مركب قفصي

المركب القفصي clathrate (أوالمشبّك) هومادّة كيميائية على شكل شبكة تحوي أوتحبس الجزيئات. حدثة clathrate مشتقة من الحدثة اللاتينية clatratus والتي تعني لديها قضبان أوشبكة. مركبات ال Clathrate متكررة الوحدات البنائية (مبلمرات) وتقوم بتطويق جزيئات المركبات الأخرى بشكل كلي, ولكن حسب الاستخدام الحديث فإنّ استخدام ال Clathrate يتضمن مركب بين المضيف والضيف كما يتضمن مركبات الاحتواء. وفقاً للاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية، المركبات القفصية هي "مركبات احتواء حيث تكون جزيئات الضيف في قفص مكوّن من قبل جزيئات المضيف أوشبكة من جزيئات المضيف."

يمثل الشكل 1:3 المركب المعقّد من اليوريا و6,1- ثنائي كلوريد الهيكسين. بحيث ترتبط جزيئات اليوريا في الهيكل بروابط هيدروجينية مكوّنة قنوات سداسية الشكل, تصطف فيها جزيئات كلوريد الكربون. *دليل الألوان: الأحمر يمثّل الأوكسجين, والأزرق يمثّل النيتروجين, والأخضر يمثّل الكلور. .

بيتا_سيكلوديكسترين هوأحد أنواع الclathrate بحيث تترتب الجزيئات المضافة في وسط الدائرة وتقوم بملء الفراغ.

يمثل الشكل مركب عضوي معدني MOF-5, بحيث يشير الجسم الكروي الأصفر إلى مكان ارتباط الجزيئات المضافة.

الظهور والمجال

مركبات الclathrate تشير إلى مضيفات على شكل مبلمرات تحوي جزيئات لمواد أخرى (جزيئات الضيف). يشير المصطلح مؤخراً إلى الكثير من المضيفات الجزيئية, مثل الساليزارين (calixarene) والسايكلوديكسترين (cyclodextrins) وبعض المبلمرات الغير عضوية مثل الزيوليتس (zeolites). معدن السيليكا الطبيعي الكلاثراتي, chibaite تم وصفه مؤخراً في اليابان كنوع من المركبات القفصية.

الكثير من مركبات ال clathrate مشتقة من هياكل عضوية ترتبط بروابط هيدروجينية . تحضّر هذه الهياكل من جزيئات تتبع نظام "الارتباط الذاتي" عن طريق الروابط الهيدروجينية المتعددة. إذا أكثر مركبات ال clathrate شهرة هو"methane clathrate" فتتكون فيه الروابط الهيدروجينية بين جزيئات الماء, وتكون جزيئات الميثان هي جزيئات الضيف. هناك كميات كبيرة من جزيئات الميثان المتجمدة في هذا الشكل وتكون موجودة في تشكيلات التربة الصقيعية وفي قيعان البحار والمحيطات. من الشبكات الأخرى المرتبطة بروابط هيدروجينية هي تلك المشتقة من الهيدروكواينون (hydroquinone) واليوريا (urea) والثيويوريا (thiourea). ومن أكثر المركبات دراسة في مجال البحث هومركب دينين Dianin's compound مركبات هوفْمان (Hofmann compounds) هي بوليمرات تساهمية بالصيغة الكيميائيّة Ni(CN)4Ni(NH3)2. تقوم هذه المواد بالتبلور مع ضيوف أروماتية (مركبات كيميائية تحوي حلقة بنزينية) (كالبنزن وزيلينات معينة (xylenes (certain ), وهذه الخاصيّة تُستغل تجاريّاً من أجل فصل هذه الهيدروكربونات.الإطارات الفلزية العضوية ال(MOFs) تشكّل ال clathrates. المركبات القفصية الحساسة للتحلل الضوئي تم فحصها كحاويات لإطلاق الدواء أوالكاشف.

التاريخ

هيدرات الكلاثرات اكتشفها في عام 1810 العالم همفري ديفي وكما قام العالم P.Peiffer بدراسة مركبات الclathrate في الأعوام 1927 و1930, عرّف E.Hertel "المركبات الجزيئية" بأنها مواد تتحلل إلى مكونات أوليّة متبعة قانون فاعلية الكتلة في حالة المحلول أوالغاز. في عام 1945, قام H.M Powell بتحليل البُنية البلورية لهذه المركبات وأطلق عليها اسم clathrates.

المراجع:

^ نطقب:بنك باسم
^ Latin dictionary
^ J. L. Atwood "Inclusion Compounds" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2012, Wiley-VCH, Weinheim. doi: 10.1002/14356007.a14_119
^ IUPAC Gold Book - clathrates
^ Hollingsworth, U.Werner-Zwanziger; Brown, J.D.Chaney; Huffman, K.D.M.Harris (1999). "Spring-Loading at the Molecular Level: Relaxation of Guest-Induced Strain in Channel Inclusion Compounds". J. Am. Chem. Soc. 121: 9732. doi:10.1021/ja9919534.
^ Pearce, Fred (27 June 2009). "Ice on fire: The next fossil fuel". New Scientist. pp. 30–33. Retrieved 2009-07-05.
^ Ellis-Davies, Graham C. R. "Caged compounds: photorelease technology for control of cellular chemistry and physiology". Nature Methods. 4 (8): 619–28. doi:10.1038/nmeth1072. PMID 17664946. Unknown parameter |تاريخ= ignored (help)
^ Ellen Thomas. "Clathrates: little known components of the global carbon cycle". Wesleyan University. Retrieved 13 December 2007. Unknown parameter |تاريخ= ignored (help)