Sciencemag.cz
Doporučujeme
Vzácné plyny jsou extrémně nereaktivní a pro helium to platí dvojnásob. Až dosud se, pokud vůbec, jako jediné sloučeniny helia uváděly látky dosti obskurní: helidy rtuti (zmiňují se HgHe, HgHe2 a HgHe10), kde však šlo spíš o to, že atom helia nacpeme do vnějších elektronových slupek rtuti. (Jak to vypadá rozměrově? Poloměr atomu rtuti cca 150 pm, helia 30 pm.) Pak zde máme podivný objekt – helium ve fullerenové kleci, ale zda HeC60 můžeme pokládat za sloučeninu…
V Nature Chemistry byl nyní publikován článek (autoři: Xiao Dong a kol., když hlavní autor působil na State University of New York a tuto práci provedl na Center for High Pressure Science and Technology Advanced Research v Šanghaji) o sloučenině Na2He, tj. česky asi helid sodný. Při obřím tlaku 113 GPa (atmosferický tlak je cca 100 kPa) tvoří tato sloučenina krystalovou mřížku, kde sodík má kladný náboj a kolem helia jsou lokalizovány „přebytečné“ elektrony. Představit si to jde (ovšem krkolomně), jakoby heliu nad jeho zaplněnou valenční vrstvu začalo budování vrstvy nové, čili by mělo elektronovou struktury beryllia. Ale spíše jde prostě o „elektrid“, kde aniontem jsou samotné elektrony jako v kovových strukturách, tj. elektrony jakoby tečou mezi sodíkovými kationty s neutrálním heliem v mřížce mezi tím. Nicméně i to je zase jen přiblížení: elektrony jsou prý v tomto případě silně lokalizovány, takže látka by měla být z hlediska vodivosti izolant, žádná kovová struktura s elektronovým plynem. Mimochodem samotná mřížka krystalu je krychlová a má připomínat CaF2 (fluorit).
Vědci nejprve existenci sloučeniny Na2He vypočítali pomocí evolučního algoritmu Uspex, poté ji i připravili za extrémních tlaků pomocí diamantové kovadliny. Lze dodat, že stejným způsobem byl nedávno připraven kovový vodík, ovšem přitom řada odborníků studii vzápětí zpochybnila. Není tedy jisté, zda kritiky se nedočká i existence sloučeniny Na2He. Kovadlina měla oba prvky téměř semlít dohromady a jejich elektronové obaly se pak až dodatečně vytvářely znovu.
Z výpočtů Xiao Dong a kol. má také vyplývat existence sloučeniny Na2HeO (zde prostě oxidační číslo helia vychází jako 0), která má být stabilní už při tlaku 15 Gpa. Kdyby se ji podařilo udržet ještě při 3-5 GPa, mohla by se využívat pro ukládání helia.
Další teorie předpokládají, že za obřích tlaků by helium mohlo tvořit jakési sloučeniny i s vodíkem (možná někde uvnitř plynných obrů?) nebo fluorem.
Zdroj: ChemistryWorld.com, Nature a další
