science >> Wetenschap >  >> Chemie

Wetenschappers ontdekken aanpak om inerte gassen te activeren

Krediet:CC0 Publiek Domein

Inerte gassen zoals argon vormen doorgaans geen chemische bindingen, behalve onder extreme omstandigheden, zoals de ijzige kou van de ruimte. Zoals gedeeld in de Proceedings van de National Academy of Sciences, een internationaal team van wetenschappers heeft een baanbrekende benadering ontwikkeld voor het ontwerpen en genereren van gasvormige ionen die zelfs argon binden bij kamertemperatuur. Deze verrassende innovatie creëert kansen om inerte verbindingen en elementen te activeren en op nieuwe manieren te gebruiken.

Wetenschappers vertrouwden in het verleden op positief geladen ionen toen ze probeerden argon te binden. Ze beschouwden deze ionen als "elektrofielen" vanwege een affiniteit voor het delen van elektronen. De nieuwe aanpak introduceert een schijnbaar contra-intuïtief idee. Speciale negatief geladen ionen kunnen fungeren als superelektrofielen. Deze unieke manier van kijken naar binding opent de deur naar fundamenteel nieuwe mogelijkheden.

Wetenschappers van de Duitse universiteit van Leipzig, Universiteit van Wuppertal, en de Universiteit van Bremen samen met collega's van de Universiteit van de Vrijstaat in Zuid-Afrika, Universiteit van Washington, Purdue universiteit, Pacific Northwest Nationaal Laboratorium, en EMSL, het Environmental Molecular Sciences Laboratory, een raadselachtige vraag te beantwoorden. Onder welke goed gedefinieerde omstandigheden zouden negatief geladen ionen reactief genoeg kunnen worden gemaakt om te binden met argon? Ze theoretiseerden dat een steiger van negatief geladen atomen rond een sterk positief geladen centrum uitzonderlijk reactief zou kunnen zijn en andere bindingseigenschappen zou kunnen vertonen dan een zeer reactief positief geladen ion alleen. Om het concept te valideren, ze synthetiseerden het meest stabiele dubbel negatief geladen molecuul dat ooit is onderzocht. Verfijning ervan bewees verder dat een negatief geladen fragment ervan spontaan kon binden met argon bij kamertemperatuur. Met behulp van EMSL's foto-elektronspectroscopie-apparatuur voor lage temperaturen in combinatie met computerstudies op hoog niveau, ze karakteriseerden dit molecuul als zeer reactief en structureel stabiel. Het werk zou kunnen leiden tot activering van andere inerte verbindingen en elementen.