Ученые доказали, что в кристаллах йода доминирует галогенная связь

На протяжении десятилетий в учебниках по химии, от школьных до университетских, кристаллы молекулярного йода (I₂) представлялись классическим примером действия дисперсионных сил. Это фундаментальное положение теперь опровергнуто. Новое исследование, сочетающее квантово-механические расчеты и спектроскопический анализ, предоставляет систематические доказательства того, что главной движущей силой формирования кристаллической решетки йода является именно галогенная связь.

Исследователи сфокусировались на трех типах пар молекул йода (димерах), извлеченных из реальной кристаллической структуры. Анализ с помощью анализа функции электронной локализации (ELF) и теории «Атомы в молекулах» (AIM) показал, что в наиболее стабильном димере один атом йода выступает в роли σ-дырки (электронодефицитная область), а другой — в роли донора электронной пары. Это — классическое определение галогенной связи.

Решающим доказательством стало сравнение экспериментальных спектров комбинационного рассеяния (рамановских спектров) с расчетными. Ученые впервые зафиксировали расщепление полос, отвечающих за колебания связи I–I, которое напрямую связано с ослаблением определенных связей вследствие образования галогенной связи.

Это открытие вносит ключевые коррективы в устоявшиеся представления о природе химической связи. Работа доказывает, что не дисперсионные силы, а именно галогенная связь ответственна за характерную зигзагообразную структуру твердого йода, фактически переписывая одну из глав в учебниках по химии.

Результаты работы опубликованы в журнале Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy.

Источник: Пресс-служба НИОХ СО РАН