შაბათი, აპრილი 27, 2024
27 აპრილი, შაბათი, 2024

პალადიუმი – იდეალური რანდევუ ნახშირბადატომებისთვის

დღევანდელ პოლიტიკური, სოციალური თუ ეკონომიკური კატაკლიზმებით დამუხტულ სამყაროში ურთიერთობის ფენომენი კიდევ უფრო დიდ დატვირთვას იძენს. კონფლიქტების თავიდან ასაცილებლად თუ მათ მოსაგვარებლად ყველაზე ეფექტური იარაღი ურთიერთობის ხელოვნებაა, და თუ ჩვენს დედამიწას სადმე პირგახსნილი იარა ამჩნევია ან ჯერაც არ მოშუშებია ძველი ჭრილობა, მხოლოდ და მხოლოდ იმიტომ, რომ ვერ შევძელით, ერთმანეთისთვის თვალებში ჩაგვეხედა.

ქიმიური რეაქციაც ურთიერთობაა, მოლეკულების ურთიერთობა, და ხშირად რეაქციის ჩატარება ამ ურთიერთობის ხელოვნების დიდ ცოდნას მოითხოვს. შესაძლოა, ვინმეს დაებადოს კითხვა: რატომ არ შედიან ერთმანეთთან ყოველთვის რეაქციაში ორგანული ნაერთები? ყველა მათგანი ხომ ნახშირბადის შემცველია. დღეს ნახშირბადის ჩამომავლობის იმდენი კლასის ნაერთია მიღებული, რომ შორეული წინაპარი ძნელად თუ ახსოვს ვინმეს… ჩვენც და რუსებიც, ბერძნებიცა და თურქებიც, ირლანდიელებიცა და ინგლისელებიც ადამის მოდგმისანი ვართ, თუმცა, ჩვენი დღევანდელი ურთიერთობების შემხედვარე, ამის დაჯერება ძნელია.

ძნელია, მოლაპარაკების მაგიდასთან დასვა სხვადასხვა პოლიტიკური შეხედულების მქონე ქვეყნები. ასევე ძნელია ისეთი სუბსტანციების ერთმანეთთან რეაქციაში შეყვანა, რომლებიც ერთმანეთში უხსნადნი არიან ან სხვადასხვა აგრეგატული მდგომარეობა აქვთ. აირს ყოველთვის უჭირს სითხესთან, მით უფრო – მყარი აღნაგობის სუბსტანციასთან, ურთიერთობა. ამ დროს რეაქციები შეხების მხოლოდ საზღვარზე მიმდინარეობს და საზღვრიდან დაშორებული მოლეკულებისთვის უცნობია საზღვრისპირა „კონფლიქტში” ჩართული თანამოძმეების ვნებათა ღელვა. ისინი მხოლოდ მაშინ ჩაერთვებიან ჭიდილში, როცა მორეაგირე კომპონენტების გამყოფი საზღვარი „მათ ბოსტანზე გაივლის”. ამიტომ რეაქცია (ურთიერთქმედება) მეტისმეტად ჭიანურდება და ხშირად ჩვენთვის სასურველი მიმართულებითაც არ მიდის.

მაგრამ ქიმიკოსებს, პოლიტიკოსებისგან განსხვავებით, შეგვიძლია ვიამაყოთ, რადგან ჩვენ მოლეკულათა ურთიერთობის ხელოვნება ისეთ რანგში ავიყვანეთ, როცა შეგვიძლია, ორ ერთმანეთში უხსნად ნაერთს შორის რეაქცია ჰომოგენურ არეში ჩავატაროთ – ვიპოვეთ, შევქმენით კატალიზატორები, რომელთა ზედაპირი შესანიშნავი „მოლაპარაკების მაგიდაა” კონფლიქტში ჩართული მოლეკულებისთვის.

ასეთი მეთოდი და კატალიზატორი არაერთია, მაგრამ ამჯერად მინდა შევჩერდე რეაქციაზე, რომელმაც 2010 წელს ნობელის პრემია დაიმსახურა.

ორგანული ქიმია ისე განვითარდა, რომ ხელოვნებაში შეიჭრა და დღეს მეცნიერებს უკვე ხელეწიფებათ, სინჯარებში განსაცვიფრებელი ნივთიერებები მიიღონ. ყოველივე ამისგან კი კაცობრიობა იღებს დიდ ბენეფიტს ახალი თაობის მედიკამენტების, მიკრო- და ნანოელექტრონიკისა თუ სხვა მოწინავე ტექნოლოგიების მასალების სახით.

2010 წელს ნობელის პრემია ქიმიაში მიენიჭათ რიჩარდ ფ. ჰეკს, ეი-იჩი ნეგიშს და აკირა სუზუკის „ორგანულ სინთეზში პალადიუმკატალიზური ჯვარედინი შეუღლებების მეთოდის შემუშავებისთვის”. ამ მეთოდის წყალობით ქიმიკოსებს მიეცათ საშუალება, მიეღოთ ისეთი რთული აღნაგობის ნახშირბადოვანი ნაერთები, რომელთა სინთეზი მხოლოდ ბუნებას შეეძლო!

ორგანული ქიმია (ნახშირბადოვანი ნაერთები) არის სიცოცხლის საფუძველი და პასუხისმგებელი მრავალი ბუნებრივი ფენომენის არსებობაზე, მაგალითად, ისეთებისა, როგორიც არის ყვავილის ფერი, გველის შხამი და ბაქტერიების გამანადგურებელი სუბსტანციები (მაგ., პენიცილინი).

ასეთი რთული აღნაგობის ნაერთების მისაღებად ქიმიკოსებს უწევთ ნახშირბადატომების ერთმანეთთან დაკავშირება, მაგრამ ნახშირბადი მდგრადი ნაერთია და მისი ატომები არც ისე ადვილად ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან. პირველი მეთოდი, რომლის საშუალებითაც შესაძლებელი გახდა ნახშირბადოვანი ჩონჩხის კონსტრუირება, ითვალისწინებდა ერთ-ერთი ნანშირბადატომის გადაყვანას აქტიურ, შედარებით უფრო რეაქციიისუნარიან ფორმაში. მაგრამ ასეთი მეთოდები, მიუხედავად იმისა, რომ წარმატებით მუშაობს მარტივი სტრუქტურების მიღებისას, არაპრაქტიკული აღმოჩნდა რთული აღნაგობის ნაერთების სინთეზის დროს, ვინაიდან ძირითად ნაერთთან ერთად ყოველთვის მიიღება დიდი რაოდენობის უამრავი თანაური პროდუქტი.

პალადიუმით კატალიზირებულმა ჯვარედინი შეუღლების მეთოდმა აღნიშნული პრობლემა მოაგვარა და ქიმიკოსებს საშუალება მისცა, შედარებით მარტივი ტექნიკის საშუალებით მიეღოთ საკმაოდ რთული სტრუქტურები. ჰეკის, ნეგიშისა და სუზუკის რეაქციებში ნახშირბადისა და პალადიუმის ატომების ურთიერთშეხვედრის ეფექტი შეიძლება აქსელერატორზე ფეხის სწრაფ დაჭერას შევადაროთ.

პალადიუმკატალიზირებული ჯვარედინი შეუღლების რეაქციას დღეს უკვე ფართოდ იყენებენ, მათ შორის – მედიკამენტებისა და ელექტრონიკაში გამოსაყენებელი მასალების სამრეწველო სინთეზში.
კატალიზატორის მოქმედება კი სქემატურად ქვემოთ არის ნაჩვენები:
 
 
ამრიგად, ნახშირბადატომებისთვის პალადიუმი უკვე ნაპოვნია. ახლა ადამიანების „პალადიუმია” საპოვნელი…

კომენტარები

მსგავსი სიახლეები

ბოლო სიახლეები

ვიდეობლოგი

ბიბლიოთეკა

ჟურნალი „მასწავლებელი“

შრიფტის ზომა
კონტრასტი