» » Первое стабильное соединение гелия

Первое стабильное соединение гелия


Первое стабильное соединение гелия

Перед вами — модель молекулы Na2He, первого стабильного соединения гелия. При высоком давлении гелий (зеленые кубы) формирует стабильное соединение с двумя атомами натрия (фиолетовые шары). Эта молекула — электрид, то есть она положительно заряжена и ее противоионами являются электроны (красные октаэдры).

Исторически атомы, расположенные в самой правой колонке таблицы Менделеева (гелий He, неон Ne, аргон Ar, криптон Kr, ксенон Xe, радон Ra) называют атомами «благородных газов». Название повелось с тех далеких пор, когда обнаружили, что эти атомы (точнее газы, состоящие из этих атомов) не образуют стабильных химических соединений. У них полностью заполнена оболочка валентных электронов, и им на первый взгляд незачем делиться электронами с другими атомами и нет места принять электроны извне. Иначе говоря, им энергетически невыгодно образовывать химические связи.

Однако довольно быстро стало ясно, что при определенных условиях и с определенными атомами благородные газы можно заставить создать стабильные соединения. Первым в 1962 году пал ксенон, из которого удалось создать дифторид (XeF2) и тетрафторид ксенона (XeF4). Дифторид ксенона используется в органическом синтезе как сильный фторирующий агент, да и у тетрафторида хватает применений. Вслед за ксеноном пали криптон и аргон.

Неон и гелий же не сдавались. Особенно гелий, из которого удавалось получать лишь гиперреактивные короткоживущие соединения, самое известное из которых гидрид гелия HeH+. Другой тип соединений гелия — молекулы, например He@C60 (см. «Сухая вода» помогла измерить поляризацию ковалентных связей, «Элементы», 02.11.2016), в которых гелий связан слабыми связями Ван-дер-Ваальса и не влияет на электронное строение. Энергия ионизации (отрыва электрона) у гелия — самая высокая из всех атомов, так что к заполненной электронной оболочке не подступиться. Как же сломить сопротивление?

Группа Артёма Оганова из Сколтеха (Москва) и Университета Стoyни-Брук (США) c помощью разработанной ими программы USPEX (Universal Structure Predictor: Evolutionary Xtallography) рассчитала, что гелий способен создать стабильное соединение Na2He с натрием при высоком давлении (>113 ГПа). В коллаборации с группой из Нанкайского университета (Китай) им удалось подтвердить предсказание экспериментально. Синтез был произведен путем сжимания натрия с гелием алмазной наковальней.

Структуру установили с помощью двух независимых методов — спектроскопии Раманa и рентгеноструктурного анализа. Также выяснили, что вещество не проводит электричество и что виновен в этом гелий, не допускающий проход свободных электронов. Na2He имеет температуру плавления в три раза выше, чем чистый натрий — выше 1500 К при 140 ГПа (у Na 550 К при сходных условиях). Подобные соединения могут существовать в недрах Земли и других планет. Авторы предсказывают еще одно соединение — Na2HeO, — стабильное при давлении >15 ГПа, но экспериментально eгo пока не подтвердили.

Что ж, в учебники химии пора вносить соответствующие дополнения.

Рисунок с сайта cen.acs.org.

Григорий Молев

13 сентябрь 2019 /
  • Не нравится
  • 0
  • Нравится

Похожие новости

Ферроценильное «чёртово колесо»

Перед вами — структура циклического соединения из шести ферроценов, полученная методом рентгенокристаллографии...

Получено уникальное соединение — аналогичный алкинам комплекс меди с тройной связью бор-бор

Международной группе исследователей удалось совершить прорыв — они впервые заставили медь взаимодействовать с электронами тройной связи бор-бор. Полученные соединения по строению оказались аналогичны

Белый фосфор, заключенный в нанотрубку, превратился в «розовый»

Исследователи из Великобритании изолировали в одностенной углеродной нанотрубке цепочку из проявляющих высокую химическую активность молекул белого фосфора. В нанотрубке эти молекулы образовали

С помощью атомно-силового микроскопа можно измерить электроотрицательность отдельного атома

Исследователи из Японии и Чехии показали, что с помощью атомно-силового микроскопа можно измерить электроотрицательность индивидуального атома на поверхности образца вещества. Ранее можно было

Связанные водородной связью молекулы поймали в клетку фуллерена

Изучение механизмов реакций на уровне отдельных молекул очень важно для понимания химических процессов и управления ими. Поэтому исследователи стараются уменьшить размер «реакционного сосуда» до

Катион триводорода удалось получить из органических молекул при помощи лазера

Исследователи из Мичиганского университета предложили механизм образования катиона триводорода (H3+) из органических соединений, подвергающихся облучению лазером высокой мощности. Эта реакция,
Комментарии

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Код:
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите код:
Популярные новости
Шугаринг: плюсы и минусыПреимущества матрасов MatroluxeОсобенности продвижения сайтаКак рождаются самые мощные магниты во ВселеннойУпавший в Коста-Рике метеорит пахнет брюссельской капустойРедчайший метеор: дневные СекстантидыТайник с серебряными шекелямиОчень большой телескоп