Bipolarone

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Bipolaroni nella fisica[modifica | modifica sorgente]

In fisica, un bipolarone è una coppia legata di due polaroni. Un elettrone in un materiale può causare una distorsione nel reticolo sottostante. La combinazione di elettrone più distorsione (che può essere intesa anche come una nuvola di fononi) è nota come polarone (in parte perché l'interazione tra elettrone e reticolo avviene tramite una polarizzazione). Quando due polaroni sono avvicinati, possono avere un'energia inferiore condividendo le stesse distorsioni, portando a un'attrazione efficace tra i polaroni. Se l'interazione è sufficientemente grande, allora quest'attrazione porta a legare un bipolarone. Per la forte attrazione, i bipolaroni possono essere piccoli ed avere uno spin intero e condividere così alcune delle proprietà dei bosoni. Se si formano molti bipolaroni, senza che si avvicinino troppo, essi potrebbero essere in grado di formare un condensato di Bose-Einstein. Ciò ha portato a teorizzare che i bipolaroni potrebbero essere un possibile meccanismo della superconduttività ad alte temperature. Per esempio, possono condurre ad un'interpretazione molto diretta dell'effetto isotopico.

Bipolaroni nella chimica organica[modifica | modifica sorgente]

Nella chimica organica un bipolarone è una molecola o parte di una catena macromolecolare contenente due cariche positive in un sistema coniugato. Le cariche possono essere situate al centro della catena o ai suoi estremi. I bipolaroni e i polaroni vengono riscontrati nei polimeri conduttori come il politiofene.

È possibile sintetizzare e isolare i composti del modello di bipolarone per gli studi sulla diffrazione a raggi X. [1] Il dicatione 2 bis(triaril)ammino diamagnetico nello schema 1 viene preparato dal precursore neutro 1 nel diclorometano per mezzo della reazione con 4 equivalenti di pentacloruro di antimonio. Per il dicatione esistono due strutture di risonanza. La struttura 2a è un (singoletto) diradicale e la 2b è chinoide a guscio chiuso. Le lunghezze di legame sperimentali per il gruppo di vinilidene centrale nella 2 sono 141 pm e 137 pm in confronto ai 144 pm e 134 pm per il precursore 1 il che implica qualche contributo dalla struttura del chinoide.

Schema 1. Dicatione bistriarilammino

D'altra parte, quando un'unità di tiofene viene aggiunta al nucleo della struttura raffigurata nello schema 2, queste lunghezze di legame sono identiche (intorno ai 138 pm) facendone un vero ibrido.

Schema 2. Bipolarone basato sul tiofene

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ (EN) S. Zheng, et al., Isolation and Crystal Structures of Two Singlet Bis(Triarylamine) Dications with Nonquinoidal Geometries in Journal of the American Chemical Society, vol. 128, n. 6, 2006, pp. 1812&nash;1817. DOI:10.1021/ja0541534.

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]