Новое о строении вещества

Модератор: Dinka

Правила форума
Подумайте, прежде чем написать. Для юмора и остального есть другие подразделы - здесь о науке. Пишущие бездумно будут исключаться из этого подраздела.
Аватар пользователя
Dinka
Модератор Научного раздела
Сообщений: 1246
Зарегистрирован: 21 июн 2012, 15:13
Дом: Кутузовская, 25 (корп.47)
О себе: Житель Трёхгорки

Новое о строении вещества

Сообщение Dinka » 21 окт 2016, 14:01

"Невозможные" вещества, или почему некоторые двоечники не так уж сильно и ошибались на уроках химии, когда писали на доске формулу NaCl3 вместо NaCl

Российский химик Артем Оганов, руководящий лабораторией в МФТИ, судя по всему, станет главным символом «борьбы» со школьной программой. Разработанный им метод предсказания новых соединений USPEX позволяет создавать вещества, которые доведут до обморока любого учителя химии.

Взять, например, натрий — эталон металла. Мягкий, с серебристым блеском. Бурно реагирует даже с водой, любому окислителю легко отдает свой единственный электрон на внешней орбите. Когда метод Оганова предсказал, что при очень высоких давлениях это вещество станет прозрачным неметаллом, да еще и красного цвета, не то что школа — авторитетнейший журнал Nature отказался публиковать это предсказание. Правда, когда через несколько недель экспериментаторы таки получили удивительное вещество, журналу пришлось признать свою ошибку и опубликовать статью — теперь уже не только о предсказании, а заодно и о получении уникального вещества.

Из школьного учебника химии, хорошо известно, что «самая классическая» соль — это хлорид натрия, NaCl, она же поваренная соль. Один атом натрия в ее кристалле приходится на один атом хлора, и никак иначе: натрий полностью отдает электрон, хлор — забирает, получаются два иона, из которых и строится кристаллическая решетка. Других пропорций быть не может. По крайней мере, так казалось до прихода в химию Артема Оганова.
Он же во главе своей научной группы предсказал, а экспериментаторы подтвердили, что при давлениях в сотни тысяч атмосфер могут существовать совершенно «сумасшедшие» формулы хлорида натрия: NaCl7, NaCl3, Na3Cl2, Na2Cl.

Но, пожалуй, жестче всех поиздевался над школьной химией один из студентов Оганова, Шао Донг, который решил доказать, что самый инертный, принципиально ни с чем не реагирующий элемент гелий вполне себе реакционноспособен — важно только правильно подобрать условия. Если мы напишем любое соединение гелия в школьной контрольной, то двойка — это будет слишком много. А Донг при помощи метода USPEX просчитал почти всю таблицу Менделеева и доказал, что гелий может реагировать… с натрием! Образуется устойчивое соединение Na2He. Правда, оно «живет» при давлениях больше миллиона атмосфер, но недавно химики получили соединение Na2HeO, которое устойчиво и при куда меньшем давлении — всего 150 тысяч атмосфер. Подобные условия уже можно получить в промышленности. Соединение кислорода, гелия и натрия можно использовать для хранения и транспортировки гелия без утечек.

Один из "невозможных" хлоридов натрия на рисунке:

Изображение

Подробнее в популярном изложении можно прочитать здесь:
http://chrdk.ru/sci/2015/8/18/nevozmozhnye_veschestva/

Для тех, кто хочет докопаться до истины, ссылка на одну из публикаций на английском языке: http://uspex-team.org/file/oganov/NaCl-Science-2013.pdf

Список других публикаций лаборатории Артема Оганова на их сайте: http://uspex-team.org/oganov/publications#publications


Никогда не спорь с идиотами: они опустят тебя на свой уровень и там задавят опытом. (с) Марк Твен

Аватар пользователя
Swimmer
Администратор
Сообщений: 5164
Зарегистрирован: 26 май 2012, 01:16
Дом: Сколковская, 7б (корп.3)
О себе: Житель Сколковского Квартала

Re: Новое о строении вещества

Сообщение Swimmer » 21 окт 2016, 14:29

Я бы еще почитал из современной физики.

Реклама
Аватар пользователя
Dinka
Модератор Научного раздела
Сообщений: 1246
Зарегистрирован: 21 июн 2012, 15:13
Дом: Кутузовская, 25 (корп.47)
О себе: Житель Трёхгорки

Re: Новое о строении вещества

Сообщение Dinka » 21 окт 2016, 14:40

Swimmer писал(а):Я бы еще почитал из современной физики.

отлично, по мере возможности буду что-нибудь здесь выкладывать.
Никогда не спорь с идиотами: они опустят тебя на свой уровень и там задавят опытом. (с) Марк Твен

Аватар пользователя
Kras2601
Сообщений: 729
Зарегистрирован: 27 янв 2013, 23:51
Дом: Кутузовская, 9 (корп.23)
О себе: Житель Трёхгорки

Re: Новое о строении вещества

Сообщение Kras2601 » 21 окт 2016, 21:44

Когда я учился химия высоких давлений было экзотичное направление, мало туда людей шло. Но явно перспективное..


Отправлено с моего iPhone используя Tapatalk

Аватар пользователя
Nikkay
Сообщений: 800
Зарегистрирован: 03 окт 2013, 16:33
Дом: Чистяковой, 68 (корп.28)
О себе: Житель Трёхгорки

Re: Новое о строении вещества

Сообщение Nikkay » 21 окт 2016, 22:27

Kras2601 писал(а):Когда я учился химия высоких давлений было экзотичное направление, мало туда людей шло. Но явно перспективное..


Отправлено с моего iPhone используя Tapatalk

К сожалению, часто модное и хорошо финансируемое направление оказывается только модным, но бесперспективным. В погоне за сенсацией теряется то, что могло бы быть действительно полезным.

Хотя этот вопрос, наверное, к проблеме философии и организации науки.

Аватар пользователя
lar
Сообщений: 302
Зарегистрирован: 17 ноя 2012, 22:26
Дом: Чистяковой, 78 (корп.43)
О себе: Житель Трёхгорки

Re: Новое о строении вещества

Сообщение lar » 21 окт 2016, 22:47

Спасибо. Интересно

Старый Бобер
"Самый невозмутимый форумчанин 2013", "За самую популярную тему 2014"
"Самый невозмутимый форумчанин 2013", "За самую популярную тему 2014"
Сообщений: 4999
Зарегистрирован: 08 сен 2011, 13:31
Дом: Кутузовская, 9 (корп.23)

Re: Новое о строении вещества

Сообщение Старый Бобер » 22 окт 2016, 14:38

Dinka писал(а): недавно химики получили соединение Na2HeO, которое устойчиво и при куда меньшем давлении — всего 150 тысяч атмосфер. Подобные условия уже можно получить в промышленности. Соединение кислорода, гелия и натрия можно использовать для хранения и транспортировки гелия без утечек.


Да. Живо и непосредственно представил себе эту транспортировку без утечек при давлении 150 кбар.

А если отвлечься от рекламной шумихи, то с соединениями инертных газов работают давно, успешно, и часто без всякого сверхдавления - просто на лабораторном столе. Хорошо, понятно и интересно про это рассказано вот здесь, например: http://allrefs.net/c26/3ami8/
В химии сверхнизких температур удивительные, невероятные соединения - скорей, правило, чем исключение.

Да даже и со школьной программой не все так очевидно. Как недавно справедливо заметил коллега, это ведь смотря какая школа. Вот эта, например (слайд 13): http://nsportal.ru/shkola/khimiya/library/2014/06/17/inertnye-gazy
Или эта (слайды 17,18,21): http://nsportal.ru/shkola/khimiya/library/2014/03/18/blagorodnye-gazy

Может, перед тем, как бороться со школьной программой, стоит ее иногда перечитать?

Аватар пользователя
Dinka
Модератор Научного раздела
Сообщений: 1246
Зарегистрирован: 21 июн 2012, 15:13
Дом: Кутузовская, 25 (корп.47)
О себе: Житель Трёхгорки

Re: Новое о строении вещества

Сообщение Dinka » 22 окт 2016, 19:14

Старый Бобер писал(а):
Dinka писал(а): недавно химики получили соединение Na2HeO, которое устойчиво и при куда меньшем давлении — всего 150 тысяч атмосфер. Подобные условия уже можно получить в промышленности. Соединение кислорода, гелия и натрия можно использовать для хранения и транспортировки гелия без утечек.


Да. Живо и непосредственно представил себе эту транспортировку без утечек при давлении 150 кбар.


я тоже. Только причем здесь транспортировка при 150 кбар? До этого, думаю, пока еще никто не додумался.

Старый Бобер писал(а):А если отвлечься от рекламной шумихи, то с соединениями инертных газов работают давно, успешно, и часто без всякого сверхдавления - просто на лабораторном столе. Хорошо, понятно и интересно про это рассказано вот здесь, например: http://allrefs.net/c26/3ami8/
В химии сверхнизких температур удивительные, невероятные соединения - скорей, правило, чем исключение.

Никто не спорит, но где там точно были описаны соединения гелия? Можно ссылку - до 2013 года? Мне бы самой было очень интересно! И какое отношение научные публикации в том же Science имеют к рекламной шумихе?
Старый Бобер писал(а):Да даже и со школьной программой не все так очевидно. Как недавно справедливо заметил коллега, это ведь смотря какая школа. Вот эта, например (слайд 13): http://nsportal.ru/shkola/khimiya/library/2014/06/17/inertnye-gazy
Или эта (слайды 17,18,21): http://nsportal.ru/shkola/khimiya/library/2014/03/18/blagorodnye-gazy

Опять, честно говоря не нашла там ничего внятного про соединения гелия. Может плохо искала? И потом, сдается мне, что все эти слайды спокойно копируются из википедии.


Старый Бобер писал(а):Может, перед тем, как бороться со школьной программой, стоит ее иногда перечитать?


Вот это моя беда, признаюсь, но не имею возможности, да и желания, если честно, перечитывать нынешнюю школьную программу. Но раз она как-то радикально изменилась за последние -дцать лет, и здесь сидят ее ярые ценители, в следующий раз буду просто выдирать словосочетание "школьная программа" из всех последующих перепостов. Мы в свое время учили в школе только NaCl, и точка. И я честно говоря не помню чтобы где-то еще упоминались другие варианты.
Никогда не спорь с идиотами: они опустят тебя на свой уровень и там задавят опытом. (с) Марк Твен

Аватар пользователя
Dinka
Модератор Научного раздела
Сообщений: 1246
Зарегистрирован: 21 июн 2012, 15:13
Дом: Кутузовская, 25 (корп.47)
О себе: Житель Трёхгорки

Re: Новое о строении вещества

Сообщение Dinka » 22 окт 2016, 19:32

Nikkay писал(а):
Kras2601 писал(а):Когда я учился химия высоких давлений было экзотичное направление, мало туда людей шло. Но явно перспективное..


Отправлено с моего iPhone используя Tapatalk

К сожалению, часто модное и хорошо финансируемое направление оказывается только модным, но бесперспективным. В погоне за сенсацией теряется то, что могло бы быть действительно полезным.

Хотя этот вопрос, наверное, к проблеме философии и организации науки.

Это так. Многое теряется. Но все же в данном случае речь идет о создании новых материалов с заданными физическими свойствами (часть из них наверняка найдет, да и уже находит свое применение). Еще один аспект - изучение процессов, происходящих в недрах планет, изучение внутреннего строения - благодаря открытиям новых высокотемпературных и высокобарных фаз соединений - часть из них удалось воспроизвести в лаборатории.
Никогда не спорь с идиотами: они опустят тебя на свой уровень и там задавят опытом. (с) Марк Твен

Аватар пользователя
Nikkay
Сообщений: 800
Зарегистрирован: 03 окт 2013, 16:33
Дом: Чистяковой, 68 (корп.28)
О себе: Житель Трёхгорки

Re: Новое о строении вещества

Сообщение Nikkay » 22 окт 2016, 22:32

Dinka писал(а):
Nikkay писал(а):
Kras2601 писал(а):Когда я учился химия высоких давлений было экзотичное направление, мало туда людей шло. Но явно перспективное..


Отправлено с моего iPhone используя Tapatalk

К сожалению, часто модное и хорошо финансируемое направление оказывается только модным, но бесперспективным. В погоне за сенсацией теряется то, что могло бы быть действительно полезным.

Хотя этот вопрос, наверное, к проблеме философии и организации науки.

Это так. Многое теряется. Но все же в данном случае речь идет о создании новых материалов с заданными физическими свойствами (часть из них наверняка найдет, да и уже находит свое применение).

Я бы сказал, что речь все-таки больше идет о создании новых веществ с заданным составом и предсказании условий их получения. О полноценном изучении их свойств речи не идет. Я себе, по крайней мере, слабо представляю как это сделать в условиях их существования.

Еще один аспект - изучение процессов, происходящих в недрах планет, изучение внутреннего строения - благодаря открытиям новых высокотемпературных и высокобарных фаз соединений - часть из них удалось воспроизвести в лаборатории

Да, с данным аспектом согласен. С этого, отчасти, и данный раздел появился на форуме. :-):


Вернуться в «Научный»

Кто сейчас на форуме

Количество пользователей, которые сейчас просматривают этот форум: нет зарегистрированных пользователей и 1 гость