
Американские химики из университетов штатов Юта и Род-Айленд
синтезировали соединение, в котором реализуется самое высокое координационное
число, известное до этого момента в химии — 16. Структура вещества представляет
собой «молекулярный барабан» из кобальта и бора, подробно исследование описано
в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.
Координационное число атома для молекулярных соединений  (не кристаллов) – характеристика,
определяющая количество ближайших соседних атомов, связанных с ним химическими
связями. До недавнего времени рекорд координационного числа принадлежал соединению
Th(H3BNMe2BH3)4,
синтезированному группой американских и швейцарских химиков в 2010 году. Теперь же ученым удалось побить и этот рекорд, получив вещество
с необычной структурой, похожей на «молекулярный барабан», CoB16- и координационным
числом кобальта 16.
Соединение представляет собой два кольца атомов бора, связанных
химическими связями как между собой, а так и с располагающимся внутри них атомом кобальта. Существование подобных «барабаноподобных» кластеров, состоящих из 16 атомов
бора, было предсказано теоретически, но до настоящего момента получить их экспериментально
не удавалось.
Для экспериментального доказательства полученного ими
рекорда авторы использовали данные фотоэлектронной спектроскопии. Метод основан
на явлении фотоэффекта – испускании электронов веществом под действием
электромагнитного излучения. Измеряя энергию вылетающих электронов, можно
получить информацию об устройстве электронных оболочек атомов, структуре
вещества и о химических связях в молекулах. Полученные данные авторы работы
сравнивали с теоретическим расчетом, который показал, что соединение имеет два очень
похожих по структуре стабильных изомера I и II, немного отличающихся расстояниями между атомами (см. основной рисунок). Согласно теоретическому моделированию, могут существовать и другие изомеры, но
их энергии образования гораздо выше, чем у барабаноподобных I и II, поэтому они гораздо менее
стабильны.
