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JACS:科学家令氙气和水发生化学反应

作者:国家级期刊
出处:www.lunrr.com
时间:2020-03-30
作者:任肖鹏资料来源:科学网发布时间:2008年

JACS:科学家让氙与水反应

了解更多氙活性对地球科学有重要影响

照片解释:科学家认识到氙与水分子的化学反应。

(照片来源:pslawinski)

氙因两件事而闻名。它是唯一以字母X开头的化学元素,也是惰性气体家族的一员。此外,为什么大气中氙的含量远低于理论值仍然是一个重要的地质之谜。

几十年来,化学家和物理学家一直试图降低氙的“高贵性”,迫使它与普通物质和元素结合。自从尼尔巴特利特在1962年获得第一种氙化合物六氟丙酸氙以来,科学家们总共生产了大约80种含氙物质。最近,这一领域的研究方向是将氙原子插入水分子,这有助于揭开氙从大气中消失的奥秘。

在最近发表于《美国化学会志》的一项研究中,列昂尼德赫里亚切夫和他在芬兰赫尔辛基大学的同事获得了一种新的氙化合物HXeOXeH,其中两个氙原子与一个氧原子结合。Khriachtchev说,这是已知最小的含有两个氙原子的中性分子。

1999年,化学家们命令水和固体氙在紫外光下发生反应,在水分子中插入一个氙原子,产生高度可移动的基团分子HXeO。在新的研究中,Khriachtchev等人使用了以前的技术,将氙原子插入乙炔中形成Hxeceh。结果表明,HXeO分子可以与另一个氙原子和氢反应生成Hxeceh。

Khriachtchev认为发现HXeO基团能够继续与稀有气体原子反应是非常重要的。他还惊讶地发现,新的HXeOXeH分子非常稳定它不会分解,直到温度超过70K。保持不稳定分子不超低温的另一种方法是给它们加压。研究人员表示,如果HXeOXeH能够在这种条件下存在,就有可能解释“氙消失”的问题。Khriachtchev说,人们不知道氙在地球上的位置。一种解释是氙以矿物的形式集中在地壳中。然而,赫里亚切夫强调,“我并不是说氙必须与水结合,但这是极不可能的,应该加以研究。”

2005年,爱丁堡大学的Chrystèle Sanloup等人发表了一篇关于《科学》的论文,称在高温高压下压缩应时和氙会导致一些硅原子和氙原子交换位置,从而形成含氙矿物。然而,桑露普没有发现氙能与水反应。她说,“这个新发现真的很棒。”因为氙同位素经常被用来追踪地球的形成过程,所以更多地了解氙的活动对地球科学有着重要的影响。

Khriachtchev有一个更进一步的想法。他试图用氧氙作为聚合物的基本单位。虽然到目前为止氦和氖还没有与任何元素形成化学键,只有氙是能与水反应的稀有气体,但克里亚奇切夫不会停止探索。他说,“我们想用氦和氖来制造分子,但我们还不知道如何做到。不幸的是,即使理论家也不能帮助我们。”(科学网任肖鹏/编者)

(《美国化学会志》 (JACS),130 (19),6114C6118,2008,Leonid Khriachtchev,R. Benny Gerber)

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