「碘遇澱粉變藍」你小學就知道,可這是什麼原理?

2021-02-23 果殼

研究者認為,在澱粉與碘的藍色複合物中,碘單質不再以普通的分子形式存在,它們一個接一個地連接在一起,在複合物骨架中組成了一條條近乎直線的長鏈

而這種結構特點,其實是在研究另外一種吡咯並苝-碘複合物時發現的。研究者們成功得到了這種物質的針狀單晶。而得到結晶,也就意味著可以用X射線衍射法進行檢測,這樣一來,其中的空間結構就容易確定了。

X射線衍射的結果顯示,在這些複合物中,碘原子「排排坐」的方式相當特別:「碘原子」以近似直線的形式,排排坐在吡咯並苝「盤子」堆成的骨架旁邊,構成了一維無限長鏈。就像下圖中這樣:

吡咯並苝-碘的晶體結構

晶體結構數據顯示,長鏈中的碘原子間距在0.3054~0.3174 納米不等,而在碘分子中,兩個碘原子之間的距離要短得多(只有0.270 nm)。這個差距足以證明,在複合物的碘原子長鏈中並沒有獨立的碘分子。在長鏈中,從周期變化的碘原子間距可以看出,每15個碘原子構成了一個小單元。

那麼,這些結論如何與「澱粉-碘」複合物掛鈎呢?拉曼光譜提供了非常特徵性的證據。研究者們將他們的數據與過去澱粉-碘複合物的光譜數據進行了對比,結果發現,二者有很好的吻合度。這就間接確定,當澱粉與碘結合時,也產生了類似的長鏈結構。

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