دراسة DFT لبروتنة السيانوجين (NCCN) في الوسط بين النجمي
Rachana Singh, Manisha Yadav, Parmanand Pandey & Alka Misra · Shivani, Aftab Ahamad, Keshav Kumar Singh & Poonam Tandon · Sumit Shrivastava & Rajesh Kumar Gangwar — SSRN · preprint 4425348 · 16 pages
دراسة DFT لبروتنة السيانوجين (NCCN) في الوسط بين النجمي
تم اكتشاف السيانوجين المُبروتن (NCCNH⁺) في الوسط بين النجمي باتجاه السحب المظلمة الباردة TMC-1 وL483 وفي النواة ما قبل النجمية L1544. في هذا العمل، نوقش تكوُّن NCCNH⁺ بمساعدة جزيئات تُكتشف أساساً في الوسط بين النجمي. ونقترح أربع آليات تفاعل محتملة، دُرست عبر نظرية كثافة الوظيفية (DFT) باستخدام الوظيفيات B3P86 وB3PW91 وWB97XD مع مجموعة القواعد 6-311G++(2d,2p). وقد دُرست تفاعلات جذر–جذر وأيون–جزيء لاستكشاف إمكانية تكوُّن السيانوجين المُبروتن. ويُقترح تفاعل جذرَي CN لتكوين NCCN، الذي يتفاعل لاحقاً مع H⁺ وH₃⁺ وN₂H⁺ وH₂O⁺ ليكوِّن الصورة المُبروتنة من السيانوجين (NCCNH⁺) في الطور الغازي. وقد حُسب الميل البروتوني والقاعدية في الطور الغازي للجزيئات الداخلة في التفاعلات. وأُجري تحليل HOMO–LUMO للآليات.
اكتُشف حتى الآن أكثر من 270 جزيئاً في الوسط بين النجمي. ومعظم الجزيئات المكتشفة عضوية الطبيعة؛ وقد عمل عدد منها طلائعَ للسكريات والأحماض الأمينية والقواعد النووية [1, 2] وغيرها من الجزيئات ما قبل الحيوية. وتفيد المشاهدات الفلكية بأن النتريلات وفيرة للغاية في الوسط بين النجمي [3, 4]. وتحتوي نسبة كبيرة جداً من الجزيئات المكتشفة حتى الآن على مجموعة نتريل [5]، سواء اكتُشفت في السحب بين النجمية الباردة [6]، أم في الأغلفة المحيطة بالنجوم المتطورة الغنية بالكربون [7]، أم في الأغلفة الجوية للكواكب [8]. وقد اقتُرح أن الدي سيانوبولي-ألكينات، المؤلفة من هيكل خطي شديد عدم التشبع من ذرات الكربون تُختم كل نهاية منه بمجموعة سيانو (N≡C–(C≡C)ₙ–C≡N)، موجودة في الفضاء [9, 10]. وبسبب غياب عزم ثنائي القطب الكهربائي الدائم، لا يمكن رصد الدي سيانوبولي-ألكينات في علم الفلك الراديوي. ويُعتقد أن السيانوجين (NCCN)، أبسط جزيء متماثل يحمل مجموعتي سيانو، وفير للغاية في الفضاء بين النجمي [9]. ويدعم اكتشاف CNCN (الأيزوسيانوجين)، وهو متصاوغ شبه مستقر للسيانوجين، واكتشاف الصورة المُبروتنة من السيانوجين في سحابة L483 — وبصورة مبدئية في TMC-1 [4] — اكتشافَ NCCN ووفرته في الفضاء بين النجمي.
حُدِّد NCCNH⁺، الصورة المُبروتنة من السيانوجين، لأول مرة في السحب المظلمة الباردة TMC-1 وL483 [11]، بنسبة وفرة NCCNH⁺/NCCN ~ 10⁻⁴. ولاحقاً، أُبلغ عن رصد السيانوجين المُبروتن في النواة ما قبل النجمية L1544 [12]. ويُعد اكتشاف NCCNH⁺ مؤشراً جيداً على وجود NCCN في السحب المظلمة. ومع أن NCCN لا يمتلك عزماً ثنائي القطب دائماً، فإن صورته المُبروتنة كاتيون جزيئي خطي شديد القطبية بعزم ثنائي قطب كهربائي قدره 6.448 ديباي [13].
تُعد البروتنة عملية بالغة الأهمية في الفضاء بين النجمي [14, 15]، ويُقترح أن معظم الكاتيونات المُبروتنة تتكون عبر تفاعلات نقل البروتون، بما في ذلك NCCNH⁺ [11]. ويمكن أن يتكون السيانوجين المُبروتن بنقل بروتون إلى السيانوجين. وقد دُرس تكوُّن NCCNH⁺ تجريبياً انطلاقاً من تفاعل NCCN مع H₃⁺ وN₂H⁺ وH₂O⁺ وC₂H₃⁺ وSO₂H⁺ بتقنية أنبوب تدفق الأيونات المنتقاة (SIFT)؛ كما حُدد معدل التفاعل والميل البروتوني لـ C₂N₂ [16].
الصفحة 1 من 16 — مترجم من الأصل الإنجليزي بواسطة Nerusa.