Кіріспе

Элементар атомдардың қасиеттерін көрсететін атомдар шоғыры. Химияда суператом – элементар атомдардың кейбір қасиеттерін көрсететін атомдардың кез келген шоғыры. Натрий атомдары будан салқындатылғанда, табиғи түрде кластерлерге конденсацияланып, әдетте, «жақсы» сандардағы (2, 8, 20, 40, 58, және т.б.) атомдардан тұрады, мұнда әр атомның ең сыртқы электроны кластердегі барлық атомдарды қамтитын орбитальға енеді. Суператомдар химиялық тұрғыдан осы жаңа санау жүйесінде электрондарының толық қабығы болуына мүмкіндік беретіндей реакцияға түседі.

Алюминий кластерлері

Алюминийдің кейбір топтамалары суператомдық қасиеттерге ие. Бұл алюминий кластерлері гелий газында анион түрінде (Aln−, n = 1, 2, 3, ...) пайда болады және йодты газбен әрекеттеседі. Массалық спектрометрия арқылы талдағанда, бір негізгі реакция өнімі анықталады. Қосымша электрон қосылған 13 алюминий атомынан тұратын бұл кластерлер, бірдей газ ағынына оттегі енгізілгенде реакцияға түспейді, бұл галоид сияқты мінез-құлқы мен 40 еркін электронның «сиқырлы саны» екенін көрсетеді. Мұндай кластер супергалоген деп аталады. Иондағы кластерлік компонент йодид ионына немесе тіпті бромид ионына ұқсас. Сәйкес кластердің трииодид ионы сияқты химиялық қасиеттерге ие болуы күтілуде. Инертті газ атомдарының атомдық кластерлерін компьютерлік модельдеу арқылы зерттеу өте оңай және сенімді, себебі екі атом арасындағы өзара әрекеттесуді Леннард-Джонс потенциалы арқылы жақсы болжауға болады. Басқа да әдістер бар, және «сиқырлы сандар» 13, 19, 23, 26, 29, 32, 34, 43, 46, 49, 55, т.б. болып табылады. = қасиеттері германий атомдарына ұқсас. = қасиеттері галоген атомдарына, әсіресе хлорға ұқсас. , мұндағы = қасиеттері сілтілік жер металдарына ұқсас. , мұндағы .

Басқа кластерлер

Li(HF)3Li = HF3 ішкі бөлігі Li-ден 2 валентті электронды бүкіл молекуланың орбитасымен, атом ядросы сияқты айналдырады. Li(NH3)4 = 1 диффузиялық электроны бар, Li(NH3)4+ ядросы, яғни сілтілі металл атомын еліктейді. Be(NH3)4 = екі диффузиялық электроны бар, ол ядроның айналасында айналады, яғни He атомын еліктейді. Платинаның 13 атомынан тұратын кластер өте парамагниттік, платинадан әлдеқайда күшті. 2000 рубидий атомынан тұратын кластер.

Суператомдық кешендер

Суператомдық кешендер – органикалық лигандтармен тұрақталған металл ядроны қамтитын суператомдардың ерекше тобы. Тиолатпен қорғалған алтын кластерлік кешендерде электрондардың жалпы санын (ne) анықтау үшін қарапайым электрон санау қағидасын қолдануға болады, ол мына формула арқылы есептеледі:

мұнда N – ядродағы металл атомдарының саны (A), v – атомдық валенттілік, M – электронды тартып алатын лигандтардың саны, ал z – кешеннің жалпы заряды. Мысалы, Au102(pMBA)44-тің 58 электроны бар және ол толық қабықталған сиқырлы санға сәйкес келеді.