Существуют ли хлориды натрия, кроме NaCl?

Курамшин А.И.
(«ХиЖ», 2016, №4)

Как показывают результаты компьютерных расчетов, при высоких давлениях обычная поваренная соль может измениться так, что при этом будут нарушены прописанные в учебниках базовые принципы («Physical Chemistry. Chemical Physics», 2016, 20, 18, 4, 2840—2849, doi: 10.1039/c5cp06026e).

Продолжая свои исследования, посвященные экзотическому поведению хлорида натрия при экстремально высоком давлении, Габриэль Салех и Артем Оганов из Московского физико-технического института разработали обобщенную модель, которую можно использовать для предсказания свойств и поведения галогенидов щелочных металлов. (О химии высоких давлений и о работах группы Оганова в частности см. «Химию и жизнь», 2011, 10.) Применение методики позволило предсказать существование таких новых фаз хлорида натрия, как Na3Cl, а также хлорид-ионов со степенью окисления -2.


s20160422 chemo2 NaCl.png
Высокое давление вызывает структурные изменения, невозможные в обычных условиях


Как отмечает Салех, химия высоких давлений часто непредсказуема, при экстремально высоких давлениях нарушаются многие традиционные химические правила. Как выяснилось ранее, при экстремальных давлениях в обычной поваренной соли (NaCl), по расчетам, становятся более стабильными структуры NaCl7 и Na3Cl, а значит, возможно, они образуются в этих условиях. Эти выводы нарушают наши представления об обычных стехиометрических соотношениях, в соответствии с которыми существование таких веществ запрещено.

Также с помощью разработанного в группе Оганова компьютерного алгоритма (USPEX) ученые теоретически проанализировали поведение нескольких соединений A3Y (A = Li, Na, K и Y = F, Cl, Br) при давлении вплоть до 350 ГПа.

В этом диапазоне давлений, вполне вероятно, существуют такие соединения, как Na4Cl3 и аналогичные им. Структура некоторых «солей», к примеру K3Cl и K3Br, — не такая, как у аналогичных по составу производных натрия и лития (вероятно, из-за различного электронного строения щелочных металлов). Самый неожиданный результат: возможно, при высоких давлениях хлорид-ион увеличивает координационное число с восьми до десяти. Это удивительное состояние хлорид-иона с формальной степенью окисления -2 объясняют тем, что увеличивается устойчивость упаковки атомов, она даже может компенсировать энергетический проигрыш от приобретения ионом Cl- лишнего электрона.

Одна из наиболее интересных задач будущего — перенести предсказания на другие вещества, которые можно встретить во Вселенной, а также определить правила, определяющие строение и свойства вещества при высоких давлениях. Оганов весьма оптимистично рассуждает о перспективах исследования: по его мнению, нарушать классические правила просто весело.

123

Разные разности

25.09.2022 14:00:00

Как вы думаете, что важнее — есть много фруктов или есть фрукты часто? Казалось бы, какая разница. А между тем разницу обнаружили исследователи из Астонского университета в Бирмингеме.

>>
23.09.2022 14:00:00

В Формуле-1 всегда бытовало твердое убеждение, что здесь работает «правило 80/20»: машина/команда отвечают за 80% успеха в гонке, а мастерство пилота — только за 20%. Но, как выяснили ученые из Университета Летбриджа, эта формула ошибочна.

>>
21.09.2022 16:00:00

Компания Virginia Tech вместе со специалистами из двух университетов США работает над перчатками для подводных манипуляций Octa-glove. Принцип их работы позаимствован у щупалец осьминога.

>>
17.09.2022 16:00:00

Одуванчики продолжают распространяться по миру. И делают это поразительно успешно. Потому что используют надежные и изощренные технологии, созданные природой. Например, семена одуванчиков — одни из лучших летунов.

>>
16.09.2022 18:00:00

Ученые из Университета Райса представили бесконтактную оптическую систему мониторинга деформаций, которая включает в себя тензочувствительную краску и портативное оборудование для считывания информации с нее.

>>