В физике биполярон — тип квазичастицы, состоящей из двух поляронов . В органической химии — молекула или часть макромолекулярной цепи, содержащая два положительных заряда в сопряженной системе .
В физике биполярон — это связанная пара двух поляронов. Электрон в материале может вызывать искажение в базовой решетке. Сочетание электрона и искажения (которое также можно понимать как облако фононов ) известно как полярон (отчасти потому, что взаимодействие между электроном и решеткой осуществляется через поляризацию ). Когда два полярона находятся близко друг к другу, они могут понизить свою энергию, разделяя одни и те же искажения, что приводит к эффективному притяжению между поляронами. Если взаимодействие достаточно велико, то это притяжение приводит к связанному биполярону. При сильном притяжении биполяроны могут быть маленькими. Маленькие биполяроны имеют целый спин и, таким образом, разделяют некоторые свойства бозонов . Если образуется много биполяронов, не подходя слишком близко, они могут образовать конденсат Бозе-Эйнштейна . Это привело к предположению, что биполяроны могут быть возможным механизмом для высокотемпературной сверхпроводимости . Например, они могут привести к очень прямой интерпретации изотопного эффекта .
Недавно биполяроны были теоретически предсказаны в конденсате Бозе-Эйнштейна. Два полярона обмениваются звуковыми волнами и притягиваются друг к другу, образуя связанное состояние, когда сила связи между одиночными поляронами и конденсатом велика по сравнению с взаимодействиями газа-хозяина. [1]
В органической химии биполярон — это молекула или часть макромолекулярной цепи, содержащая два положительных заряда в сопряженной системе. Заряды могут быть расположены в центре цепи или на ее концах. Биполяроны и поляроны встречаются в легированных проводящих полимерах, таких как политиофен .
Можно синтезировать и выделить модельные соединения биполярона для исследований рентгеновской дифракции . [2] Диамагнитный дикатион бис(триарил)амина 2 на схеме 1 получают из нейтрального предшественника 1 в дихлорметане путем реакции с 4 эквивалентами пентахлорида сурьмы . Для дикатиона существуют две резонансные структуры . Структура 2a представляет собой (синглетный) бирадикал, а 2b представляет собой хиноид с закрытой оболочкой . Экспериментальные длины связей для центральной винилиденовой группы в 2 составляют 141 пм и 137 пм по сравнению со 144 пм и 134 пм для предшественника 1, что подразумевает некоторый вклад хиноидной структуры.
С другой стороны, когда к ядру в структуре, изображенной на схеме 2 , добавляется тиофеновый фрагмент , эти длины связей идентичны (около 138 пм), что делает ее настоящим гибридом.