المعرفة

مركب قفصي

(تم التحويل من مركب عقدي)

المركب القفصي أو مركب الكلاثرات [2] clathrate (أو المشبّك) هو مادّة كيميائية على شكل شبكة تحوي أو تحبس الجزيئات. كلمة clathrate مشتقة من الكلمة اللاتينية clatratus و التي تعني لديها قضبان أو شبكة.[3] مركبات ال Clathrate متكررة الوحدات البنائية (مبلمرات) و تقوم بتطويق جزيئات المركبات الأخرى بشكل كلي, و لكن حسب الاستخدام الحديث فإنّ استخدام ال Clathrate يتضمن مركب بين المضيف و الضيف كما يتضمن مركبات الاحتواء.[4] وفقاً للاتحاد الدولي للكيمياء البحتة و التطبيقية الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية، المركبات القفصية هي "مركبات احتواء حيث تكون جزيئات الضيف في قفص مكوّن من قبل جزيئات المضيف أو شبكة من جزيئات المضيف." [5]

يمثل الشكل 1:3 المركب المعقّد من اليوريا و 6,1- ثنائي كلوريد الهيكسين. بحيث ترتبط جزيئات اليوريا في الهيكل بروابط هيدروجينية مكوّنة قنوات سداسية الشكل, تصطف فيها جزيئات كلوريد الكربون.
*دليل الألوان: الأحمر يمثّل الأوكسجين، والأزرق يمثّل النيتروجين، والأخضر يمثّل الكلور. .[1]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

أمثلة

 
Portion of the lattice of the clathrate xenon-paraquinol.[6]

مركبات الكلاثرات تشير إلى مضيفات على شكل مبلمرات تحوي جزيئات لمواد أخرى (جزيئات الضيف). يشير المصطلح مؤخراً إلى العديد من المضيفات الجزيئية، مثل الساليزارين (calixarene) و السايكلوديكسترين (cyclodextrins) وبعض المبلمرات الغير عضوية مثل الزيوليتس (zeolites). معدن السيليكا الطبيعي الكلاثراتي، chibaite تم وصفه مؤخراً في اليابان كنوع من المركبات القفصية.

العديد من مركبات الكلاثرات مشتقة من هياكل عضوية ترتبط بروابط هيدروجينية. تحضّر هذه الهياكل من جزيئات تتبع نظام "الارتباط الذاتي" عن طريق الروابط الهيدروجينية المتعددة. إن أكثر مركبات ال clathrate شهرة هو "methane clathrate" فتتكون فيه الروابط الهيدروجينية بين جزيئات الماء, وتكون جزيئات الميثان هي جزيئات الضيف. هناك كميات كبيرة من جزيئات الميثان المتجمدة في هذا الشكل وتكون موجودة في تشكيلات التربة الصقيعية وفي قيعان البحار والمحيطات.[7] من الشبكات الأخرى المرتبطة بروابط هيدروجينية هي تلك المشتقة من الهيدروكينون (hydroquinone) و اليوريا (urea) والثيويوريا (thiourea). ومن أكثر المركبات دراسة في مجال البحث هو مركب ديانين Dianin's compound.

 
Cd(CN)2·CCl4: Cadmium cyanide clathrate framework (in blue) containing carbon tetrachloride (C atoms in gray and disordered Cl positions in green) as guest.

المركبات القفصية الحساسة للتحلل الضوئي تم فحصها كحاويات لإطلاق الدواء أو الكاشف.[8]

 
يمثل الشكل مركب عضوي معدني MOF-5, بحيث يشير الجسم الكروي الأصفر إلى مكان ارتباط الجزيئات المضافة.


التاريخ

هيدرات الكلاثرات اكتشفها في عام 1810 العالم همفري ديڤي [9] وكما قام العالم P.Peiffer بدراسة مركبات الclathrate في الأعوام 1927 و 1930, عرّف E.Hertel "المركبات الجزيئية" بأنها مواد تتحلل إلى مكونات أوليّة متبعة قانون فاعلية الكتلة في حالة المحلول أو الغاز. في عام 1945، قام هربرت ماركوس پاول بتحليل البُنية البلورية لهذه المركبات وأطلق عليها اسم clathrates.

اقرأ أيضاً

المراجع:

  1. ^ Hollingsworth, U.Werner-Zwanziger; Brown, J.D.Chaney; Huffman, K.D.M.Harris (1999). "Spring-Loading at the Molecular Level:  Relaxation of Guest-Induced Strain in Channel Inclusion Compounds". J. Am. Chem. Soc. 121: 9732. doi:10.1021/ja9919534.
  2. ^ ترجمة Clathrate compound حسب بنك باسم للمصطلحات العلمية؛ مدينة الملك عبد العزيز للعلوم والتقنية.
  3. ^ Latin dictionary
  4. ^ أ ب J. L. Atwood "Inclusion Compounds" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2012, Wiley-VCH, Weinheim. doi: 10.1002/14356007.a14_119
  5. ^ IUPAC Gold Book - clathrates
  6. ^ Birchall, T.; Frampton, C. S.; Schrobilgen, G. J.; Valsdóttir, J. (1989). "Β-Hydroquinone xenon clathrate". Acta Crystallographica Section C Crystal Structure Communications. 45 (6): 944–946. doi:10.1107/S0108270188014556.
  7. ^ Pearce, Fred (27 June 2009). "Ice on fire: The next fossil fuel". New Scientist. pp. 30–33. Retrieved 2009-07-05.
  8. ^ Ellis-Davies, Graham C. R. (2007-07-01). "Caged compounds: photorelease technology for control of cellular chemistry and physiology". Nature Methods. 4 (8): 619–28. doi:10.1038/nmeth1072. PMID 17664946.
  9. ^ Ellen Thomas (2004-11-01). "Clathrates: little known components of the global carbon cycle". Wesleyan University. Retrieved 13 December 2007.


الكلمات الدالة:
تمّ الاسترجاع من "https://www.marefa.org/w/index.php?title=مركب_قفصي&oldid=2506860"