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

05.08.2019 10:00:00

...как следует из данных, полученных межпланетным аппаратом «Кассини», кольца Сатурна намного моложе самой планеты...

…опубликованы результаты второго этапа проекта «Микробиом человека»...

...ферменты бактерий, обитающих в человеческом кишечнике, могут превратить эритроциты групп крови А в эритроциты «универсальной» крови группы 0...

>>
30.07.2019 17:30:00

Климатологи из Саскачеванского университета проанализировали данные о почти девяти тысячах дождей, собранные с 1964 по 2013 год. Вывод оказался таким: чем сильнее развивается глобальное потепление, тем чаще случаются именно катастрофические ливни.

>>
24.07.2019 15:30:00

Масштаб голодания в североамериканских учебных заведениях оценила аспирантка Флоридского университета Асиль Эль-Зайн. Проведенный ею опрос показал, что 19% студентов недоедает, а каждый четвертый постоянно с ужасом думает, где взять деньги на завтрашнюю еду.

>>
08.07.2019 16:00:00

...необходимы новые оценки значимости научных журналов, более широкие и прозрачные, чем импакт-фактор...

...деградацию полиэтиленового и полистиролового мусора в море ускоряет специализированное сообщество бактерий...

...смертность африканских слонов от браконьерства снизилась с 10% в 2011 году до менее 4% в 2017-м, вероятно, из-за запрета на торговлю слоновой костью в Китае...

>>
28.06.2019 14:00:00

Доктор Аниш Бхува из Лондонского университетского колледжа решила проследить за изменениями системы кровоснабжения у тех, кто впервые решил пробежать лондонский марафон.

>>