стоимость духов с тем, сколько они стоят в официальных интернет-магазинах. Регулярных скидок в 70% на нишевую парфюмерию не бывает! Если цена на «Эксцентрик 02» подозрительно низкая, лучше воздержаться от покупки. 

2. Качество упаковки. Осмотрите коробку и внутренний холдер туалетной воды. Картон без равномерного глянца, нечеткий шрифт и принт на упаковке, переклеенный батч-код подскажут, что перед вами не оригинал Escentric 02.

3. Флакон. Пульверизатор настоящих духов Escentric Molecules легко нажимается, равномерно распыляя содержимое пузырька. У подделки горлышко грубое, необработанное.

(подлинник справа)

4. Трубочка. У оригинала тонкая, полупрозрачная, гибкая на вид, достающая ровно до дна. Фейк снабжен толстой заметной трубкой. Как еще отличить подделку эксцентрика? Провести пальцем по стенкам флакона. У оригинала они гладкие, без явных швов, у контрафакта — неровные.

Второй эксцентрик и молекула: как не получится определить подлинность духов?

По запаху и цвету парфюма отличить творение Гезы Шоена от подпольной продукции не получится. Дело в том, что шлейф у молекул и эксцентриков индивидуальный благодаря синтетическим ингредиентам. Раскрывается он облаком или сидит близко к коже, зависит от разных факторов. Но это точно не пункт, как отличить подделку Escentric 02.
То же касается и оттенка туалетной воды. Допустимы колебания от почти прозрачного до желтоватого содержимого флакона.

Как отличить подделку Molecule 02: советы, рекомендации, фото

«Молекула 02» стала одним из самых популярных ароматов бренда Escentric Molecules. К сожалению, известностью парфюма пользуются мошенники. Как отличить оригинал Molecule 02 от подделки и не дать себя обмануть?

(слева вода настоящая) 

Что нужно помнить о духах 02, эксцентриках и молекулах? 

1. они основаны на амброксане, аромат которого парфюмерные сайты и интернет-магазины описывают оригинал словами «кремовый, мускусный с нотами лайма, древесный» 

2. Escentric Molecules отличаются от традиционного раскрытия пирамиды композиции (верхние аккорды, средние, базовые) линейностью. Здесь не встретить соло цитрусовых или землистых нот, они звучат гармоничным многоголосием

(оригиналы)

3.  популярность линейки породила обилие контрафакта, дешевого и сопоставимого по цене с оригиналом «Молекула 02» 

4. их можно комбинировать с другими духами

Molecule 02: как отличить дешевую подделку

Культовый аромат породил множество случаев плагиата. Иногда отличить фейк молекул или эксцентриков легко, когда: 

неправильно написано название аромата
на коробке 

нет основных сведений (объем парфюма, страна-производитель, ингредиенты духов)

упаковка сделана халтурно, криво, продавливается пальцами 

флакон Molecules 02 не распыляет духи, кажется неровным на просвет или режет острыми краями или швами 

Речь идет о том, как отличить низкокачественную подделку молекулы или эксцентрика. С дорогостоящей имитацией Escentric Molecules разобраться сложнее.

Качественные подделки «Молекулы 02»: как не дать себя обмануть

Есть хитрости, как отличить фейк даже в случае недешевых ароматов. 

1. мошенников выдают детали. Трубочка оригинала максимально незаметна даже в прозрачном стекле эксцентриков, она тонкая и достает ровно до дна. Подделки отличают исполнение. Трубка часто грубая, белая, заворачивается по дну или не достает до него.

(справа истинный вариант молекулы) 

2. стекло флакона ровное, с одинаковыми тонкими стенками, без выпуклостей. Если на просвет стенки выглядят утолщенными, кривыми, со швами, то это фейк.

(с правой стороны подлинник) 

3. отличить контрафакт молекул и эксцентриков можно по распылителю.

У оригинала он аккуратный, с матовой отделкой, невысокий.
Нужно помнить, что некоторые пункты не относятся к способам проверки аромата как оригинала или подделки! Например, оттенок воды бывает разный: он варьируется от прозрачного до насыщенного желтого.

(в обоих случаях продукция настоящая) 

Также на флаконе отсутствует крышка (и это нормально), может не быть треугольника на донышке (тоже вариант нормы).

  • Сайты производителей линеек:
    escentric.com, thebeautifulmindseries.com, kinskifragrance.com, steidl.de .

    • Определение молекулы — Химический словарь

    Что такое молекула?

    Молекула — это частица, состоящая из двух или более атомов, химически связанных друг с другом; число атомных ядер, составляющих молекулу, является определенным числом.

    Например, HCl (g) представляет собой молекулу, состоящую из одного атома водорода, связанного с одним атомом хлора. Он состоит из двух атомов и называется двухатомной молекулой.

    Кристалл NaCl (s) не является молекулой: это ионная решетка, состоящая из неопределенного числа атомов.

    Углекислый газ представляет собой молекулу, состоящую из двух атомов кислорода, связанных с атомом углерода. Он содержит три атома и называется трехатомной молекулой.

    Диоксид кремния, более известный как кварц, существует в виде большой ковалентной сети, состоящей из неопределенного числа атомов.

    Одной из самых распространенных трехатомных молекул во Вселенной является катион триводорода H 3 + .
    Несмотря на обилие в космосе, где он стабилизируется очень низкой температурой и низкой плотностью вещества, катион триводорода редко встречается на Земле.

    Существуют очень большие молекулы; они известны как макромолекулы. Примером особенно большой макромолекулы является ДНК, содержащая сотни миллиардов атомов.

    Гомонуклеар против гетероядерного

    Один из способов классификации молекул — это гомонуклеар , изготовленные только из одного элемента, например, H 2 , O 2 , O 3 , N 2 , P 2 , O 3 , N 2 , P 4 и S 8 ;
    или гетероядерный , состоящий из более чем одного элемента, например CH 4 , NO 2 , CO, PCl 5 и C 6 H 12 O 6 .

    Представления двух молекул: Слева S 8 , гомоядерная.
    Справа PCl 5 , гетероядерный.

    Твердое тело, жидкость или газ: полярные и неполярные молекулы

    Является ли вещество, состоящее из молекул, твердым, жидким или газообразным при комнатной температуре, определяется молекулярной массой молекул и силой электростатического притяжения между молекулами.

    Молекулы с низкой молекулярной массой, такие как H 2 и CH 4 , имеют тенденцию образовывать газы.

    Сильное электростатическое притяжение между молекулами может иметь значительный эффект.

    Например, молекулы H 2 O имеют такую ​​же молярную массу, что и молекулы CH 4 .
    Вода кипит при 100°С, а метан при -161,5°С.

    Большая разница в температурах кипения возникает из-за электроотрицательности водорода и кислорода, образующих диполь в молекуле воды. Вода — полярная молекула; его атомы водорода имеют постоянный небольшой положительный заряд; его атом кислорода имеет постоянный небольшой отрицательный заряд.

    Результатом этих постоянных зарядов является прочная, относительно долгоживущая полярная связь между отдельными молекулами воды, что приводит к неожиданно высокой температуре кипения для вещества с низкой молярной массой.

    Между молекулами метана существует только ван-дер-ваальсова связь, образующая гораздо более слабые ассоциации между молекулами, чем полярная связь.
    Связи Ван-дер-Ваальса образуются, когда относительное положение электрона и ядра в разных молекулах временно вызывает мимолетное электростатическое притяжение между ними.

    Слабые временные силы Ван-дер-Ваальса сближают молекулы метана.

    Сильная, относительно долгоживущая полярная связь между слабоотрицательным кислородом и слабоположительным водородом сближает молекулы воды.

    Что такое молекула? • Заявлено четко

    Атомы, элементы, молекулы… Какая разница? Это третья часть серии «Ясно заявлено: введение в химию». В нем вы найдете упрощенное определение молекулы, узнаете, как мы моделируем молекулы, и увидите настоящие изображения реальных молекул и режимов их колебаний! Мы рекомендуем посмотреть нашу анимацию об атомах, прежде чем смотреть эту.

    О нашем определении молекулы

    В этом видео мы описываем молекулы как «группы атомов, слипшихся вместе, обычно посредством химических связей».

    Это определение прекрасно, потому что его легко понять, но с ним есть некоторые проблемы. Биологи иногда считают двухцепочечную цепь ДНК «единой молекулой», хотя каждая половина цепи связана с другой нехимическими водородными связями. То же верно и для некоторых белковых комплексов, состоящих из нескольких субъединиц.

    В качестве альтернативы, некоторые кристаллы, такие как кварц, состоят из повторяющихся структур атомов, все из которых химически связаны. Используя наше определение, вы должны рассматривать весь кристалл кварца как «одну молекулу». Химики обычно так не делают, вместо этого они считают каждую повторяющуюся субъединицу молекулой. У чистых металлов аналогичная проблема.

    Язык — это живой, развивающийся беспорядок! Даже в формальных научных областях, где вы могли бы ожидать большей последовательности.

    О нашем изображении образования молекулы водорода

    В этой анимации мы показываем молекулу водорода, образующуюся в космосе в результате столкновения всего двух атомов. Обычно для этой реакции также требуется какая-то частица пыли или льда, чтобы улавливать атомы, когда они связываются вместе.

    Чтобы не отвлекать внимание при обучении основам молекулы, мы решили проигнорировать эту техническую деталь в анимации.

    Узнать больше

    Научная статья, показывающая реальную молекулу в форме шарика и палочки:

    • Химическая структура молекулы, разрешенная с помощью атомно-силовой микроскопии

    Документ, показывающий реальные измерения молекулярных колебаний Исследовательским центром CaSTL:

    • Визуализация нормальных мод колебаний одиночной молекулы с помощью атомарно ограниченного света

    Видеоигра, обучающая тому, как атомы объединяются в молекулы:

    • Разрушитель

    Для учителей

    Содержание этого видео соответствует критериям следующих основных дисциплинарных идей, определенных научными стандартами следующего поколения. Используйте наши видео, чтобы дополнить школьную программу.

    Авторы

    В наших видеороликах используются рекомендации и советы экспертов в области науки и образования. Эта анимация
    является результатом сотрудничества следующих ученых, педагогов и нашей творческой команды.

    Консультанты
    • Ара Апкарян, доктор философии
    • Венкат Боммисетти, доктор философии
    • Даниэль Ватт, доктор философии
    • Эрик Потма, доктор философии
    • Джунхи Ли, доктор философии
    • Уилсон Хо, доктор философии
    Команда
    • Энтони Данзл
    • Джон Перри
    • Джордан Коллвер

      • 2120 Тайлер2122

      Стенограмма

      Хотя определения слова «молекула» в учебниках иногда могут показаться немного сложными, молекулу можно в общих чертах представить как группу атомов, слипшихся вместе — обычно за счет химических связей.

      Здесь мы видим единственный атом водорода, путешествующий по космосу. Он состоит из одного положительно заряженного протона в ядре и одного отрицательно заряженного электрона.

      Если наш одинокий атом водорода окажется достаточно близко к другому одинокому атому водорода, их электроны (которые притягиваются, как магниты к протонам) могут притягивать атомы друг к другу, пока они не столкнутся и не слипнутся

      Два атома теперь делят друг друга чужие электроны в так называемой ковалентной химической связи.

      То, что когда-то было двумя отдельными атомами водорода, теперь образовало единую молекулу водорода!

      Эта связь не является постоянной. При достаточном количестве тепла или из-за взаимодействия с другими молекулами атомы водорода снова легко разделятся.

      Различные типы атомов могут образовывать разное количество химических связей:

      Атом водорода может одновременно образовывать только одну ковалентную связь. Если бы 3-й водород столкнулся с молекулой водорода, он бы просто отскочил или, если бы ударился достаточно сильно или в нужное место, он мог бы поменяться местами с одним из существующих атомов.

      Атом кислорода обычно может образовывать 2 связи, атом углерода — 4, атом аргона обычно ни с чем не связывается.

      Несмотря на то, что возможное число связей на атом невелико, при правильном расположении связей могут образовываться огромные молекулы.

      Например, хотя водород может образовывать только одинарную связь, стандартная молекула воды всегда состоит из 3 атомов. Это возможно, потому что кислород, который может образовывать 2 связи, образует только одну связь с каждым атомом водорода.

      Единственная молекула сахара, известного как глюкоза, состоит из 24 атомов, представляющих собой особый набор атомов углерода, водорода и кислорода.

      Типичная жирная кислота в организме человека может иметь разную длину, здесь она состоит из 38 атомов.

      Один белок (в зависимости от типа) может содержать более полумиллиона атомов, ковалентно связанных друг с другом.

      Модели, которые я показывал вам до сих пор, — это то, что мы называем моделями «заполнения пространства». Они примерно показывают нам, как выглядит внешнее электронное облако каждого атома, а разным типам атомов присвоены разные цвета.

      Когда мы смотрим на настоящие молекулы в сканирующий туннельный микроскоп, они очень похожи на эти модели заполнения пространства, но атомы не имеют цветовой кодировки, а их края размыты. Это размытие отчасти связано с ограничениями микроскопа, а отчасти потому, что у атомов действительно есть мягкие границы.

      При рассмотрении сложных молекул модели заполнения пространства и особенно реальные изображения реальных молекул могут немного сбить с толку. Какие атомы связаны друг с другом, какие атомы просто расположены близко друг к другу?

      По этой причине химики иногда используют так называемые шаровые и стержневые модели. Они подчеркивают связи между атомами, скелет молекулы, вместо того, чтобы показывать внешнюю поверхность каждого атома.

      В 2009 году доктор Лео Гросс и его команда открыли способ делать настоящие скелетные снимки молекул.

      Это не рисунок, это не компьютерная модель, это реальное сканирование реальной молекулы!

      Удивительно, но атомная теория позволяла ученым рисовать молекулы с удивительной точностью более чем за 100 лет до того, как это изображение было наконец получено. Это прекрасное свидетельство того, на что способна хорошая научная теория.

      Когда атомы собираются вместе, чтобы сформировать молекулу, молекула колеблется между своими связями по регулярной схеме. Вы можете думать об облигации как о прыгающей пружине. Это связано с тем, что протоны в ядре каждого атома отталкивают друг друга, а общие электроны в каждой связи снова сближают атомы. Колебания, которые мы обнаруживаем в молекулах, являются результатом постоянного перетягивания каната между этими двумя силами.

      Если вы добавите энергию к молекуле с помощью тепла или света, амплитуда (длительность) каждой вибрации будет увеличиваться без изменения того, как часто каждая вибрация завершает свой цикл. «Прыгающая пружина» растягивается дальше, и атомы движутся быстрее. Если вы добавите достаточно энергии, связь разорвется.

      Ученые увлечены движениями молекул и хотят лучше их понять. Эти вибрации имеют огромное количество потенциальных применений в химии, медицине, электронике и вычислительной технике.

      Часовщики, например, используют неизменную скорость молекулярных колебаний для создания часов, которые показывают практически идеальное время. В кварцевом кристалле колебания связей между его атомами резонируют, заставляя весь кристалл, если его обрезать до нужной формы и размера, микроскопически колебаться с частотой 32 768 раз в секунду. Внутри каждых кварцевых часов находится крошечный кристалл вместе с электроникой, которая может подсчитывать вибрации кристалла, точно сообщая секундной стрелке, когда двигаться.

      В апреле 2019 г., в журнале Nature Джунхи Ли и его коллеги из Центра химии на пределе пространства-времени опубликовали первые изображения молекулярных колебаний в атомном масштабе.

      Хотя эти изображения могут показаться немного странными для неопытного глаза, они показывают исследователям, как именно эта молекула изгибается и пульсирует между своими связями. Мы можем использовать подобные изображения для построения точных моделей, точно предсказывающих, как разные молекулы будут вести себя в различных условиях.

      С помощью этих новых точных знаний инженеры работают над солнечными панелями, которые генерируют гораздо больше энергии, компьютерными чипами, которые не перегреваются, и исследователи планируют использовать эту технологию визуализации, чтобы лучше понять нашу собственную ДНК.