Language
Country/Area
No result found
Соединения гелия, скрытые во Вселенной: как ученым удается преодолеть традиционные идеи?
Гелий, самый маленький и легкий благородный газ, долгое время считался почти не участвующим в химических реакциях. Его первая энергия ионизации (24,57 эВ) является самой высокой среди всех элементов, а его полная электронная оболочка с трудом поглощает дополнительные электроны и не образует ковалентных соединений. Несмотря на это, недавние исследования научного сообщества бросили вызов этому общепринятому мнению, исследуя потенциальные соединения гелия в экстремальных условиях. Эти новые открытия не только расширяют наше понимание гелия, но и позволяют нам переосмыслить границы химического связывания.
Гелий имеет почти нулевое сродство к электрону, что заставило людей поверить, что гелий не образует соединений. Однако при чрезвычайно высоком давлении и низких температурах гелий может соединяться с другими элементами, образуя стабильные соединения.
Свойства гелия позволяют ему образовывать твердую фазу с уникальной структурой во Вселенной. Например, гелий может соединяться с натрием (Na) при давлениях до 113 ГПа с образованием динатриевого соединения гелия (Na2He). Предполагается, что это соединение будет термодинамически стабильным при давлении 160 ГПа, а его кубическая кристаллическая структура аналогична плавиковому шпату, что показывает, что поведение гелия в экстремальных условиях нельзя игнорировать.
Интерес ученых к соединениям гелия обусловлен не только чудом их образования, но и возможным существованием этих соединений внутри планет и в более экстремальных космических средах.
Помимо связывания с натрием, ученые впервые наблюдали вхождение гелия в структуру силиката в 2007 году. При повышении давления гелий может внедряться в минеральный гелиоплавленный полимер (меланофлогит), существенно повышая его устойчивость к деформации. Для этого конкретного гелий-силикатного соединения наличие гелия имеет решающее значение, поскольку он защищает силикат от набухания и сжатия под высоким давлением.
Реакционная способность гелия также была подтверждена при определенных обстоятельствах. Например, гелий может образовывать молекулярные соединения с другими небольшими молекулами, такими как азот (N2). Эти реакции протекают в экстремальных условиях. Удивительно, но такие химические реакции не могут протекать в обычных условиях.
Когда давление повышается до определенного уровня, гелий может эффективно соединяться с другими элементами, что бросает вызов нашему базовому пониманию благородных газов и их свойств.
Новые исследования гелия, такие как образование сэндвич-соединений гелия, показывают, как гелий может проникать в такие соединения, как фуллерен, благодаря своей уникальной структуре. Фактически ученые подтвердили, что гелий может существовать в структуре C60 и C70 и обладает хорошей диффузионной способностью, что позволяет гелию в среде высокого давления вызывать структурные превращения при формировании твердого состояния.
Что поразительно, так это возможность того, что гелий может появляться в сочетании с другими веществами в некоторых крайних небесных телах, что, несомненно, дает нам более глубокое понимание и понимание химических реакций Вселенной. Понимание того, как такие соединения влияют на нас, представляет не только академический интерес, но также может иметь значение для будущих миссий к межзвездным путешествиям или другим планетам.
Хотя гелий обладает чрезвычайно низкой реакционной способностью по отношению к большинству химических элементов, он может образовывать в средах высокого давления уникальные соединения, которые раньше было невозможно себе представить.
Дальнейшее обсуждение, образование примесей гелия и их комбинаций не только охватывает область применения всех благородных газов в теории, но и приводит к образованию множества новых газов или твердых тел, таких как гелий-азот (N2) и гелий-вода (H2O). Гибридные материалы и их потенциал появления в средах с высоким давлением и низкой температурой увеличили наш интерес к этим материалам.
Научные исследования никогда не прекращаются. С развитием технологий и обновлением новых инструментов углубленные исследования соединений гелия позволяют нам изучить их потенциальное применение и окружающую среду. Как эти соединения гелия могут помочь в будущих исследованиях Вселенной? принесет ли это новые перспективы и открытия?
