So ziemlich jeder durfte sich in der Schule mit Chemie rumquälen – und natürlich den chemischen Bindungen. Vorherrschend existieren die zwei verschiedenen Typen, ionisch oder kovalent. Neue Experimente liefern allerdings Hinweise, dass es noch eine dritte Art geben könnte – die Vibrationsbindung.


Periodensystem
Das Periodensystem und Elemente; Tableau_periodique_Z_et_M_et_nom.svg CC BY-SA 3.0 (VIA WIKIMEDIA COMMONS)

Neue Bindung trotz höherer Energie

Das Konzept dieser neuen Bindung ist dabei nicht neu. Bereits in den 80er Jahren gab es Theorien über die prinzipielle Existenz, doch nachgewiesen werden konnte diese nie – bis heute. Diese Art Bindung existiert dabei nur zwischen zwei schweren Atomen mit Wasserstoff (als sehr leichtes Atom) in der Mitte. Üblicherweise bilden sich Bindungen nur dann aus, wenn die Potentielle Energie des Systems hinterher niedriger ist als vorher. Doch in dem neuen Fall ist diese höher und dennoch kommt die Bindung zu Stande.

Chemiker basteln sich Ihre eigenen Elemente

Der Grund dafür kommt, wie sollte es anders sein, aus der bizarren Welt der Quantenmechanik. So ist zwar die potentielle Energie des Systems hinterher höher, die Nullpunktsenergie jedoch so weit abgesenkt, dass es das System stabilisiert. Die Nullpunktsenergie ist hierbei die Differenz zwischen dem Grundzustand des Systems (also der Zustand, in dem Man ein Atom oder Molekül in der freien Wildbahn antrifft) und dem theoretischen Energieminimum, den das System hätte, wenn man es als klassisches System beschreiben würde (hier zeigt sich wieder, wie grundverschieden die klassische und die Quantenwelt sind).


Wer jetzt erwartet, dass man die dritte Bindung in der normalen Welt antreffen kann, dürfte sich irren. Möglich wird diese nur durch geschickte Manipulation eines Wasserstoffatoms. So haben die Forscher exotische Wasserstoff-Isotope kreiert, in dem sie die Elektronen aus dem Wasserstoff mit Myonen ersetzt haben – das Myonium. Dieses bildete mit Brom die Vibrationsbindung, welches damit erstmalig in der Brom-Wasserstoff-Brom-Verbindung nachgewiesen werden konnte.

Möglich wurde dies nur durch Berechnung der Nullpunktsenergie und die Modifikationen die dazu notwendig sind – sogenannte Quantenchemie, eine Technik die 1980 noch lange nicht verfügbar war.

Quelle: Popsci

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