En ömtålig förbindelse

Photo by Beige Alert.

Ädelgaserna är, som namnet antyder, extremt obenägna att reagera med några andra ämnen. Länge sågs det till och med som en kemisk princip att de var helt inerta. Det beror på att alla deras elektronskal är helt fyllda, vilket gör det extremt svårt - närapå omöjligt - att få dem att vare sig ta emot en ge bort en elektron. Först 1962, över 60 år efter de första ädelgaserna isolerats, lyckades Neil Bartlett vid University of British Columbia i Vancouver med konststycket att få xenon att reagera med det oerhört starka oxideringsmedlet platinahexaflourid (PtF₆) och bilda ett salt av xenonhexafluorplatinat.
Idag har runt hundra olika ädelgasföreningar framställts. De allra flesta flesta med just xenon som är den tyngsta av de stabila ädelgaserna och därmed den mest reaktiva av dem.

Ju mindre atomerna är, desto hårdare håller de fast i sina elektroner, och ju svårare är det att få de att reagera med något. För neon har inga stabila föreningar lyckats identifieras ens teoretiskt. Helium har en ytterst svagt bunden dimer (He₂) som lyckades mätas indirekt 1966, och till och med det är ifrågasatt. Men i PRL i veckan publicerades en artikel där forskare vid University of Nevada at Reno lyckats tillverka LiHe genom att kollidera litiumatomer med ett heliumgasmoln i vakuum vid en temperatur runt 4 K. I den stabila miljö lyckades de inte bara tillverka LiHe, utan också undersöka det spektroskopiskt. Man bestämde bindningenergin för molekylen till löjligt lilla 6 mK (ca 0,05 J/mol för kemister, och nej, jag har inte glömt ett k).

Det måste vara något av den mest delikata omfamningen man kan tänka sig. Typiska bindningsenergier ligger runt några hundra kJ/mol dvs ca 10000 gånger starkare är hos LiHe. Det gäller att vara försiktig om man skall kunna göra experiment med sådana molekyler.

Källor:

• Spectroscopic Detection of the LiHe Molecule, Naima Tariq, Nada Al Taisan, Vijay Singh, and Jonathan D. Weinstein, Phys. Rev. Lett. 110, 153201 (2013) (gratis pdf)
• A Fragile Union Between Li and He Atoms, Bretislav Friedrich, Physics 6, 42.
• Neil Bartlett and Reactive Noble Gases - ACS International Historic Chemical Landmark.
• Impossible chemistry: Forcing noble gases to work, Philip Ball - New Scientist.