Forskere hævder: benzenmolekylet eksisterer samtidigt i 126 dimensioner

Næsten 200 år efter Faradays opdagelse af den vigtigste aromatiske forbindelse, benzen, formåede forskerne endelig at komme op på en måde at beskrive strukturen af ​​dets molekyle. Problemet opstod efter den berømte opdagelse af kemikeren Kekule, som var den første til at gætte, at benzenmolekylet har en lukket sekskantet form. Afstanden og styrken af ​​bindinger mellem kulstofatomer ved benzenringens hjørner er nøjagtigt den samme, hvilket sikrer den unikke stabilitet af dette stof.

Ud over kulstof indeholder benzen også brint - et atom for hvert carbonatom. Således når det samlede antal elektroner i denne struktur 42, men de er alle blandet med hinanden. Forskere har længe forsøgt at beskrive dette design og til sidst kom til en besværlig matematisk model, der involverer ... 126 målinger, tre for at bestemme placeringen af ​​hver benzenelektron i vores tredimensionelle virkelighed.

Det er umuligt at bruge en funktion med 126 dimensioner i praksis, men søgningen efter en alternativ løsning tog ti år. For nylig har australske forskere foreslået at bruge bølgefunktioner til dette, som beskriver driften af ​​kvantesystemer. De gik ud fra det faktum, at elektroner i et givet system oprindeligt ikke kan skelnes fra hinanden, og derfor er det nødvendigt at vælge områder af rummet med bestemte egenskaber i stedet for dem.

Denne tilgang gjorde det muligt at drastisk reducere kompleksiteten af ​​hele strukturen og udarbejde ligninger til at beskrive egenskaberne af sådanne regioner og deres interaktion med hinanden. Baseret på de opnåede parametre simulerede forskerne desuden elektroners opførsel inden for det valgte område og opnåede nye formler og ligninger. Alt dette gør det muligt at beskrive detaljeret og visualisere strukturen af ​​benzenmolekylet på enkle og forståelige måder. Og dette er en yderst vigtig nøgle til forståelse af strukturen af ​​molekyler af andre komplekse stoffer, såsom grafen.