Государственный фонд фондов
Институт развития Российской Федерации

Media Review

Ученые выяснили причину стабильности уникальных химических соединений

11.02.2016
Источник: РИА Новости

Причину стабильности различных химических соединений, устойчивых при экстремальных давлениях, но распадающихся в обычных условиях, выяснили ученые из МФТИ, опубликовав статью в журнале Physical Chemistry Chemical Physics. Понимание того, как эти соединения становятся стабильными при высоких давлениях является задачей первостепенной важности для планетологии, междисциплинарной науки об устройстве планет, отмечает пресс-служба МФТИ.

Габриеле Салех, научный сотрудник МФТИ, и Артем Оганов, заведующий лабораторией компьютерного дизайна материалов в МФТИ и профессор Сколтеха, построили простую модель и сформулировали основные принципы стабильности таких веществ, дополнительно обновив фазовую диаграмму соединений Na и Cl с помощью добавления нового соединение Na4Cl3 и двух новых структурыё Na3Cl. Исследования проводились с помощью алгоритма USPEX в сочетании с квантово-механическими расчетами.

«В этой работе мы показали, как можно рационализировать стабильность при высоких давлениях предсказанных ранее структур», — приводит пресс-служба МФТИ слова авторов статьи.

Ранее Оганов с коллегами экспериментально обнаружили несколько соединений — Na3Cl, NaCl3, NaCl7 и даже Na3Cl2, устойчивых только при экстремальных давлениях (около 200 тысяч атмосфер) и распадающихся в обычных условиях.

Принцип, объясняющий необычное соотношение атомов Na и Сl в уникальных соединениях, состоит в том, что количество взаимодействий между атомами Na и Cl увеличиваются, в то время как координационные взаимодействия между атомами натрия разрушаются.

Эти координационные взаимодействия (взаимодействия соседних атомов кристалле ответственны за структуру и свойства кристалла (вспомним углерод и графит).

При формировании таких стабильных соединений, новые взаимодействия Na-Cl формируются за счёт ослабления металлических связей между атомами натрия. Такая конкуренция между двумя типами связей, на которую влияет давление, и определяет особенности структуры новых соединений.

Расчёты Оганова и Салеха показали, что помимо обнаруженных в 2013 году соединений стабильно еще Na4Cl3, а Na3Cl имеет еще две новые структуры.


Место проведения: