Hidronyum İyonunun Benzen İçindeki Yapısı

Hidronyum İyonunun Benzen İçindeki Yapısı
Gerçekten ilginç bir makale mi bilemiyorum ama nanotüplere, total sentezlere ve mantık kapılarına (logic gates olmakta ingilizcesi) bulanmış bir bilimsel dergi denizinde Hidronyum İyonunun Benzen İçindeki Yapısı diye bir makaleye rastlamak sevindirdi doğrusuÖyle ya, başlığını okuduğunuzda size pek birşey ifade etmeyen ve dolayısıyla karmaşıklık karizması yaparak prim yapmaya çalışan binlerce makale arasında hala böyle temel (fundamental) bir konuda hem de JACS gibi bir dergide yayımlanmış bir makaleyi okuyordum

Neyse çok uzatmadan konumuza dönelim Bildiğimiz gibi asit (H+) katalizörlüğünde gerçekleşen tepkimeler gerek anorganik gerekse organik kimyada pek yaygındır Çözücümüz su olduğunda H+'nın yapısı hakkında pek sıkıntımız yokBiliyoruz ki önce suyla kovalent bağ yaparak ünlü hidronyum iyonunu (H3O+) oluşturur; sonra da değişik sayıda su molekülüyle etkileşerek H5O2+, H9O4+ gibi iyonları Ama iş organik çözücülere gelince durum biraz daha karışır Eğer çözücümüz eter, alkol, keton gibi oksijen taşıyan bir çözücüyse (aminlere değinmeye gerek duymuyorum) hala sorun yoktur, çünkü proton'un bu tür çözücülerle nasıl etkileştiğine dair yeterli bilgimiz mevcut İşte sorun bu noktada, çözücümüz arenler, halokarbonlar gibi zayıf donör özellikte bir bileşik olduğu zaman başlar

Bu makalenin yazarları da bir gün oturmuş çaylarını içerlerken hararetli bir tartışmaya girişmişler Sorun hidronyum iyonunun benzen içinde nasıl bir yapıda olacağıymış Öyle ki bir süre sonra her kafadan bir ses çıkmaya, herkes farklı farklı şeyler söylemeye başlamış Sonunda içlerinden biri dayanamayıp, yahu arkadaşlar bu o kadar zor bişey diil, neden deneyini yapıp görmüyoruz, demiş Bunun üzerine herkes kendi söylediği üzerine iddaa oynayıp sonucu beklemeye başlamış

İşe önce benzen içinde 0,01 molarlık H3O+ çözeltisi hazırlamakla başlamışlar Bunu yapmak için de aynı eşdğerlikte suyu ve H(CHB 11Cl11) formüllü karboran asidini benzen içinde karıştırmışlar Bu asidi seçmelerinin sebebiyse hem bilinen en kuvvetli Bronsted asidi olması (ki ben de yeni öğrendim), hem de anyonunun büyüklüğünden dolayı katyonun bu anyonla minimum etkileşerek çözücü molekülleriyle daha fazla etkileşim içersinde olmasıymış Doğru ya amacımız hidronyum iyonunun benzenle nasıl etkileştiğini görmek
Bundan sonra yaptıkları şey çözeltiyi kristallenmeye bırakmak olmuşVe belli bir süre sonra [H3O+][CHB11Cl11]4C6H6 formüllü tek-kristalleri (single crystal)elde etmişler Sonra gelsin X-ışını krisBu X-ışını resimlerinden de görmüşler ki bu hidronyum iyonunun üç hidrojeni üç tane benzen molekülünün pi elektronlarıyla etkileşim halinde

Makalenin en güzel tarafı bundan sonra amcaların kuramsal hesaplamalar yaparak bunları ölçülen IR (kızılötesi) değerleriyle karşılaştırmaları Ve tüm bulgular bu hidronyum-benzen etkileşimi doğrular nitelikteZaten benzer bi etkileşim Ag+ iyonlarıyla benzenin pi elektronları arasında daha önce de gözlenmiş

Son olarak suyun eşdeğerliğini karboran asidinin iki katı yaptıklarında, yine benzer şekilde H5O2+ iyonunun varlığını ve bunun bir adet benzene koordine olduğunu gözlemlemişlerTüm bunların bir diğer önemi de biyolojik açıdan Yani hepimiz gayet hidrofobik olan hücre zarından bir sürü iyonla suyun gayet rahat geçtiğini bilirizAma bunun tam olarak nasıl gerçekleştiği belli değil ve aromatik halkalarla olan bu tür pi etkileşimleri bunu açıklamakta faydalı olabilir(diye sonlandırmışlar sevgili yazarlarımız)