В физике биполярон - это квазичастица, состоящая из двух поляронов . В органической химии это молекула или часть макромолекулярной цепи, содержащая два положительных заряда в сопряженной системе .
Биполяроны в физике [ править ]
В физике биполярон - это связанная пара двух поляронов. Электрон в материале может вызвать искажение основной решетки. Комбинация электрона и искажения (которую также можно понимать как облако фононов ) известна как полярон (отчасти потому, что взаимодействие между электроном и решеткой происходит через поляризацию ). 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 целочисленный спин и, таким образом, обладают некоторыми свойствамибозоны . Если образуется много биполяронов, не приближаясь слишком близко, они могут образовать конденсат Бозе – Эйнштейна . Это привело к предположению, что биполяроны могут быть возможным механизмом высокотемпературной сверхпроводимости . Например, они могут привести к очень прямой интерпретации изотопного эффекта .
Недавно в конденсате Бозе-Эйнштейна были обнаружены биполяроны. Два полярона обмениваются звуковыми волнами, и они 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 [ править ]
В органической химии биполярон - это молекула или часть макромолекулярной цепи, содержащая два положительных заряда в сопряженной системе. Заряды могут располагаться в центре цепочки или на ее концах. Биполяроны и поляроны встречаются в допированных проводящих полимерах, таких как политиофен .
Можно синтезировать и выделить модельные соединения биполярона для рентгеноструктурных исследований. [2] В диамагнитных бис (триарили) амин дикатион 2 в схеме 1 получают из нейтрального предшественника 1 , в дихлорметане по реакции с 4 -х эквивалентами пентахлорида сурьмы . Для дикатиона существуют две резонансные структуры . Структура 2a представляет собой (синглет) бирадикала и 2b является замкнутой оболочкой хиноида . Экспериментальные длины связи для центральной винилиденовой группы в 2 составляют 141 пм.и 137 пм по сравнению с 144 и 134 пм для предшественника 1, что подразумевает некоторый вклад со стороны хиноидной структуры.
С другой стороны, когда тиофеновое звено добавляется к ядру в структуре, изображенной на схеме 2 , эти длины связей идентичны (около 138 мкм), что делает его настоящим гибридом.
См. Также [ править ]
Ссылки [ править ]
- ^ Камачо-Гардиан, А .; Пенья Ардила, Луизиана; Pohl, T .; Бруун, GM (6 июля 2018 г.). «Биполяроны в конденсате Бозе-Эйнштейна». Phys. Rev. Lett . 121 (13401): 013401. arXiv : 1804.00402 . Bibcode : 2018PhRvL.121a3401C . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.121.013401 . PMID 30028169 .
- ^ С. Чжэн; и другие. (2006). «Выделение и кристаллические структуры двух синглетных бис (триариламинных) дикатов с нехиноидальной геометрией». Журнал Американского химического общества . 128 (6): 1812–7. DOI : 10.1021 / ja0541534 . PMID 16464079 .
