18.10.2016

Высокое давление заставило ксенон соединиться с азотом

Группа ученых из Центра исследований и технологий высоких давлений в Шанхае и Эдинбургского университета под руководством Росса Хоуи (Ross T. Howie) смогла заставить инертный газ ксенон образовать соединение с азотом.

Ранее химикам удавалось получить преимущественно соединения ксенона с более сильными окислителями – фтором или кислородом. Для получения новых соединений потребовалось давление около 50 тысяч атмосфер. В этих условиях молекулы ксенона и азота образовали соединение с формулой Xe(N₂)₂.

Атомы двух газов в нем были связаны ван-дер-ваальсовыми силами. Это весьма слабый вид межмолекулярного взаимодействия, вызываемый электрическим притяжением. Хотя молекулы ксенона и азота электрически нейтральны и неполярны (не состоят из отрицательно и положительного заряженных ионов), в них из-за колебаний электронной плотности могут возникать частичные заряды, которые в свою очередь будут порождать такие же заряды в соседних молекулах. Молекулы будут временно превращаться в диполи, то есть у каждой из них появится положительный и отрицательный полюса, и между ними возникнут силы притяжения или отталкивания. Связь между молекулами, возникающая благодаря ван-дер-ваальсовым силам, очень слабая и быстро убывает с увеличением расстояния. Если энергия разрыва ковалентной связи обычно измеряется сотнями килоджоулей на моль, а у водородной связи составляет до 40 кДж / моль, то для молекул, связанных ван-дер-ваальсовыми силами, она равна всего 10 – 20 кДж/моль.

Существование ван-дер-ваальсовых взаимодействий между молекулами ксенона и азота в эксперименте и соотношение их в новом соединении были установлены благодаря изменению в рассеянии рентгеновских лучей. Об итогах эксперимента рассказывает статья в журнале Scientific Reports.

Источники:

1. polit.ru