Химический миф ожил в пробирке: молекула-фантом доказала, что правила можно переписать

Учёные из России совместно с коллегами из Китая и США сделали открытие, которое может изменить наше представление о химии. Впервые удалось получить и зафиксировать молекулу метантетраола — C(OH)₄. Её существование предсказали ещё более века назад, но долгое время считали химически неустойчивой.

"Исследователи Самарского университета совместно с коллегами из Китая и США сообщили о получении метантетраола — молекулы C(OH)₄, предсказанной более века назад и считавшейся химически неустойчивой", — отметило издание "Самара онлайн 24".

Условия эксперимента

Чтобы молекула проявилась, понадобились экстремальные условия: ультрафиолет высокой энергии и температура около -120 °C. Смесь углекислого газа и воды подвергли облучению в вакууме, что и позволило зафиксировать редкое соединение.

Фактически учёные смоделировали процессы, которые могут происходить на поверхности космических тел — астероидов, ледяных спутников и комет.

Зачем нужны такие молекулы

Молекулы с углеродным каркасом и большим числом гидроксильных групп интересны не только фундаментальной науке. Они востребованы в промышленности — как экологически чистые растворители и компоненты клеевых и адгезивных материалов. Возможность их синтеза открывает новые перспективы для "зелёной" химии.

Сравнение: стабильные и "нестабильные" молекулы

Советы шаг за шагом: как учёные "ловят" молекулы

1. Создают условия, близкие к космическим: вакуум, низкая температура.

2. Используют смесь простых веществ (CO₂ и H₂O).

3. Облучают систему ультрафиолетом высокой энергии.

4. Отслеживают изменения с помощью спектроскопии.

5. Фиксируют появление новых структур.

6. Сравнивают данные с компьютерными моделями.

Ошибка → Последствие → Альтернатива

• Ошибка: проводить эксперимент при более высокой температуре.

• Последствие: молекула разрушается.

• Альтернатива: поддерживать экстремальный холод (около -120 °C).

• Ошибка: использовать неконтролируемое излучение.

• Последствие: формируются побочные продукты.

• Альтернатива: применять направленный ультрафиолет.

• Ошибка: игнорировать моделирование.

• Последствие: сложнее интерпретировать результаты.

• Альтернатива: совмещать эксперимент и компьютерные расчёты.

А что если такие молекулы есть в космосе?

Если метантетраол и подобные ему соединения действительно формируются в космических льдах, это меняет понимание химии ранней Солнечной системы. Возможно, такие молекулы участвовали в зарождении жизни на Земле. Их открытие усиливает гипотезу о том, что органические соединения могли быть занесены кометами.

Плюсы и минусы открытия

FAQ

Почему молекула считалась невозможной?
Из-за высокой реакционной способности её считали нестабильной вне экстремальных условий.

Можно ли её применять в промышленности уже сейчас?
Пока нет. Требуются новые методы стабилизации.

Есть ли у открытия космическое значение?
Да. Оно помогает моделировать химические процессы на планетах и спутниках.

Мифы и правда

• Миф: это "новый элемент".
  Правда: это новая молекула из известных атомов.

• Миф: открытие сразу приведёт к революции в химии.
  Правда: путь от лабораторного опыта до практики занимает десятилетия.

• Миф: такие вещества невозможны вне Земли.
  Правда: они могут формироваться в космических условиях.

3 интересных факта

• Идею существования молекулы C(OH)₄ впервые обсуждали ещё в XIX веке.
• Эксперименты проводились при температуре, близкой к условиям спутников Юпитера.
• Это открытие может повлиять на разработку новых клеевых материалов и растворителей.

Исторический контекст

1. XIX век — первые гипотезы о молекулах с множеством гидроксильных групп.

2. XX век — попытки синтеза, которые не удавались из-за нестабильности.

3. 2000-е — развитие методов моделирования космической химии.

4. 2020-е — первое успешное получение и фиксация метантетраола.