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台风
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[地球纵横]【已证实】科学家发现氦钠化合物

楼主#
更多 发布于:2017-02-10 19:33
长期以来,人们一直认为惰性气体:氦、氖、氩、氪、氙和氡—是周期表上最不活泼的化学元素。尤其是氦,它的外层电子已满,理论上不能再与其他原子相互作用以形成稳定的化合物。因此,尽管其他惰性气体如氙,氪和氡已经在超高压条件下成功反应并形成新化合物,但是迄今为止,氦仍然没有屈服。
尽管理论上不可能,一个国际科学家团队最近却成功“制造”了一个稳定的氦钠化合物。

Na2He
发现氦化物
犹他州州立大学的科研团队使用“晶体结构预测”计算机模型,以此观察氦在极端压力下如何反应。他们将氦和钠暴露于比地球大气压高110万倍的压力条件下,新的化合物Na2He诞生了!
这种新化合物的生成,不仅打破了氦的惰性形象,就连原子间的键合方式也与传统化学键不同:由钠原子和氦原子交替形成的立方晶系结构中,两种原子之间并不是通过化学键结合在一起。
研究员Alex Boldyrev称:“当我们对这些结构进行化学键分析时,发现每个“空”立方体实际上包含一个八中心两电子键...这种键正是这个迷人化合物能稳定存在的原因。”氦的存在使钠原子之间的相互作用发生了巨大改变,一旦除去,则整个结构变得不稳定。
来自犹他州州立大学的Ivan Popov在接受媒体采访时说:“当施加高压时,化学会发生变化,这可以在地球内部或土星等其他行星上实现。但这一次绝对是改变教科书的创举。”
Boldyrev告诉记者:“像在地球核心,或地球的大行星邻居们上面那样,所存在的极高压力,能完全改变氦的化学性质。”他们的研究验证了这个理论。
在以前的诸多尝试中,将氦与其他元素进行配合,结果总是极其短暂的。氦的封闭壳层构型使其难以与其他原子形成化学键(即使不是完全不可能)。但这仅限于假设反应条件与地球表面相同或相似的情况。在外太空,由于环境的变化,氦的反应能力可能大有不同。
面临挑战
因挑战了现代化学长期已久的假设,专家们很快注意到,这项研究还未能得到****实验的相同或相似结果的支持或重复验证。
这意味着,在人们完全理解和证实这个团队的重大突破前,必须进行更多的研究。
研究意义
这个惊奇的发现本身在地球上可能没有用武之处。本来嘛,研究成果是在对科学规则的改变和非常极端的条件下产生的,在我们所生存的星球上几乎找不到这样的环境。
但此类反应可在模拟外太空的高压环境中进行,所以本研究可以帮助我们了解发生在地球以外的化学反应会有何不同。例如,像木星和土星这种富含氦的气态巨行星的中心,就有类似于在这个实验中创建的环境,这就为人类洞察化学过程如何在其他行星上进行提供了机会。
本研究也对我们该如何理解化学提出了很多问题。我们对化学反应的判别基准源于我们对已知世界的了解。随着长时间空间旅行即将成为可能,我们所知道的化学,也许还只是冰山一角。
[a13916629192于2017-02-10 19:50编辑了帖子]
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大风泱泱,大潮滂滂,天地无极,阴阳相依。
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1楼#
发布于:2017-02-10 19:50
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091110
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发布于:2017-02-10 23:01
相当有意思的杰作,110GPA压力下暴力出奇迹......另外南开大学的某课题组也参与了这份工作...
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