Химики совершили открытие с помощью обычной соли

Известные всем со школьной парты законы современной химии нарушили ученые из международной исследовательской группы. Обычную поваренную соль они превратили в невиданные до настоящего времени вещества, вопреки постулатам многовековой науки. Оказалось, что химия - наука не такая уж и точная. Сколько еще в ближайшее время предстоит невероятных открытий, и к чему они приведут, точно не знает никто.

Соль оказалась не так проста, как нам казалось

Создать новые вещества из поваренной соли ученым удалось с помощью высокого давления. Исследование проводилось на источнике рентгеновского излучения PETRA III немецкого синхротрона DESY под руководством профессора Артема Оганова из Университета Стоуни Брук (Нью-Йорк) и профессора Александра Гончарова из Института Карнеги. По их результатам в журнале Science появилась публикация, которая всполошила мировое ученое сообщество.

Формула поваренной соли всем известна - NaCl, она означает, что в химическом составе присутствует один атом натрия и один атом хлора. Это вещество имеет кристаллическую структуру, оно наиболее изучено благодаря своей распространенности и простоте.

Так и в случае с поваренной солью: у натрия один «лишний» электрон, а у хлора одного не хватает.

Согласно правилу октета, валентная оболочка каждого элемента наиболее устойчива при наличии в ней 8-ми электронов, поэтому все элементы стремятся заполнить ее недостающими электронами, или избавиться от лишних. Так и в случае с поваренной солью: у натрия один «лишний» электрон, а у хлора одного не хватает. Поэтому вместе эти элементы формируют сильную ионную связь (натрий отдает хлору свой электрон). Так происходит по правилам классической химии.

Однако в ходе экспериментов выяснилось, что в экстремальных условиях эти правила могут быть нарушены. Когда кристаллы соли попали в зону высокого давления (200 000 атмосфер), при добавлении дополнительных хлора и натрия образовались совершенно новые, неизвестные ранее науке соединения  - Na3Cl и NaCl3. При высоком давлении эти соединения долгое время сохраняют свои свойства, а при обычном могут продержаться в стабильном состоянии несколько минут.

- Давление в 200 000 атмосфер - сравнительно небольшое, так как например, давление в центре Земли составляет 3,6 миллиона атмосфер. Применяя его в лабораторных условиях, мы можем нарушать те законы химии, которые до сих пор были описаны в учебниках, - говорит Артем Оганов.

Век новых материалов

Чем же такое необычное открытие может пригодиться в реальной жизни?

Но так ли ошибались ученые-химики до последнего времени? Вовсе нет. Просто дело в том, что современная химия основана на нахождении элементов в условиях нашей окружающей среды - тех, что существуют на поверхности Земли. Но на просторах Вселенной эти условия сильно разнятся, а значит, и законы химии могут работать совершенно по-другому.

Чем же такое необычное открытие может пригодиться в реальной жизни? Например, для создания новых материалов с необычными свойствами. Например, Артем Оганов и его коллеги уже создали двумерные металлы - они проводят электричество вдоль слоев и не проводят поперек. Такие вещества можно будет применять в электронике.

По словам Александра Гончарова, если даже обычная соль дала такие неожиданные результаты, от других веществ можно также ожидать многого.

- С помощью наших исследований можно будет найти ответы на целый ряд вопросов, в том числе узнать, как развивались ядра планет, - говорит ученый.