Sciencemag.cz
Doporučujeme
V učebnicích chemie o sloučeninách cesia s lithiem nenajdeme opravdu nic. Ukázalo se se ale, že za vysokého tlaku několik sloučenin přece jen vznikne; tvrdí to alespoň vědci ze Skoltechu, Jiangsu Normal University a dalších institucí, pouze ovšem na základě modelování/algoritmů (mj. algoritmus Uspex pro předpověď krystalové struktury, který již dříve vyvinul spoluautor studie Artem R. Oganov ze Skoltechu). Studii publikoval Nano Letters.
Aby to celé bylo ještě složitější, všimněte si už podoby zápisu LixCs. Normálně bychom předpokládali, že protože cesium má ze stabilních prvků vůbec nejmenší elektronegativitu, bude mít roli prvku kladně nabitého, takže správně psát CsLix. Ale vlastně má jít o cesid, elektronegativita aspol. („rozšířený pojem elektronegativity“ dle průvodní tiskové zprávy) má za vysokých tlaků fungovat jinak.
„Cesium přitahuje elektrony lithia a toto velmi neobvyklé chemické chování vede ke vzniku čtyř nových sloučenin, z nichž dvě – Li14Cs a Li6Cs – mají dosud nevídanou geometrii krystalové struktury,“ uvádí Oganov. Exotická/složitá geometrie je u sloučenin pouze dvou prvků jev nezvyklý. Příslušné geometrie (topologie) ukazuje obrázek.
Celé to hraní mělo ovšem konkrétní účel. Čtyři nové sloučeniny lithia a cesia by měly být supravodivé při teplotách do minus 223 až minus 213 °C. To samozřejmě není nic zvláštního, zvlášť ve srovnání s hydridy (polyhydridy). Ale zde se už ukazuje i další věc. Lithium totiž leží hned pod vodíkem, čili nějaké hypotetické lithidy by mohly být z hlediska supravodivosti zajímavé také. Nebo bychom mohli zkoušet atomy vodíku a lithia v nějakých exotických sloučeninách dokonce kombinovat? Obecně má platit, že čím nižší je hmotnost atomu, tím vyšší kritická teplota souvisejícího supravodiče, ale kdo ví (viz třeba i paradoxy s elektronegativitou v této studii).
Třeba ovšem dodat, že vše jsou to zatím jen simulace, naproti tomu supravodivost hydridů se už ověřovala i experimentálně.
Geometrie v okolí atomů Cs u atomů Li ve sloučeninách (a) Li8Cs, (b) Li3Cs, (c) Li6Cs a (d) Li14Cs. Mnohostěny (polyedry) Cs jsou znázorněny červeně. Žluté atomy Li (c) označují další kontakty atomu Cs, které doplňují jeho koordinační číslo na 8 + 6 = 14. Viz (e), příslušný koordinační mnohostěn. Credit: Nano Letters
Hong-Mei Huang et al, Novel Topological Motifs and Superconductivity in Li-Cs System, Nano Letters (2023). DOI: 10.1021/acs.nanolett.3c00875
Zdroj: Skolkovo Institute of Science and Technology / Phys.org
