Cu un strop de sare de masă, oamenii de știință au creat compuși exotici care încalcă regulile de bază ale legăturilor chimice și ale materiei din univers, raportează cercetătorii în 20 decembrie. Ştiinţă.
Echipa a reușit chimia picantă prin stoarcerea boabelor de clorură de sodiu între două diamante în timp ce prăji sarea cu un laser.
Condițiile de temperatură ridicată și presiune înaltă le imită pe cele din interiorul stelelor și planetelor, spune chimistul Artem Oganov de la Universitatea Stony Brook. Descoperirea echipei sale că aceste condiții creează substanțe chimice neașteptate sugerează că structurile chimice extraterestre alcătuiesc o mare parte din materia sistemului solar.
Titluri Știri științifice, în căsuța dvs. de e-mail
Titluri și rezumate ale celor mai recente articole Știri științifice, livrate în căsuța dvs. de e-mail în fiecare joi.
multumim pentru inregistrare!
A apărut o problemă la înregistrarea dvs.
„Acesta este un nou capitol de chimie”, spune Oganov. Înseamnă că regulile din manualele de chimie au o aplicabilitate mult mai limitată decât se credea anterior, spune el.
Oamenii de știință au prezis că condițiile extreme ar putea schimba modul în care atomii interacționează și se leagă. De exemplu, chimiștii se așteptau că presiunea ridicată ar putea transforma legăturile ionice, cum ar fi cele din sare, în care un atom donează un electron altui atom, în legături metalice, în care electronii călătoresc mai liber între atomi.
Dar Oganov și colegii săi au mers dincolo de legăturile neconvenționale pentru a descoperi compuși complet noi, spune fizicianul Jordi Ibáñez Insa de la Institutul de Științe ale Pământului Jaume Almera din Barcelona. Aceasta este prima dovadă experimentală a compușilor exotici care de obicei nu se găsesc pe Pământ, spune Insa.
Abonați-vă la Știri științifice
Primiți jurnalism științific excelent, de la cea mai de încredere sursă, livrat la ușa dumneavoastră.
La suprafața Pământului, atomii de sodiu și clor se leagă în mod normal doar într-un raport de 1 la 1 pentru a face NaCl, care are o structură internă cu atomi aranjați în cuburi ordonate. Dar în experimentele fierbinți, sub presiune, Oganov și colegii săi au descoperit că sodiul și clorul s-ar putea lega, de asemenea, în rapoarte noi, cum ar fi 1-la-3, 3-la-2 și 1-la-7.
Folosind măsurători de difracție de raze X, cercetătorii au descoperit că condițiile extreme au modificat modul în care atomii s-au legat, permițându-le să se apropie unul de altul. Procedând astfel, compușii încalcă așa-numita regulă octetului, care afirmă că atomii din primele rânduri ale tabelului periodic tind să formeze legături care completează un set de opt electroni la marginea norului lor de electroni. În noii compuși, atomii de sodiu și clor nu au avut întotdeauna opt electroni care se rotesc pe orbitele lor exterioare.
Noii compuși de sodiu și clor au format, de asemenea, structuri interne dreptunghiulare și asemănătoare pietre prețioase care aveau proprietăți diferite. De exemplu, compusul NaCl3 probabil conduce electricitatea, prezic autorii pe baza simulărilor pe computer.
La nivel practic, studiul demonstrează modul în care oamenii de știință ar putea recrea condiții extreme pentru a construi materiale noi și utile care încalcă înțelepciunea convențională, spune cercetătorul Yanming Ma de la Universitatea Jilin din Changchun, China.
Eugene Gregoryanz de la Universitatea din Edinburgh este de acord. Dar până acum, notează el, compușii nou creați nu supraviețuiesc atunci când sunt readuși la condiții de presiune scăzută și temperatură scăzută. „Descoperirea uluitoare”, spune el, ar aduce compușii exotici înapoi la condițiile ambientale. Cu alte cuvinte, dacă chimiștii ar face sare metalică de masă.
Nota editorului: această poveste a fost actualizată la 20 decembrie 2013, pentru a clarifica descrierea legăturilor ionice.