«Отрицательные» кластеры атомов водорода впервые получили в лаборатории

«Отрицательные» кластеры атомов водорода впервые получили в лаборатории

Физики из университета Иннсбрука (Австрия), Свободного университета Берлина и Университета Лейчестера впервые получили отрицательно заряженные кластеры из большого количества атомов водорода. Некоторые теоретики предсказывают, что такие кластеры могут существовать в межзвездном пространстве. Наиболее устойчивыми оказались кластеры правильных геометрических форм — например, икосаэдрические. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters, кратко о нем сообщает Physics.

В обычном состоянии водород представляет собой двухатомный газ: его молекулы состоят ровно из двух атомов водорода, соединенных между собой химической связью. В некоторых условиях — пониженной температуры или очень разреженных сред — эти молекулы могут объединяться в более сложные ассоциаты, состоящие из гораздо большего количества атомов. Их устойчивость (а значит и время жизни) гораздо меньше, чем у обычной молекулы водорода. Тем не менее, встретить такие кластеры в естественных средах возможно.

К примеру, в конце XX века, в атмосфере Юпитера и некоторых облаках межзвездного газа были обнаружены следы положительно заряженных ионов триводорода (H3+). Более сложные положительно заряженные кластеры хорошо известны и наблюдались в лабораторных условиях — они содержали свыше ста атомов водорода. Кроме того, известны и гетероатомные кластеры, в которых тяжелый ион окружен молекулами водорода. Вместе с тем, список отрицательно заряженных кластеров водорода ограничен частицей H3- и ее дейтериевым аналогом. Их существование в межзвездном пространстве также считается вероятным — устойчивость анионов имеет примерно такой же порядок величин, как и у катионов. 

Аналогичные кластерные соединения образуют и многие другие элементы таблицы Менделеева. К примеру, 3-5 нанометрвые частицы золота, серебра, платины или палладия, активно использующиеся в катализе химических реакций, также можно рассматривать как кластеры, состоящие из нескольких десятков атомов. В 2015 году мы сообщали о синтезе кластера, в котором реализуется рекордное для химии координационное число — количество атомов, связанных с данным. Это ион CoB16-, в котором координационное число кобальта равно 16.

Владимир Королёв

N+1

Похожие новости:
Впервые удалось заглянуть внутрь атома
До сих пор применённый учёными фотоионизационный метод позволял проделывать подобное только с молекулами. Международная научная группа под общим руководством Анеты Стодольна (Aneta Stodolna) из лаборатории AMOLF Нидерландского фонда фундаментальных исследований сделала снимок атома водорода. В этом учёным помог ..
2013-05-29 942 0 Технология
0
Сероводород при высоком давлении оказался сверхпроводником
Международная группа физиков предложила новое объяснение тому, что при высоких температурах сероводород превращается в сверхпроводник тока. Таким образом ученые подтвердили эксперименты своих коллег. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Physical Review Letters. В начале ..
2015-04-19 1210 0 Технология
1
Ученые смоделировали процесс выделения водорода
Водород, самый простой и распространенный химический элемент на Земле, он является перспективным энергоносителем для новых экологически чистых энергетических технологий. Водород, как энергоноситель обеспечивает питанием топливные элементы электромашин, а также может использоваться для хранения энергии, вырабатываемой возобновляемыми источниками. Основной ..
2012-07-19 1034 0 Технология
0
Создана первая супермолекула из искусственных атомов
Исследователи из Колумбийского университета в Нью-Йорке впервые создали молекулы из суператомов — кластеров атомов, которые способны имитировать свойства других элементов периодической системы. Для этого ученые использовали кобальт и селен, а также металлоорганические соединения. Статья, описывающая результаты работы, ..
2016-07-21 1563 0 Технология
0
Создана первая супермолекула из искусственных атомов
Исследователи из Колумбийского университета в Нью-Йорке впервые создали молекулы из суператомов — кластеров атомов, которые способны имитировать свойства других элементов периодической системы. Для этого ученые использовали кобальт и селен, а также металлоорганические соединения. Статья, описывающая результаты работы, ..
2016-07-24 1696 0 Технология
0
Из серебра сделали ультрастабильные суператомы
Две независимые группы химиков научились собирать из 44 атомов серебра «суператомы», которые из-за особенностей электронной структуры обладают уникальной химической стабильностью. Одна из работ опубликована в Nature, вторая — в Nature Communications, кратко об исследованиях пишет NatureNews. Серебряные наночастицы, ..
2013-09-6 767 0 Технология
0
Физики научились охлаждать водород «причесыванием»
Физики из Университета Калифорнии разработали новый метод лазерного охлаждения атомов, который позволит снизить температуру частиц до десятитысячных долей кельвина. Этот метод впервые позволит ученым работать с холодными атомами водорода, углерода, азота и кислорода, охлаждение ..
2016-10-11 13570 0 Технология
0
Физики сделали транзистор из одного атома
Международная группа ученых создала транзистор, состоящий из одного атома фосфора, размещенного на кремниевой подложке. Статья ученых появилась в журнале Nature Nanotechnology. Физики уже достаточно давно умеют манипулировать отдельными атомами. Например, с помощью сканирующего туннельного микроскопа еще в 1990 году ..
2012-02-20 1072 0 Технология
0
«Фуллерен» из 40 атомов бора используют для хранения водорода
Ученые из Китая и США спрогнозировали существование стабильного фуллереноподобного соединения, состоящего из 40 атомов бора. Свое исследование авторы опубликовали в журнале Nature Chemistry, кратко с ним можно ознакомиться на сайте Nature. В качестве элементов, формирующих объемную структуру молекулы, у нового соединения ..
2014-07-15 857 0 Технология
0
Молекулы позволят увеличить емкость флэш-памяти
Британские и испанские ученые предложили новые устройства для хранения памяти. В их основе лежат кластеры наноразмерных полиоксометаллатов. Использование нового материала позволяет существенно увеличить емкость обычной флэш-памяти. Это приводит к большей миниатюризации носителей информации, сообщают ученые в своей ..
2014-11-21 949 0 Технология
4
Инженеры создали работающую на солнце и воде батарейку
Инженеры из Осакского университета использовали солнце, чтобы превратить морскую воду в электричество. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications. Впервые солнечный свет был применен для производства перекиси водорода в количествах, достаточных для использования в топливных элементах.По словам ученых, перекись ..
2016-05-23 764 0 Технология
0
IBM установила атомарные пределы плотности памяти
Учёные из научно-исследовательского подразделения IBM Research корпорации IBM успешно продемонстрировали возможность хранения информации в ячейке памяти, состоящей всего лишь из 12-ти магнитных атомов. Для сравнения: современный жесткий диск использует около миллиона атомов для хранения одного бита информации. ..
2012-05-5 1038 0 Технология
0
Создан один бит памяти всего из 12 атомов
Исследовательское отделение IBM не перестает удивлять мир все новыми рекордами по наименьшему количеству атомов, применяемых для сохранения одного бита информации, фундаментальной единицы цифровых данных. На этот раз, это число составляет всего лишь 12. Как заявили в IBM, это довольно значительное улучшение текущих ..
2012-01-30 963 0 Технология
0
Графен создаст новый вид солнечных батарей
По данным исследователей из университетов Манчестера и Сингапура микро тонкая многослойная структура графена имеет все возможности стать основой для нового поколения солнечных батарей. Основная масса новых исследований по возможности использования атомов углерода впервые была проведена в Манчестере.Как ..
2013-05-5 1183 0 Технология
0
Технологи разработали низкотемпературный процесс производства водорода
Команда ученых Университета Васэда разработала новый способ получения водорода, который является быстрым, необратимым и работает при гораздо более низкой температуре, используя меньше энергии. Это нововведение, как ожидается, внесет свой вклад в распространение систем топливных элементов ..
2016-12-02 2296 0 Технология
0