अंतरातारकीय माध्यम में सायनोजन (NCCN) के प्रोटॉननीकरण का DFT अध्ययन
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
अंतरातारकीय माध्यम में सायनोजन (NCCN) के प्रोटॉननीकरण का DFT अध्ययन
प्रोटॉनित सायनोजन (NCCNH⁺) का पता अंतरातारकीय माध्यम में शीतल गहन बादलों TMC-1 और L483 की दिशा में तथा पूर्व-तारकीय क्रोड L1544 में लगाया गया है। वर्तमान कार्य में, मुख्य रूप से अंतरातारकीय माध्यम में पाए जाने वाले अणुओं की सहायता से NCCNH⁺ के निर्माण की चर्चा की गई है। हम चार संभाव्य अभिक्रिया क्रियाविधियों का प्रस्ताव करते हैं, जिनका अध्ययन घनत्व फलन सिद्धांत (DFT) द्वारा B3P86, B3PW91 और WB97XD फलनों तथा 6-311G++(2d,2p) आधार समुच्चय के साथ किया गया। प्रोटॉनित सायनोजन के निर्माण की संभावना तलाशने के लिए मूलक–मूलक और आयन–अणु अंतःक्रियाओं का अध्ययन किया गया। NCCN के निर्माण हेतु दो CN मूलकों की अभिक्रिया प्रस्तावित की गई है, जो आगे गैस प्रावस्था में H⁺, H₃⁺, N₂H⁺ और H₂O⁺ के साथ अभिक्रिया करके सायनोजन का प्रोटॉनित रूप (NCCNH⁺) बनाती है। अभिक्रियाओं में भाग लेने वाले अणुओं की प्रोटॉन आसक्ति और गैस-प्रावस्था क्षारकता का परिकलन किया गया है। क्रियाविधियों के लिए HOMO–LUMO विश्लेषण किया गया है।
अब तक अंतरातारकीय माध्यम में 270 से अधिक अणुओं का पता लगाया जा चुका है। पता लगाए गए अधिकांश अणु प्रकृति में कार्बनिक हैं; उनमें से कई शर्कराओं, अमीनो अम्लों, न्यूक्लियोक्षारों [1, 2] और अन्य पूर्वजैविक अणुओं के अग्रदूत के रूप में कार्य करते हैं। खगोलीय प्रेक्षण बताते हैं कि नाइट्राइल अंतरातारकीय माध्यम में अत्यधिक प्रचुर हैं [3, 4]। अब तक पता लगाए गए अणुओं का एक बहुत बड़ा प्रतिशत नाइट्राइल समूह धारण करता है [5], चाहे वे शीतल अंतरातारकीय बादलों [6] में पाए गए हों, कार्बन-समृद्ध विकसित तारों के चारों ओर की परितारकीय आवरणों [7] में, या ग्रहीय वायुमंडलों [8] में। यह सुझाव दिया गया है कि डाइसायनोपॉलीआइन, जो प्रत्येक सिरे पर सायनो समूह से समाप्त होने वाले कार्बन परमाणुओं के अत्यधिक असंतृप्त रैखिक स्कंध से बने होते हैं (N≡C–(C≡C)ₙ–C≡N), अंतरिक्ष में मौजूद होंगे [9, 10]। स्थायी विद्युत द्विध्रुव आघूर्ण के अभाव के कारण डाइसायनोपॉलीआइन रेडियो खगोल विज्ञान में प्रेक्षणीय नहीं हैं। सायनोजन (NCCN), दो सायनो समूहों वाला सरलतम सममित अणु, अंतरातारकीय अंतरिक्ष में अत्यधिक प्रचुर माना जाता है [9]। L483 बादल में CNCN (आइसोसायनोजन) — सायनोजन का एक अर्धस्थायी समावयव — और सायनोजन के प्रोटॉनित रूप का पता लगना — और TMC-1 में अस्थायी रूप से [4] — अंतरातारकीय अंतरिक्ष में NCCN के पता लगने और प्रचुरता का समर्थन करता है।
सायनोजन का प्रोटॉनित रूप NCCNH⁺ सर्वप्रथम शीतल गहन बादलों TMC-1 और L483 में पहचाना गया [11], जिसका प्रचुरता अनुपात NCCNH⁺/NCCN ~ 10⁻⁴ था। बाद में, पूर्व-तारकीय क्रोड L1544 में भी प्रोटॉनित सायनोजन के प्रेक्षित होने की सूचना मिली [12]। NCCNH⁺ का पता लगना गहन बादलों में NCCN की उपस्थिति का एक अच्छा संकेत है। यद्यपि NCCN में कोई स्थायी द्विध्रुव आघूर्ण नहीं होता, उसका प्रोटॉनित रूप 6.448 डिबाई के विद्युत द्विध्रुव आघूर्ण वाला एक अत्यधिक ध्रुवीय रैखिक आणविक धनायन है [13]।
प्रोटॉननीकरण अंतरातारकीय अंतरिक्ष में एक अत्यंत महत्वपूर्ण प्रक्रिया है [14, 15], और यह माना जाता है कि NCCNH⁺ सहित अधिकांश प्रोटॉनित धनायन प्रोटॉन स्थानांतरण अभिक्रियाओं द्वारा बनते हैं [11]। प्रोटॉनित सायनोजन सायनोजन पर प्रोटॉन स्थानांतरण द्वारा बन सकता है। चयनित-आयन प्रवाह नलिका (SIFT) तकनीक का उपयोग करके NCCN की H₃⁺, N₂H⁺, H₂O⁺, C₂H₃⁺ और SO₂H⁺ के साथ अभिक्रिया से NCCNH⁺ के निर्माण का प्रायोगिक अध्ययन किया गया है; अभिक्रिया दर और C₂N₂ की प्रोटॉन आसक्ति भी निर्धारित की गई है [16]।
पृष्ठ 1 / 16 — अंग्रेज़ी मूल से Nerusa द्वारा अनुवादित।