• Мнения
  • |
  • Обсуждения
Николай Аблесимов Грандмастер

Фемтохимия – это что-то новое?

Фемтохимия — раздел химической кинетики. За работы в этой области А. Зивэйл получил Нобелевскую премию по химии 1999 г.: «за исследования химических реакций в реальном масштабе времени с помощью фемтосекундной спектроскопии».

Collpicto, Shutterstock.com

Главный результат работ состоит в том, что появилась возможность наблюдать за протеканием элементарных химических реакций в реальном масштабе времени и тем самым создан новый раздел химии — фемтохимия, который изучает химические процессы в фемтосекундном временном диапазоне (10-15-10-12 секунды).

Время в химию вводит химическая кинетика — наука о скоростях химических процессов. Эта наука универсальна, она пригодна для описания всех химических реакций — от образования руд в геохимических процессах с длительностью многих миллионов лет до взрыва, происходящего за миллионные доли секунды. Химическая кинетика вошла во все разделы химии; она поднялась на уровень общехимической науки, стала химической культурой, составной частью химического мышления.

Изучением элементарных реакций занимается специальный раздел химии — химическая динамика. Основная задача химической динамики — определить структуру переходного состояния и проследить динамику его образования и распада в реальном времени. Фемтохимия начала с двухатомных молекул и постепенно расширяется в сторону всё более крупных молекул, включая белки и ДНК.

Наука, исследующая временное поведение реагирующей системы на перевале и его окрестностях, названа химической динамикой. В отличие от химической кинетики, которая измеряет время между химическими событиями, её наследник — химическая динамика — измеряет время самого события, следит за движением атомов в момент преобразования реагентов в продукты. И если химическая реакция — сердце всей химии, то химическая динамика есть кардиограмма этого сердца.

Освоение лазеров раздвинуло горизонты химии и обеспечило прорыв в изучении кинетики элементарных химических взаимодействий (10-14-10-13 с). Эти времена гораздо меньше периода колебаний атомов в молекулах (10-13-10-11 с). Благодаря такому соотношению времен фемтохимия видит саму химическую реакцию — как перемещаются во времени и в пространстве атомы, когда молекулы-реагенты преобразуются в молекулы продуктов. Это крупное достижение современной химии: оно открыло прямые пути исследования механизмов химических реакций, а значит пути управления реакциями.

Успехи, достигнутые при использовании фемтосекундных импульсов, привели к открытию другой науки — фемтобиологии. Особенности фемтосекундных импульсов позволяют: обеспечивать высокое временное разрешение, образовывать когерентные колебательно-вращательные волновые пакеты, легко осуществлять многофотонные процессы поглощения, воздействовать на поверхность потенциальной энергии. Основные направления этой новой области исследований — это изучение детальных микроскопических химических процессов и управление ими на фемтосекундной шкале времени.

В Институте химической физики РАН фемтохимией занимается проф. О. М. Саркисов. Можно почитать: Саркисов О. М., Уманский С. Я. Фемтохимия // Успехи химии. — 2001. — Т. 70. — № 6. — С. 515−538; Бучаченко А. Л. Время в химии // Соросовский образовательный журнал. — 2001. — № 8. — С. 25−29

Статья опубликована в выпуске 22.08.2012

Комментарии (0):

Чтобы оставить комментарий зарегистрируйтесь или войдите на сайт

Войти через социальные сети:

Сайт использует сервис веб-аналитики Яндекс Метрика с помощью технологии «cookie», чтобы пользоваться сайтом было удобнее. Вы можете запретить обработку cookies в настройках браузера. Подробнее в Политике×

Этот сайт использует сервис веб-аналитики Яндекс Метрика, предоставляемый компанией ООО «ЯНДЕКС», 119021, Россия, Москва, ул. Л. Толстого, 16 (далее — Яндекс)

Сервис Яндекс Метрика использует технологию «cookie».

Собранная при помощи cookie информация не может идентифицировать вас, однако может помочь нам улучшить работу нашего сайта. Информация об использовании вами данного сайта, будет передаваться и храниться на сервере Яндекса в Российской Федерации. Яндекс будет обрабатывать эту информацию с целью анализа пользовательской активности.

Вы можете отказаться от использования cookies, выбрав соответствующие настройки в браузере. Используя этот сайт, вы соглашаетесь на обработку данных о вас Яндексом в порядке и целях, указанных выше.