Hélium vegyületeket fedeztek fel

Annak ellenére, hogy a hélium a második legelterjedtebb elem az Univerzumban – a hidrogén után – mégsem működik együtt másokkal. A hélium a nemesgázok közé tartozik – amik arról ismertek, hogy csak nagyon nehezen formálnak vegyületeket más elemekkel. Közülük eddig a héliumot hitték a legközömbösebbnek, mivel normál állapotban nincs semmilyen stabil vegyülete.

Azonban most egy nemzetközi kutatócsapat, Artem R. Oganov, a Skoltech kutatója vezetésével, két stabil hélium vegyület létezését jósolta meg – az Na₂He és Na₂He O-t.

A kutatók kísérleti és elméleti magyarázattal is szolgáltak a Na₂He stabilitására, ami akár magyarázatul szolgálhat arra, hogy kémiailag mi is folyik a gázóriásokban és olyan csillagokban amiknél a hélium az egyik legnagyobb összetevő. A csapat tanulmánya a Nature Chemistry folyóiratban jelent meg.

A kutatás szerzői egy kristályos szerkezetet-megjósoló eszközt használtak, a főalapelvek evolúciós algoritmusát az USPEX-et, hogy azzal szisztematikusan keressenek egy stabil hélium vegyületet.

A megjósolt, Na₂He létezését, később az előállításával is bizonyították, amikor is egy gyémánt-üllő-cellán a földihez képest 1,1 milliószoros nyomást keltettek. A vegyület a számítások alapján akár 10 milliószoros nyomás mellet is stabil tud maradni.

„A vegyület amit felfedeztünk nagyon különleges: a hélium atomok nem formálnak semmilyen kötést, a jelenlétük mégis alapjaiban változtatja meg a nátrium atomok közötti interakciót, azzal hogy az elektronokat a kockák közötti űrbe kényszerítik, ami miatt az anyag kitűnően szigetel” mondta Xiao Dong, a tanulmány első szerzője.

Na₂He egy fajta elektrid, ami az ionos sószerű kristályok egy speciális típusa. A pozitív töltésű nátrium ionok egy hálót hoznak létre, amíg a lokalizált elektron párokból egy másik háló jön létre. Mivel az elektronok nagyon erősen lokalizáltak, ezért az anyag szigetel, ami azt jelenti hogy nem vezeti a szabadon folyó elektronokat amik az elektromos áramot alkotják.

A másik vélt hélium vegyület, a Na₂He O, 0,15 és 1,1 millió atmoszféra nyomáson stabil, szintén ionos kristályokat képez a Na₂He-hoz hasonló szerkezettel. Azonban, az elektron párok helyett negatív töltésű oxigén ionok (O²⁻) alkotják a másik hálót.

Ez a kutatás megmutatja, hogy hogyan fedezhetünk fel meglepő jelenségeket az elméleti módszerek és a csúcstechnológiás kísérletek egyesítésével. Kiderült hogy rendkívül furcsa kémiai jelenségek és vegyületek jöhetnek létre szélsőséges körülmények mellet, és ezeknek a jelenségeknek a szerepe a bolygók belsejében még kérdéses,” mondta Oganov.

Forrásknowridge.com

Szerkesztő: arsratio

Oszd meg

Hozzászólás küldése

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöljük.

A honlap további használatához a sütik használatát el kell fogadni. További információ

A süti beállítások ennél a honlapnál engedélyezett a legjobb felhasználói élmény érdekében. Amennyiben a beállítás változtatása nélkül kerül sor a honlap használatára, vagy az "Elfogadás" gombra történik kattintás, azzal a felhasználó elfogadja a sütik használatát.

Bezárás