ヘリド二ナトリウム
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| 識別子 | |
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3Dモデル（JSmol） | |
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| プロパティ | |
| ナ2ヘ | |
| モル質量 | 49.982 141 グラムモル−1 |
| 構造[ 1 ] | |
| 蛍石、cF12 | |
| Fm 3 m、#225 | |
ア = 300 ギガパスカル (3,000,000 bar) で3.95 Å | |
| 関連化合物 | |
その他の陽イオン | リチウムヘリド |
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）における材料のものです。 | |
二ナトリウムヘリド[ 2 ]（Na2He ）は、ヘリウムとナトリウムの化合物で、113ギガパスカル（1,130,000バール）を超える高圧下でも安定である。USPEX結晶構造予測アルゴリズムを用いて初めて予測[ 3 ]され、その後2016年に合成された[ 4 ]。
合成
Na2Heは160ギガパスカル（1,600,000バール）以上で熱力学的に安定し、100ギガパスカル（1,000,000バール）以上で力学的に安定すると予測された。これは、より高い圧力で生成し、その後減圧して100GPaでは安定しますが、それ以下では分解します。他の元素とヘリウムの二元化合物と比較すると、この組み合わせの中で最も低い圧力で安定すると予測されました。これはまた、例えばヘリウムとカリウムの化合物では、テラパスカルオーダーのはるかに高い圧力が必要になると予測されることを意味します。
この物質は、ダイヤモンドアンビルセルに1,600バール（160 MPa）のヘリウムとともにナトリウムの小さな板を入れ、130ギガパスカル（1,300,000バール）まで圧縮し、レーザーで1,500 K（1,230 °C; 2,240 °F）まで加熱することによって合成されました。 [ 4 ]二ナトリウムヘリドは絶縁体で透明であると予測されています。[ 4 ] 200ギガパスカル（2,000,000バール）では、ナトリウム原子のバダー電荷は+0.599、ヘリウムの電荷は-0.174、2つの電子スポットはそれぞれ-0.511近くになります。[ 4 ]この相は二ナトリウムヘリウムエレクトライドと呼ばれることがあります。二ナトリウムヘリドは、1500 Kはナトリウムの融点よりもはるかに高い。減圧すると、130ギガパスカル（1,300,000 bar）までその形状を維持できる。[ 4 ]圧力が上昇すると、ナトリウムは正電荷を帯び、ヘリウムは負電荷を失い、自由電子密度が増加すると予測される。エネルギーは、ヘリウム原子の相対的な収縮と電子のための空間によって補償される。[ 1 ]
構造
二ナトリウムヘリドは立方晶系の結晶構造を持ち、蛍石に似ている。300ギガパスカル（3,000,000バール）では、結晶の単位胞の端のa = 3.95 Åとなる。各単位胞には、立方体の面と角の中心に4つのヘリウム原子、中心と各角の中間の座標に8つのナトリウム原子が含まれる。電子対（2e -）は単位胞の各辺と中心に位置する。[注 1 ]各電子対はスピン対を形成している。これらの孤立した電子の存在により、これは電子化物となる。ヘリウム原子はいかなる結合にも関与しないが、電子対は8中心2電子結合とみなすことができる。[ 4 ]
脚注
- ^各面は 2 つのセルで共有され、各エッジは 4 つのセルで共有され、各コーナーは 8 つのセルで共有されます。
参考文献
- ^ a b Wang, Hui-Tian; Boldyrev, Alexander I.; Popov, Ivan A.; Konôpková, Zuzana; Prakapenka, Vitali B.; Zhou, Xiang-Feng; Dronskowski, Richard; Deringer, Volker L.; Gatti, Carlo; Zhu, Qiang; Qian, Guang-Rui; Saleh, Gabriele; Lobanov, Sergey; Stavrou, Elissaios; Goncharov, Alexander F.; Oganov, Artem R.; Dong, Xiao (2017年5月). 「高圧下におけるヘリウムとナトリウムの安定化合物 – 補足情報表5」. Nature Chemistry . 9 (5): 440– 445. arXiv : 1309.3827 . Bibcode : 2017NatCh...9..440D . doi : 10.1038/nchem.2716 . PMID 28430195 . S2CID 20459726 .
- ^ 「圧力下では、ヘリウムは傍観者ではなくなる」 insidescience.org 2018年3月28日閲覧。 2020年11月14日。
その後、2017年に研究者たちは、巨大ガス惑星内で見られるような高圧下で、ヘリウムとナトリウムから安定した化合物「二ナトリウムヘリド」を合成しました。この化合物は、実験室だけでなく自然界にも存在する可能性があることを示唆しています。
- ^ Saleh, Gabriele; Dong, Xiao; Oganov, Artem; Gatti, Carlo; Qian, Guang-rui; Zhu, Qiang; Zhou, Xiang-Feng; Wang, Hiu-tian (2014年8月5日). 「高圧下におけるヘリウムとナトリウムの安定な化合物」. Acta Crystallographica Section A . 70 (a1): C617. arXiv : 1309.3827 . doi : 10.1107/S2053273314093826 .
- ^ a b c d e fドン、シャオ;オガノフ、アルテム R.ゴンチャロフ、アレクサンダー F.スタヴロウ、エリサイオス。ロバノフ、セルゲイ。サレハ、ガブリエレ。銭、広瑞。朱、強。ガッティ、カルロ。デリンジャー、フォルカー L.リチャード・ドロンスコフスキー。周香峰。プラカペンカ、ヴィタリ B.。コノプコヴァ、ズザナ。ポポフ、イワン A.ボルディレフ、アレクサンダー I.王恵天（2017 年 2 月 6 日） 「高圧で安定したヘリウムとナトリウムの化合物」。自然化学。9 (5 ) : 440–445.arXiv : 1309.3827 。Bibcode : 2017NatCh...9..440D。doi : 10.1038/nchem.2716 . PMID 28430195 . S2CID 20459726 .
