Обнаружение экзотических молекул, представляющих интерес для астрохимии

Исследование международной команды под руководством профессора Роберта Колочка из Института физической химии Польской академии наук позволило впервые получить и детектировать в лабораторных условиях необычную молекулу, а также открыло путь для синтеза и изучения другой. Теперь их можно изучать, что представляет интерес для астрохимии.

Фосфор в космосе

Молекулы, содержащие фосфор (P), имеют огромное значение для живых организмов, но в межзвездной среде этот элемент встречается в миллиард раз реже, чем на Земле. В молекулярных облаках до сих пор обнаружены лишь PO и PN. Низкая распространенность и нестабильность многих P-содержащих соединений в земных условиях затрудняют их поиск и изучение.

Прорыв в лаборатории

Ученые из IPC PAS в сотрудничестве с профессором Жан-Клодом Гийменом из Национальной высшей школы химии в Ренне (Франция) разработали эффективный криогенный синтез с использованием УФ-излучения для получения молекулы HCCP.

• Молекула была детектирована с помощью инфракрасной и УФ-видимой спектроскопии.
• Квантово-химические расчеты подтвердили, что молекула имеет линейную форму и необычное химическое строение: фосфор в ней одновалентен, образуя лишь одну связь с углеродом, что является редким случаем.
• «Мы используем ультрафиолет для дегидрирования органических молекул, содержащих фосфор, чтобы получить экзотические виды фосфора. Нам удалось получить триплетный HCCP... Секрет детектирования заключается в использовании среды замороженного инертного газа», — поясняет доктор Арун-Либертсен Лозер.

Попутно исследователи подтвердили существование еще одной молекулы — CH₂=C=PH (фосфааллена), которая никогда ранее не наблюдалась. Она образовалась на пути превращения из предшественника CH₃CP в HCCP.

Значение для астрохимии

Лабораторная характеристика экзотических соединений, таких как HCCP и CH₂=C=PH, — это важный шаг к их возможному обнаружению в космосе. Такие открытия значительно расширили бы наши знания об астрохимии фосфора.

Работа, поддержанная квантово-химическими расчетами, была недавно опубликована в Angewandte Chemie.