Димер

Диме́р (от др.-греч. δι- «два» + μέρος «часть») — сложная молекула, составленная из двух более простых молекул, называемых мономерами данной молекулы.^[1]^[2]

Димеры могут состоять как из одинаковых мономеров (гомодимеры), так и из разных мономеров (гетеродимеры). Мономеры могут быть как органическими, так и неорганическими.

У благородных газов, которые в силу своей инертности не образуют молекул, димерами называют двухатомные молекулы, появление которых возможно при возбуждённом состоянии атомов (см. эксимер).

Когда два противоположно заряженных иона объединяются в димер, они называются парой Бьеррума в честь Нильса Бьеррума^[3].

Нековалентные димеры

Карбоновые кислоты образуют димеры за счет водородных связей кислого водорода и карбонильного кислорода в безводном состоянии. Например, уксусная кислота образует димер в газовой фазе, где мономерные звенья удерживаются вместе водородными связями. В особых условиях большинство ОН-содержащих молекул образуют димеры, например димер воды.

Боран («BH₃») встречается в виде димера диборана (B₂H₆) из-за высокой льюисовской кислотности борного центра.

Эксимеры и эксиплексы — это возбужденные структуры с коротким временем жизни. Например, благородные газы в силу своей инертности не образуют молекул, но образуют эксимеры Ar₂*, Kr₂* и Xe₂* под высоким давлением и электростимуляцией.

Специфическая каталитическая активность

Существует как минимум два типа димеров, демонстрирующих специфическую каталитическую активность, не свойственную соответствующим мономерам^[4]: в одном случае, на мономере попросту отсутствует активный сайт — каталитический центр, такой центр создается лишь после димеризации, при сближении или соединении активных остатков с соответствующих мономеров. Примером может служить сближение остатков аспарагиновой кислоты при образовании аспарагиновой протеазы, фермента, играющего важную роль в цикле жизнедеятельности вируса иммунодефицита.^[4] К другому типу относятся димеры, каждый мономер которых оснащен каталитическим центром, но которые активируются лишь после димеризации. Примером может служить протеаза вируса герпеса, где оба каталитических центра даже не сближаются в процессе димеризации.^[4] Современные научные представления связывают каталитическую активность последних с вибрационными модами, которые не поддерживаются в мономерах по-отдельности, и которые значительно уменьшают энергию переходного состояния, и, как следствие, общий барьер реакции.^[5]

Известна, и продолжает изучаться каталитическая активность гетеродимеров, в особенности биметаллических систем (Au-Ag, Pt-Rh и др.)^[6]^[7]

Релаксационные процессы

Под релаксацией понимается задержка в установлении равновесных параметров системы после внешнего воздействия. Одним из таких параметров является давление, связанное с количеством частиц в системе. Процесс распада или возникновения димеров меняет это число вдвое и, иногда, может быть легко наблюдаем: например оксид азота (мономер) бесцветен, а газ, состоящий из соответствующих димеров имеет коричневую окраску. Равновесие выражается реакцией распада/воссоединения димера N₂O₄ ⇌ 2 NO₂, причем среднее время жизни димера здесь около трети микросекунды. Этим обусловлена задержка в установлении химического равновесия (соотношения между количеством димеров и мономеров в газе) при уменьшении внешнего давления, что вызывает, например, поглощение и дисперсию звуковых волн в подобных средах.^[2]^[8]

Применение

Примерами использования неорганических димеров могут служить эксимерный лазер и эксилампа.

Литература

Димер в Национальной энциклопедии (швед.).

См. также

Примечания

↑ Димер Архивная копия от 24 апреля 2016 на Wayback Machine в Национальной энциклопедии (швед.)
↑ ^2,0 ^2,1 Димер Архивная копия от 16 июля 2019 на Wayback Machine в Энциклопедии Британника (англ.).
↑ Adar, Ram M. (2017-05-17). «Bjerrum pairs in ionic solutions: A Poisson-Boltzmann approach». The Journal of Chemical Physics 146 (19): 194904. arXiv:1702.04853. doi:10.1063/1.4982885. ISSN 0021-9606. PMID 28527430. Bibcode: 2017JChPh.146s4904A.
↑ ^4,0 ^4,1 ^4,2 doi:10.1038/nsb0901-810
↑ doi:10.1038/nchembio.202
↑ The morphology and catalytic activity of bimetallic nanoclusters supported on TiO2(110) by Ratliff, Jay, Ph.D., UNIVERSITY OF SOUTH CAROLINA, 2009
↑ doi:10.1039/C4NJ01328J
↑ Релаксационные процессы Архивная копия от 12 октября 2018 на Wayback Machine в Энциклопедии Британника (англ.).

[1] Димер Архивная копия от 24 апреля 2016 на Wayback Machine в Национальной энциклопедии (швед.)

[brit-2] 2,0 ^2,1 Димер Архивная копия от 16 июля 2019 на Wayback Machine в Энциклопедии Британника (англ.).

[3] Adar, Ram M. (2017-05-17). «Bjerrum pairs in ionic solutions: A Poisson-Boltzmann approach». The Journal of Chemical Physics 146 (19): 194904. arXiv:1702.04853. doi:10.1063/1.4982885. ISSN 0021-9606. PMID 28527430. Bibcode: 2017JChPh.146s4904A.

[nature-4] 4,0 ^4,1 ^4,2 doi:10.1038/nsb0901-810

[5] :10.1038/nchembio.202

[6] The morphology and catalytic activity of bimetallic nanoclusters supported on TiO2(110) by Ratliff, Jay, Ph.D., UNIVERSITY OF SOUTH CAROLINA, 2009

[7] :10.1039/C4NJ01328J

[8] Релаксационные процессы Архивная копия от 12 октября 2018 на Wayback Machine в Энциклопедии Британника (англ.).

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]