dwubiegunowy
W fizyce bipolaron jest rodzajem kwazicząstki składającej się z dwóch polaronów . W chemii organicznej jest to cząsteczka lub część łańcucha makrocząsteczkowego zawierająca dwa ładunki dodatnie w układzie sprzężonym .
Bipolarony w fizyce
W fizyce bipolaron to związana para dwóch polaronów. Elektron w materiale może spowodować zniekształcenie sieci leżącej pod spodem. Połączenie elektronu i zniekształcenia (które można również rozumieć jako chmurę fononów ) jest znane jako polaron (po części dlatego, że interakcja między elektronem a siecią odbywa się poprzez polaryzację ). Kiedy dwa polarony są blisko siebie, mogą obniżyć swoją energię, dzieląc te same zniekształcenia, co prowadzi do skutecznego przyciągania między polaronami. Jeśli oddziaływanie jest wystarczająco duże, to przyciąganie prowadzi do związanego bipolaronu. Aby uzyskać silne przyciąganie, bipolarony mogą być małe. spin całkowity , a zatem mają wspólne niektóre właściwości bozonów . Jeśli wiele bipolaronów utworzy się bez zbytniego zbliżania się, mogą być w stanie utworzyć kondensat Bosego-Einsteina . Doprowadziło to do sugestii, że bipolarony mogą być możliwym mechanizmem nadprzewodnictwa wysokotemperaturowego . Na przykład mogą prowadzić do bardzo bezpośredniej interpretacji efektu izotopowego .
Niedawno znaleziono bipolarony w kondensacie Bosego-Einsteina. Dwa polarony wymieniają fale dźwiękowe i przyciągają się do siebie, tworząc stan związany, gdy sprzężenie siły między pojedynczymi polaronami a kondensatem jest silne w porównaniu z interakcjami gazu macierzystego.
Bipolarony w chemii organicznej
W chemii organicznej bipolaron jest cząsteczką lub częścią łańcucha makrocząsteczkowego zawierającego dwa ładunki dodatnie w układzie sprzężonym. Ładunki mogą znajdować się w środku łańcucha lub na jego końcach. Bipolarony i polarony spotyka się w domieszkowanych polimerach przewodzących, takich jak politiofen .
Możliwe jest syntezowanie i izolowanie związków modelowych bipolaronów do badań dyfrakcji rentgenowskiej . Diamagnetyczny dikation bis(triarylo)aminy 2 na schemacie 1 wytwarza się z obojętnego prekursora 1 w dichlorometanie w reakcji z 4 równoważnikami pentachlorku antymonu . Dla dykcji istnieją dwie struktury rezonansowe . Struktura 2a to dirodnik (singletowy), a 2b to quinoid z zamkniętą powłoką . Eksperymentalne długości wiązań dla centralnej grupy winylidenowej w 2 wynoszą 141 µm i 137 µm w porównaniu do 144 µm i 134 µm dla prekursora 1 , co sugeruje pewien wkład ze strony struktury chinoidalnej.
Z drugiej strony, gdy jednostka tiofenu jest dodawana do rdzenia w strukturze przedstawionej na schemacie 2 , te długości wiązań są identyczne (około 138 µm), co czyni ją prawdziwą hybrydą.
