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.

Разные разности

05.02.2019 15:30:00

В числе награжденных оказался и наш постоянный автор Аркадий Курамшин, ставший лауреатом в специальной номинации за «Популяризацию химии»

>>
04.02.2019 14:00:00

...в «Physical Review Letters» готовится к публикации статья о материале, обладающем сверхпроводимостью при температуре, близкой к комнатной...

…президенты академий наук КНР и США заявили о необходимости срочно выработать международное соглашение по генному редактированию клеток зародышевой линии человека...

...результаты добровольной алкоголизации крыс, которые оценивали в различных тестах, говорят о том, что решающий фактор склонности к потреблению этанола — низкая адаптивность...


>>
29.01.2019 16:00:00

Восемь лет назад В.И.Глазко рассказал нашему журналу про гипотезу отбора на дурака. Согласно ей, стресс ведет к тому, что среди эмбрионов выживают менее специализированные формы. В таких условиях резко снижаются качество нового поколения и, если речь идет о человеке, его умственные способности. Похоже, что исследователи из Лейденского и Лундского университетов нашли механизм такого отбора.

>>
23.01.2019 10:00:00

Горлица — дикий голубь, довольно близкий родственник обитающих в городах голубей. Считается, что охота и исчезновение сорняков на полях Европы ведут к уменьшению численности этих птиц, и она попала в список уязвимых видов. Есть и еще одна причина: вытеснение кольчатой горлицей.

>>
09.01.2019 10:00:00

…на Марс совершила посадку первая геофизическая обсерватория InSight, представители NASA заявляют, что работы будут протекать по плану...

…человек может наследовать митохондрии не только от матери, но также от отца, и это бывает причиной патологий...

…возраст образцов наскальной живописи на острове Борнео — не менее 40 тыс. лет; на сегодня это самые древние изображения...


>>