在你的研究領域,你了解的最有趣的分子(molecule)是什麼,為什麼?

時間 2021-05-09 02:05:47

1樓:劍影

FULLERENE-C60. 五邊形周圍五個六邊形,60個碳原子,32個面,12個五邊形,20個六邊形,外太空塵埃中常見的分子。

2樓:

Creutz-Taube 化合物,是乙個分子內電子傳輸沒有勢壘的分子,典型的第三類混合價態化合物(Class III mixed valence compound)。兩個Ru,各配五個氨分子,再通過吡嗪(pyrazine)橋接在一起,總體是正五價離子。在這個化合物裡,正電荷離域,兩個Ru中心都是2.

5價。Creutz-Taube 化合物,因為金屬中心之間電子耦合強,兩個Ru其實都是2.5價

大多數學過化學的人可能對電子轉移(Electron Transfer)非常熟悉又非常陌生。即使是化學專業本科生,知道氧化還原反應,但是對電子具體是怎麼傳遞的,也說不清楚。無機課堂裡可能講過內層電子轉移(inner-sphere electron transfer)和外層電子轉移(out-sphere electron transfer),解釋過有兩對孤對電子配體(比如水)的配合物氧化還原速率高。

但是對於無機裡最重要的電子轉移的介紹基本上就止步於此。

Creutz-Taube 化合物所展示的是典型的高速內層電子轉移。在混合價態的條件下,因為對稱的需要,產生了電荷轉移的原動力。你可以把橋配體吡嗪看成是一條分子導線,電子和空穴可以通過這條導線傳輸,平衡兩個Ru金屬中心的電荷。

在Creutz-Taube 化合物裡,兩個Ru中心耦合非常強,金屬和配體的能級也非常搭,電子可以沒有阻力地通過橋配體,使得電荷均勻地分散在兩個Ru中心。

Creutz-Taube 化合物的奇妙之處,就是展示了分子內的電子傳輸跟橋配體的關係。簡單來說,橋配體越短,配體跟金屬中心作用越強(能級匹配),金屬中心之間的耦合程度就越高,電子傳遞也就越快。在Creutz-Taube 化合物裡,如果把吡嗪換變成聯吡啶(4,4-dipyridine),則電子傳遞速率降低很多,以至於兩個Ru中心電荷不再平衡。

通過替換橋配體,可以改變Creutz-Taube 化合物的電子傳遞速率

在比Creutz-Taube 更大的金屬團簇體系,可以觀察到同樣的電子耦合現象。從下面的圖可以看到,在混合價態的狀況下(1電子還原),由吡嗪連線的混合價態體系兩邊Ru3O金屬團簇電荷平衡(CO的震動只在1910處有乙個峰),而由聯吡啶連線的同樣體系,電荷量分叉(CO的震動有1890和1940兩個峰)。這個圖你可以理解成電子傳輸速率達到了化學鍵振動的時間尺度。

橋配體對電子轉移影響巨大,左右電荷的離域或者定域

類似Creutz-Taube 化合物的混合價態化合物,都會因為多中心單電子耦合而出現的典型電荷轉移特徵吸收峰(IVCT,inter-valence charge transfer)。在Creutz-Taube離子裡,這個化合物在1570nm左右有乙個非常強的近紅外吸收峰。

IVCT吸收峰的出現可以很容易地通過用兩個相互作用地勢能面來解釋。如下圖中所示,兩個勢能面代表兩個相互作用的Ru中心,因為電子傳遞的耦合,舊的勢能面混合形成新的勢能面。

混合價態化合物裡的勢能面作用,乙個勢能面代表乙個氧化還原中心

在混合價態化合物中,根據電子耦合程度,則可以分成以下三種不同的情況(以Creutz-Taube 系統為例)。

第一種極端情況是兩個Ru完全沒有作用,兩個Ru完全隔離。沒有電子轉移,也就沒有IVCT(或者強度很低)。第二種極端情況是兩個Ru完全耦合,這種情況下,兩個Ru的勢能面組合重組,會產生乙個類似成鍵軌道和反鍵軌道的東西。

這種情況就能夠解釋強烈的IVCT峰。不極端的情況下,產生光譜可分辨的兩個不同的Ru離子。這就是中間狀態,兩個金屬中心有電子耦合,但是沒有形成類似化學鍵那樣的完全耦合。

混合價態是無機裡的一種獨特現象。當然在有機化合物裡也可以見到。混合價態是研究有機分子裡的載流子的遷移的重要手段。

很多有機半導體器件應用(比如OLED,OFET, 有機光伏)的分子,都可以通過這個方法來研究。

有機分子裡的電荷傳輸

作為乙個經驗性的理論,混合價態(mixed valence)的概念跟有機化學裡的「共振」的概念非常相似,非常有吸引力。很多金屬氧化物超導體,有機導體的理論概念,都可以從混合價態理論推導出。這個無機化合物非常簡單地概括了化學領域對於分子內電子傳輸的理解,同時也引出了無機裡的「定域」和「離域」問題。

Henry Taube 和Rudolph A. Marcus 因為解釋了分子內和分子間的電子傳輸問題,分別在2023年和2023年拿了炸藥獎。

3樓:燦海一粟

DIABIO 蛋白

從293T細胞中分離出的一種低等電點(pI)的IAP直接結合蛋白(direct IAP binding protein with low pI,Diablo)。在細胞凋亡早期釋放到細胞質中,能與所有的IAPs家族成員作用,解除IAPs對caspase-9/3/7等的抑制作用,進而啟用並級聯放大caspase的效應,從而加速細胞凋亡的發生發展。

如果乙個細胞就是乙個世界,那它,DIABLO蛋白就是暗黑破壞神!

有趣完全是因為發現者的強行縮寫,高度懷疑該工作組的組長是暗黑迷……或者只是西班牙語「魔王」……

嘛,也可能只是巧合

4樓:董傲

見頭像:綠色螢光蛋白,green fluorescent protein(GFP)。 Osamu Shimomura(下村修), Martin Chalfie and Roger Y.

Tsien(錢永健) "因發現和發展了綠色螢光蛋白"獲得2023年諾貝爾化學獎。

有空再詳細寫吧。。。

5樓:擠毛豆

來大致掃一眼這篇文章。說的是在一種叫埃及伊蚊的黃熱病蚊子體內發現了3種微小的顛倒-重複可互換成分bla bla...

太長了,沒耐心,只看abstract。

還是太長,沒耐心,只看abstract第一句。

好了,看到那三個熟悉的名字了嗎?

「尼瑪,拼錯啦!!!!」

6樓:kathy

每個人都認為自己研究的分子/基因/通路是最有趣的

有位同學指出我回答問題的時候糾結於問題中的『最』不放,實際上即使只問什麼分子比較有趣,我也同樣會這樣回答,具體解釋如下。

無法理解題主這樣的提問,如果真的對某個領域感興趣,可以自己去查閱相關資料,而這樣提問,得到的答案會帶有很大的偏見。

因為無知,所以無趣。

上面有很多人都說了一些很有趣的分子,可是如果不是從事相關領域科研的人而去聽將近乙個小時的seminar,就很可能會打瞌睡。

做膜蛋白的人堅持說膜蛋白是最有趣的,因為膜蛋白是90%藥物的靶點,他們甚至會打趣做可溶性蛋白(soluble protein,應該可以這麼翻譯吧)的人。相反做可溶性蛋白的人會說,膜蛋白只佔所有蛋白的很小一部分,這怎麼會有趣。

做DNA的人可以說他是genetic code,是最有趣且最重要的分子;做RNA的人認為RNA是中心法則的中心,連線了DNA和蛋白質的表達,可以形成各種二級結構;而搞細胞或者動物試驗的人此時會站出來,說這些什麼個DNA、RNA、protein分子都是體外的,那裡有真正的細胞、老鼠、果蠅、恆河猴等等有趣

而我也希望我能變得更加open minded,能夠明白各種seminar speaker為什麼對他們各自的研究領域那麼passionate

7樓:提提

2023年,JOHN L. BOWMAN在植物發育學雜誌《DEVELOPMENT》發表文章,發現了模式植物擬南芥中,乙個基因突變後會使花的雄蕊數目增加,他給這個基因起了個好不嚴肅的名字「SUPERMAN」。後續這個基因成了明星基因,各路大牛紛紛展開研究,2023年,Nature發表文章揭示了SUPMERMAN基因在ABC花器官形成模型中,在C輪器官發生過程中雄蕊和心皮發育的邊界形成發揮重要作用。

以下左側是正常的十字花科擬南芥花,四強雄蕊,共6個;右側是霸氣側漏雄蕊密集的「SUPMERMAN」。

引用:1. SUPERMAN, a regulator of floral homeotic genes in Arabidopsis.

Bowman JL, Sakai H, Jack T, Weigel D, Mayer U, Meyerowitz EM. Development. 1992 Mar;114(3):

599-615.

2. Role of SUPERMAN in maintaining Arabidopsis floral whorl boundaries.Sakai H, Medrano LJ, Meyerowitz EM.

Nature. 1995 Nov 9;378(6553):199-203.

8樓:xiaolong hu

ATP合酶。這個由多亞基組成的複合物堪稱是大自然完美的傑作。它有類似電機的定子和轉子的結構,定子錨定在生物膜上,膜兩側有質子梯度時,質子通過定子通道時會驅動轉子旋轉,從而催化生物體通用能量貨幣ATP的形成。

這個複合物利用能量的效率極高,超過至今為止人造的所有發動機或電機。

9樓:

1.Miazole and Urazole 咪唑和尿唑My ass*ole and your ass*ole.(ω`)2.精胺。

此味只應天上有。什麼你不知道這味道是什麼樣的?

Get yourself laid.(ω`)如果做不到,就聞一聞晚春初夏的石楠吧。客官包您滿意喲。

10樓:

當我還是乙個逗比的學化學競賽學生的時候,曾經學習了這個逗比的「分子」:

簡稱為「本-拉-登」 (苯-拉-燈)

這是我見過的最符合「物理化學」名字的「分子」。。。。。。

11樓:

硼烷。先來一張硼單質。

這種硼單質擁有15種不同環境的硼原子,可以說是週期表中元素單質結構最複雜的例子(沒有之一)。石墨、金剛石和富勒烯表示膝蓋已爛。

下面說說硼的化合物。硼的化合物比它的單質還要奇妙。硼單質中結構最複雜,成鍵方式最獨特的非硼烷莫屬。

硼烷,如其名,是硼原子與氫原子構成的化合物。由於硼的缺電子性,在成鍵時硼會採用千奇百怪的成鍵方法(σ鍵、π鍵根本解釋不了其複雜性),下面試舉一例。

如上圖所示,週期表中沒有一種元素的氫化物,能夠如同硼一樣產生七個價鍵。(每乙個IV型硼原子從間距上看,和其它兩個鄰近IV型硼原子有鍵合)這是乙個奇蹟,因為硼一共只有五個電子!因為缺電子,硼可以形成各種各樣奇怪的x中心x電子鍵,這簡直不可思議。

如果從有機化學的角度看,這種分子的存在簡直就是不可思議的錯誤:張力如此之大,位阻如此之大,按理說應該迅速崩潰。然而這卻是最穩定的硼烷之一。

於是問題就出現了:這類分子是如何規避張力和位阻的影響的?或者說,張力和位阻的限定似乎對它非常寬鬆?

而且這個硼烷還是乙個有著強芳香性的物種,NICS(0)是-56.7894,而同樣是兩個環合併的萘的NICS(0)僅有-44.1999(絕對值越大芳香性越強)

以現階段的化學研究,它的成鍵結構依然是未知的。硼極強的缺電子性似可以解釋這些問題,但缺電子化合物千千萬,卻極少有元素能擁有這樣複雜的結構。況且由於硼沒有可以利用的d軌道(就意味著無法spd雜化形成多重鍵),這更加反映了硼成鍵原因的撲朔迷離。

這些硼烷結構千奇百怪,卻出乎意料的穩定。以下這個模型是B16H20,其中B-B鍵鍵能達到了332kJ/mol,超過了C-C,僅次於H-H,足以證明其驚人的穩定性。

總結:硼元素的成鍵行為更像金屬,而且是重過渡系金屬,和短週期元素的普遍特徵完全不同。它本不應該出現在週期表如此靠前的位置。

究竟是什麼原因,讓這個元素這麼特別?上帝(如果有的話)賜予它如此特殊的能力,究竟是為何?這個問題也留給了每乙個學習化學的人思考。

當然,至於為什麼它(們)的成鍵結構這麼複雜,其實三個字便可解釋:能量

低(完)

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