Sciencemag.cz
Doporučujeme
Helium je prvek chemicky obzvlášť nereaktivní. I když se postupně podařilo připravit řadu sloučenin vzácných plynů, helium této snaze stále vzdoruje. Heliový aniont, to by byla opravdová kuriozita.
Tedy přesněji řečeno, můžeme najít informace o sloučenině helia s fullereny, fakticky jde ovšem o atom helia uzavřeny ve fullerenové kleci. Fullerenů se ovšem bude týkat i následující novinka. Helium v ní vystupuje ve své zřejmě nejpodivnější roli, totiž v kapalném skupenství.
Výzkumníci z Rakouska a Anglie připravili kapalné helium a to pak protlačili do vakuové komory přes filtr s velikostí děr 5 mikrometrů. Dostali tak kapičky helia definované velikosti. Ty se dále propasírovaly přes fullereny (typ C60 a C70), takže výsledkem byla směs obou látek. Na tu se pak aplikoval paprsek elektronů o energiích od 0 do 150 eV. Ukázalo se, že cluster z 5 a více molekul fullerenu získává při zásahu elektrony s 22 eV 2 záporné náboje. Anionty s nábojem -2 nebývají mimo vodný roztok příliš stabilní, zde ale směs fullerenů a helia údajně byla. Navíc se prý výsledný stav dá chápat i tak, jako bychom před sebou měli aniont He-2. Nebo jinak, nejprve vzniká aniont He-2 (nevídáno…) a ten pak předá elektrony fullerenu. Nebo ještě jinak, možná je to spíš He-1 a to předá 2 elektrony, přičemž chybějící elektron se doplní tím z paprsku. Dodává se, že dva „přebytečné“ elektrony vedle sebe na vyšší hladině by se za normálních podmínek příliš odpuzovaly, ale blízko absolutní nuly – 0,4 K – spolu vydrží (což zase prý může odpovídat tomu, jak se elektronové páry chovají v supravodičích).
Andrew Ellis z rakouského Ústavu iontové fyziky, který stojí za popsanými experimenty, tvrdí, že záporně nabité helium by se mohlo stát velmi agresivním chemickým (redukčním) činidlem. O tom netřeba pochybovat, viz třeba informace o podobně fungujících „sloučeninách“ typu NaCl2 či IrF9 (jak si s tímhle poradí české chemické názvosloví?), v jejichž samotnou existenci se člověku s klasickým chemickým vzděláním věřit nechce. Problém je ovšem minimálně v tom, že redukční činidlo fungující při teplotě blížící se absolutní nule není asi příliš praktické…
Výsledky byly publikovány v časopisu Angewandte Chemie.
„Formation of Dianions in Helium Nanodroplets.“ Angew Chem Int Ed Engl. 2014 Oct 8. DOI: 10.1002/anie.201408172.
Zdroj: University of Leicester/Phys.org a další
