Вперше створено комплекс одночасно з одинарним, подвійним і потрійним зв'язком метал-азот
Хіміки з Університету Мічигану вперше синтезували комплекс, в якому центральний атом металу одночасно утворює одинарні, подвійні та потрійні зв'язки з атомами азоту лігандів. Нітрідо-імідо-амідний комплекс хрому був отриманий у двостадійному синтезі і виявився бурштиново-жовтим кристалічним з'єднанням. Синтез незвичайної речовини наведено в, коротко про нього повідомляє блог Королівського хімічного товариства (Великобританія).
Порядок зв'язку в хімії - величина, що визначає яку кількість електронів відповідально за утворення цього зв'язку. Наприклад, звичайний, одинарний зв'язок, утворюють два електрони. Такий тип зв'язку можна зустріти, наприклад, у молекули водню, H2. Подвійний зв'язок вимагає вже чотирьох електронів, таке спостерігається, наприклад в кисні, O2. Потрійні зв'язки, що вимагають шість електронів для «скріплення» двох атомів, зустрічаються у звичній нам молекулі азоту, N2. Вони роблять її надзвичайно міцною, але зустрічаються вже не так часто як одинарні і подвійні. Порядки зв'язку вище четвертого - велика рідкість, що зустрічається, наприклад, в комплексах хрому, молібдену, вольфраму і урану (аж до шостого порядку).
Те, які саме зв'язки утворюються в молекулі, сильно впливає на її властивості. Тому дуже важливо вміти передбачати розподіл електронів відповідний найбільш стійким частинкам. Для того, щоб перевірити і уточнити існуючі теорії, хіміки шукають частинки з винятковими властивостями, наприклад незвичайним розподілом зв'язків. Вперше комплекс, в якому центральний атом утворює відразу три зв'язки різної кратності з атомами одного типу був синтезований в 1978 році. Це була сполука вольфраму, що містила одинарний, подвійний і потрійний зв'язки з атомами вуглецю.
Спочатку автори нової роботи планували вивчити властивості іншого комплексу, в якому навколо одного атома хрому присутні один потрійний зв'язок з атомом азоту і три звичайних. Цільова речовина, як припускали хіміки, могла існувати в двох формах, «перекидаючи» електрони і атом водню всередині молекули - друга форма містила два подвійні зв'язки і дві звичайні.
Як відправну точку до його синтезу вчені вибрали нітридо-комплекс хрому. У цьому з'єднанні присутній потрійний зв'язок хром-азот, два амідних заступника, пов'язаних з атомом хрому одинарними зв'язками і атом іоду. На першій стадії автори замістили атом іоду на ще один амідний фрагмент (феніламідний). У результаті утворився комплекс, в якому атом хрому оточений чотирма атомами азоту і двома типами зв'язків - потрійними і одинарними. Спектроскопічні дослідження показали, що другої форми у цього комплексу немає.
Однак цікавий результат дало дослідження його хімічних властивостей. При обробці гідридом калію - надзвичайно сильною лужею - відбувався відрив атома водню, що розташовувався на одному з трьох амідних атомів азоту. В результаті цього, в молекулі, в якій всі електрони вже були розподілені, з'явилася ще одна «зайва» пара електронів. Вона і перетворила одну з одинарних зв'язків на подвійну. Авторам вдалося отримати два з'єднання з такою будовою - калієву сіль (темно-червона) і більш складну, в якій калій входить до складу криптанда - спеціальної органічної «шуби» (бурштиново-жовта). Останню вдалося виділити в кристалічному вигляді.
Раніше хімічні журнали повідомляли і про інші синтези речовин з незвичайними властивостями, наприклад, повністю неорганічних ароматичних аніонів, самовідтворюваних ротаксанів, молекулярних насосів та інших сполук, що відносяться до хімічної екзотики.