每個人在化學課上學到的第一件事有一個例外,氦鈉化合物的產生證明氦氣並不真正高貴。稀有氣體之所以得名,是因為它們被認為不會與其他元素混合,不會形成化合物。然而,我們自 20 世紀 60 年代以來就知道,較重的稀有氣體在足夠的壓力下會形成穩定的化合物,但氦卻始終保持著冷漠的態度。到目前為止。
氦是宇宙中第二常見的元素。它在恆星和氣態巨行星中佔很大比例,因此它的行為非常重要。這種行為看起來總是很簡單。氦的亞穩態化合物已經被製造出來,以及所謂的范德華化合物,但兩者都不被認為是真正穩定的化合物,要么是因為它們不能持久,要么是氦原子幾乎不影響其他原子的電子。
然而,由莫斯科斯科爾科沃科學技術研究所 Artem Oganov 教授領導的團隊進行的電腦建模表明,至少有兩種氦化合物是可能的。鈉2他和娜2氦氣。來自中國、俄羅斯和美國的一個團隊聚集在一起,看看他們是否可以製造出第一個這樣的東西,使用鑽石砧施加超過一百萬倍大氣壓的壓力。
他們在雜誌上宣布了他們的成功自然化學,表明氦和鈉原子不僅可以被迫結合,而且在 1130 億帕斯卡的壓力以上,結合是穩定的,作者預計在壓力高達 10 倍的情況下仍然會出現這種情況。
「我們發現的化合物非常奇特:氦原子實際上不會形成任何化學鍵,但它們的存在從根本上改變了鈉原子之間的化學相互作用,迫使電子位於結構的立方空隙內,並使這種材料絕緣,」首先說南開大學作者肖東在陳述。
鈉本身就具有所謂的“電子氣”,外層電子從原子中釋放出來,可以獨立移動。氦原子的存在將電子推開,形成類似鹽的離子晶體。
巨大行星的中心存在著驚人的力量。由於富含氦和大量的鈉,有可能形成氦氖化合物,以我們尚未了解的方式改變行星深處的化學成分。
研究團隊嘗試對氦和輕元素的其他可能組合進行建模,但只有那些涉及鈉的組合才顯得穩定。他們還沒有做出Na2HeO,但他們預計它不僅可以存在,而且在比 Na 稍低的壓力下保持穩定2他。