Forskere opdager tilgang til at aktivere inerte gasser

Inerte gasser som argon danner typisk ikke kemiske bindinger undtagen under ekstreme forhold, såsom isens kolde kulde i det ydre rum. Som delt i Proceedings of the National Academy of Sciences, et internationalt team af forskere har udviklet en banebrydende tilgang til at designe og generere gasformige ioner, der binder selv argon ved stuetemperatur. Denne overraskende innovation skaber muligheder for at aktivere inerte forbindelser og elementer og bruge dem på nye måder.

Forskere stolede på positivt ladede ioner, når de tidligere forsøgte at binde argon. De betragtede disse ioner som "elektrofiler" på grund af en affinitet til deling af elektroner. Den nye tilgang introducerer en tilsyneladende kontraintuitiv idé. Særligt negativt ladede ioner kan fungere som superelektrofiler. Denne unikke måde at se på binding åbner døren til fundamentalt nye muligheder.

Forskere fra Tysklands universitet i Leipzig, University of Wuppertal, og University of Bremen sluttede sig til kolleger ved University of the Free State i Sydafrika, University of Washington, Purdue Universitet, Pacific Northwest National Laboratory, og EMSL, Environmental Molecular Sciences Laboratory, at besvare et forvirrende spørgsmål. Under hvilke veldefinerede omstændigheder kunne negativt ladede ioner gøres reaktive nok til at binde med argon? De teoretiserede, at et stillads af negativt ladede atomer omkring et stærkt positivt ladet center kunne være usædvanligt reaktivt og vise andre bindingsegenskaber end en stærkt reaktiv positivt ladet ion alene. For at validere konceptet, de syntetiserede det mest stabile dobbelt negativt ladede molekyle, der nogensinde er undersøgt. Raffinering viste det yderligere, at et negativt ladet fragment af det spontant kunne binde med argon ved stuetemperatur. Ved hjælp af EMSL's lavtemperatur fotoelektronspektroskopiudstyr kombineret med beregningsundersøgelser på højt niveau, de karakteriserede dette molekyle som meget reaktivt og strukturelt stabilt. Arbejdet kan føre til aktivering af andre inerte forbindelser og elementer.