Heluro de disodio

Heluro de disodio

Identificadores
Modelo 3D ( JSmol )	Imagen interactiva
InChI InChI = 1S / He.2Na Clave: JTZHEFJRNNBIOK-UHFFFAOYSA-N
Sonrisas [Na]. [Na]. [Él]
Propiedades
Fórmula química	Él Na 2
Masa molar	49,982 141  g · mol −1
Compuestos relacionados
Otros cationes	LiHe
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
Referencias de Infobox

Compuesto químico

El heluro de disodio ^[1] (Na ₂ He) es un compuesto de helio y sodio que es estable a altas presiones por encima de 113 gigapascales (1,130,000 bar). Primero se predijo ^[2] utilizando el algoritmo de predicción de la estructura cristalina de USPEX y luego se sintetizó en 2016. ^[3]

Síntesis

Se predijo que Na ₂ He sería termodinámicamente estable por encima de 160 GPa y dinámicamente estable por encima de 100 GPa. Esto significa que debería ser posible formar a la presión más alta y luego descomprimir a 100 GPa, pero por debajo de eso se descompondría. En comparación con otros compuestos binarios de otros elementos y helio, se predijo que sería estable a la presión más baja de cualquier combinación de este tipo. Esto también significa, por ejemplo, que se prevé que un compuesto de helio-potasio requiera presiones mucho más altas del orden de los terapascales.

El material se sintetizó colocando pequeñas placas de sodio en una celda de yunque de diamante junto con helio a 1600 bar y luego comprimiendo a 130 GPa y calentando a 1500 K con un láser. ^[3] Se prevé que el heluro de disodio sea un aislante y transparente. ^[3] A 200 GPa, los átomos de sodio tienen una carga de Bader de +0,599, la carga de helio es −0,174 y los puntos de dos electrones están cada uno cerca de −0,511. ^[3] Entonces esta fase podría llamarse electruro de helio disódico. El heluro de disodio se derrite a una temperatura alta cercana a los 1500 K, mucho más alta que el punto de fusión del sodio. Cuando se descomprime, puede mantener su forma tan baja como 113 GPa. ^[3]A medida que aumenta la presión, se predice que el sodio ganará más carga positiva, el helio perderá carga negativa y la densidad de electrones libres aumentará. La energía se compensa con la contracción relativa de los átomos de helio y el espacio para los electrones. ^[4]

Estructura

El heluro de disodio tiene una estructura cristalina cúbica , parecida a la de la fluorita . A 300 GPa, el borde de una celda unitaria del cristal tiene a = 3.95 Å . Cada celda unitaria contiene cuatro átomos de helio en el centro de las caras y esquinas del cubo, y ocho átomos de sodio en las coordenadas a medio camino entre el centro y cada esquina. Los electrones dobles (2e ^- ) se colocan en cada borde y en el centro de la celda unitaria. ^{[nota 1]} Cada par de electrones tiene pares de espines . La presencia de estos electrones aislados hace que este sea un electruro.. Los átomos de helio no participan en ningún enlace; sin embargo, los pares de electrones se pueden considerar como un enlace de dos electrones de ocho centros .

Notas al pie

1. Cada cara es compartida por dos celdas, cada borde es compartido por cuatro celdas y cada esquina es compartida por ocho celdas.

Referencias

1. "Bajo presión, el helio deja de ser un espectador" . insidescience.org . 2018-03-28 . Consultado el 14 de noviembre de 2020 . Luego, en 2017, los investigadores sintetizaron un compuesto estable a partir de helio y sodio conocido como heluro de disodio bajo los tipos de altas presiones que se observan dentro de los gigantes gaseosos, lo que sugiere que este compuesto podría encontrarse en la naturaleza y no solo en los laboratorios.
2. Saleh, Gabriele; Dong, Xiao; Oganov, Artem; Gatti, Carlo; Qian, Guang-rui; Zhu, Qiang; Zhou, Xiang-Feng; Wang, Hiu-tian (5 de agosto de 2014). "Compuesto estable de helio y sodio a alta presión". Acta Crystallographica Sección A . 70 (a1): C617. arXiv : 1309.3827 . doi : 10.1107 / S2053273314093826 .
3. Dong, Xiao; Oganov, Artem R .; Goncharov, Alexander F .; Stavrou, Elissaios; Lobanov, Sergey; Saleh, Gabriele; Qian, Guang-Rui; Zhu, Qiang; Gatti, Carlo; Deringer, Volker L .; Dronskowski, Richard; Zhou, Xiang-Feng; Prakapenka, Vitali B .; Konôpková, Zuzana; Popov, Ivan A .; Boldyrev, Alejandro I .; Wang, Hui-Tian (6 de febrero de 2017). "Un compuesto estable de helio y sodio a alta presión". Química de la naturaleza . 9 (5): 440–445. arXiv : 1309.3827 . Código Bibliográfico : 2017NatCh ... 9..440D . doi : 10.1038 / nchem.2716 . PMID 28430195 . 
4. Wang, Hui-Tian; Boldyrev, Alejandro 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 (mayo de 2017). "Un compuesto estable de helio y sodio a alta presión - Tabla de información complementaria 5" (PDF) . Química de la naturaleza . 9 (5): 440–445. arXiv : 1309.3827 . Código Bibliográfico : 2017NatCh ... 9..440D . doi : 10.1038 / nchem.2716 . ISSN 1755-4349 .  PMID  28430195 .