Heliuro de disodio

El heliuro de disodio o heliuro disódico (Na₂He) és un compost d'heli i sodi que és estable a altes pressions, generalment superiors a 113 gigapascales (GPa) (1130000 bar). El compost havia segut predit, prèviament, utilisant el còdic USPEX ( sigles corresponents a Universal Structure Predictor: Evolutionary Xtallography), sent, finalment sintetisat en 2016.

Síntesis

D'acort en les prediccions, el Na₂He deuria ser termodinàmicament estable a 160 GPa, i dinàmicament estable a més de 100 GPa. Açò implica que podria ser generat a les pressions més altes i després descomprimirlo fins a 100 GPa, tenint en conte que a pressions inferiors ocorreria la seua descomposició. Comparat en uns atres composts binaris d'atres elements i heli, esta predicció implica que seria estable a la pressió més baixa de qualsevol combinació d'este tipo, de modo que, per eixemple, un compost d'heli i potassi (K₂He) requerirà per a la seua preparació de pressions molt més altes, de l'orde dels terapascals (TPa). .

El material es va sintetisar colocant fines làmines de sodi en una cela d'enclusa de diamant junt en He a 1600 bar per a, posteriorment, ser tot això comprimit a 130 GPa i calfat a 1500 K en un làser.La predicció establix que el Na₂He deu ser aïllant i transparent. A 200 GPa, els àtoms de sodi tenen una carrega de Bader de +0.60, la càrrega d'heli és de -0.15, i els punts de dos electrons estan cada u prop de -0,511. El heliuro de disodio es fon a una temperatura alta, propenca als 1500 K, molt major que el punt de fusió del sodi. Quan es descomprime, pot mantindre la seua forma i característiques fins a aplegar als 113 GPa. A mida que aumenta la pressió, les prediccions són que el sodi guanyarà més càrrega positiva, l'heli perdrà càrrega negativa i aumentarà la densitat d'electrons lliures. L'energia es compensa en la contracció relativa dels àtoms d'heli i l'espai per als electrons.

Estructura cristalina

El Na₂He té una estructura cristalina cúbica, que s'assembla a la fluorita (estructura de fluorita); és dir, en empaquetamiento cúbic compacte en el que l'He ocupa els vèrtiços i centre de les cares d'una gaveta i el ion sodi, els buits intersticiales. A 300 GPa, la vora d'una cela unitària del cristal té a = 3.95 Å (ängströms). Cada cela unitària conté quatre àtoms d'heli en el centre de les cares i cantons de la gaveta i huit àtoms de sodi a coordenades d'una quarta part de cada cara. Els parells d'electrons (2i⁻) s'ubiquen en cada vora i en el centre de la cela unitat. Cada parell d'electrons està emparellat per rotació. La presència d'estos electrons aïllats ho convertix realment en un electruro. Els àtoms d'heli no participen en els enllaços. No obstant, els parells d'electrons es poden considerar com un enllaç de dos electrons de huit centres.