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“碘遇淀粉变蓝”你小学就知道,可这是什么原理?

果壳  · 公众号  · 科学  · 2016-09-01 23:38

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碘原子“珠链”


研究者认为,在淀粉与碘的蓝色复合物中, 碘单质不再以普通的分子形式存在,它们一个接一个地连接在一起,在复合物骨架中组成了一条条近乎直线的长链

而这种结构特点,其实是在研究另外一种吡咯并苝-碘复合物时发现的。研究者们成功得到了这种物质的针状单晶。而得到结晶,也就意味着可以用X射线衍射法进行检测,这样一来,其中的空间结构就容易确定了。

X射线衍射的结果显示,在这些复合物中,碘原子“排排坐”的方式相当特别: “碘原子”以近似直线的形式 ,排排坐在吡咯并苝“盘子”堆成的骨架旁边,构成了一维无限长链 。就像下图中这样:

吡咯并苝-碘的晶体结构

晶体结构数据显示,长链中的碘原子间距在0.3054~0.3174 纳米不等,而在碘分子中,两个碘原子之间的距离要短得多(只有0.270 nm)。这个差距足以证明,在复合物的碘原子长链中并没有独立的碘分子。在长链中,从周期变化的碘原子间距可以看出,每15个碘原子构成了一个小单元。

那么,这些结论如何与“淀粉-碘”复合物挂钩呢?拉曼光谱提供了非常特征性的证据。研究者们将他们的数据与过去淀粉-碘复合物的光谱数据进行了对比,结果发现,二者有很好的吻合度。这就间接确定,当淀粉与碘结合时,也产生了类似的长链结构。







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