John Morrison Galbraith är docent i kemi vid Marist College som studerar kemisk bindning, vilket är den process som håller samman atomer för att bilda molekyler.

Vad har du upptäckt?

Gick du en kemikurs på gymnasiet? Trodde du att det var ett tråkigt statiskt fält fyllt med etablerade fakta som fastställdes för länge sedan? Jag har gjort forskning som visar att de mest grundläggande av dessa etablerade "fakta, "naturen hos den kemiska bindningen, ifrågasätts nu.

Du har förmodligen hört talas om kovalenta bindningar, där elektroner delas mellan atomer, och jonbindningar, där elektroner helt överförs från en atom till en annan. Men du vet förmodligen inte om en tredje typ av bindning, upptäcktes i början av 1990-talet av Sason Shaik och Philippe Hiberty:charge-shift bond. Jag började arbeta med dem strax efter.

Vad skiljer en laddningsförskjutningsobligation?

I laddningsförskjutningsobligationer, elektroner både delas och överförs samtidigt.

Det låter kanske lite galet, men tänk på det så här:Du känner till de där rörliga gångvägarna på flygplatser? Antag att i över 100 år, folk trodde att det enda sättet att ta sig från en punkt till en annan var att antingen stå på den rörliga gångvägen eller gå bredvid den.

Anta nu att någon insåg att det finns ett tredje sätt att röra sig:Du kan stå på gångvägen och gå samtidigt. Hastigheten med vilken du rör dig genom flygplatsen beror inte på att du står eller går, men en kombination av båda.

Tillsammans med Shaik, Hiberty och en handfull andra runt om i världen, Jag har hjälpt till att visa att laddningsförskjutningsbindning är ett brett fenomen som sker mellan en mängd olika element från hela det periodiska systemet.

Vad inspirerade denna upptäckt?

Shaik och Hiberty beräknade energin som krävs för att bryta en serie bindningar med en metod som kallas valensbindningsteori. Kemi handlar om mönsterigenkänning, och alla band de studerade passade in i ett väletablerat mönster, förutom bindningen mellan två fluoratomer. Traditionellt sett som en rent kovalent bindning, denna molekyl betedde sig inte som någon annan kovalent bindning. Genom att försöka förstå varför, Shaik och Hiberty avslöjade något helt unikt.

Varför är det viktigt?

Detta är den första stora förändringen i hur kemister tänker på bindning på mer än 100 år. Kemisk bindning är kärnan i kemin, så att ändra hur kemister tänker på bindning kommer att förändra hela fältet.

Hur tillämpas laddningsförskjutningsobligationer i den verkliga världen?

Syntetiska material som datorchips, plast, kosmetika, textilier och mediciner kommer från att skapa och bryta kemiska bindningar.

Därför, insikt i kemisk bindning kan inspirera till nya material med egenskaper vi ännu inte har föreställt oss. Vi ser redan kemister utnyttja egenskaperna hos laddningsförskjutningsbindningar för att påskynda kemiska reaktioner och för att förstå egenskaperna hos industriella lösningsmedel.

Vad är det coolaste inslaget i din nya forskning?

Kemin lever och förändras ständigt - det var det som först lockade mig till området. Charge-shift bonding utmanar något så grundläggande för fältet att det till stor del tas för givet.

Dramat med en genomgripande teoriförändring är i full effekt här:Konceptet introducerades för många år sedan men accepterades inte snabbt; över tid, idogt arbete av en handfull troende gav mer stöd för idén; och nu vinner den bred acceptans på grund av verifiering genom alternativa experimentella och teoretiska metoder.

Jag tycker också att det är fascinerande att de flesta kemiska processer nu kan modelleras tillförlitligt på en dator. Jag har alltid gillat kemi för den kunskap den gav om hur saker fungerar på atomär skala. Dock, Jag kände mig aldrig bekväm med att leka med bägare och farliga kemikalier. Medan kemi fortfarande är en övervägande experimentell vetenskap, idag kan datorer styra dessa experiment samtidigt som de ger en plats för en experimentellt utmanad kemist som jag själv.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.