Héliure de disodium

Na2He
Identification
Synonymes

composé de disodium et d'hélium
No CAS 1562370-74-4
Apparence probablement transparent en lumière visible
Propriétés chimiques
Formule HeNa2Na2He
Masse molaire 49,982 141 ± 2,0E−6 g/mol
He 8,01 %, Na 91,99 %,
Propriétés physiques
T° fusion 4 593,14 °C ± 300 à 200 GPa (calculé)
Masse volumique 4,60 g·cm-3 à 200 GPa (calculé)
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
modifier 
structure de l'hélium de disodium

L'héliure de disodium est un composé chimique du sodium et de l'hélium, de formule Na2He. D'abord prédit théoriquement à l'aide du code USPEX, ce composé est synthétisé dans une cellule à enclumes de diamant en 2016 et sa découverte annoncée en 2017,.

Qualifié d'héliure de disodium, Na2He est en fait un électrure, dont la formule peut être écrite (Na+)2He(2e−) où (2e−) est un doublet électronique (deux électrons appariés, de spins opposés). Il cristallise dans le système cubique.

Formation

Na2He peut être formé au-dessus d'une pression de 113 GPa et à une température supérieure à 1 500 K par réaction entre du sodium et de l'hélium :

2 Na + He → Na2He.

À ces ordres de grandeur de température et de pression, Na2He se sépare du milieu réactionnel constitué de sodium et d'hélium liquides en cristallisant.

Propriétés

Na2He n'est pas un composé d'inclusion mais un électrure stable à partir de 113 GPa. Parmi les métaux alcalins sans considération du francium, seuls le lithium et le sodium devraient former des électrures avec l'hélium. À haute pression le sodium est le plus réactif de ces métaux et réagit ainsi plus facilement avec l'hélium : aucun composé stable d'hélium et de potassium, rubidium ou césium ne devrait exister en dessous de 1 000 GPa et un de lithium devrait exister uniquement à partir de 780 GPa.

Cristallographie

La structure cristalline de Na2He est analogue à celle de la fluorine CaF2 (He jouant le rôle de Ca et Na celui de F) :

Notes et références

Notes

  1. ↑ Un cube ayant 8 sommets (communs chacun à 8 cubes) et 6 faces (communes chacune à 2 cubes), les atomes d'hélium sont bien au nombre de par maille conventionnelle.
  2. ↑ Les sites tétraédriques ont pour coordonnées (en prenant pour unité la longueur a des arêtes) : il y a bien 8 possibilités, autant que d'ions Na+ dans la maille conventionnelle.
  3. ↑ Un cube ayant 12 arêtes (communes chacune à 4 cubes), les doublets électroniques sont bien au nombre de par maille conventionnelle.

Références

  1. 1 2 (en) « Helium Sodium Compound - May 1, 2017 », sur cas.org.
  2. 1 2 3 4 5 (en) Xiao Dong, Artem R. Oganov, Alexander F. Goncharov, Elissaios Stavrou, Sergey Lobanov, Gabriele Saleh, Guang-Rui Qian, Qiang Zhu, Carlo Gatti, Volker L. Deringer, Richard Dronskowski, Xiang-Feng Zhou, Vitali B. Prakapenka, Zuzana Konôpková, Ivan A. Popov, Alexander I. Boldyrev et Hui-Tian Wang, « A stable compound of helium and sodium at high pressure », Nature Chemistry, vol. 9, no 5,‎ , p. 440–445 (ISSN 1755-4349, DOI 10.1038/nchem.2716, lire en ligne, consulté le ).
  3. ↑ Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  4. 1 2 (en) Md Zahidur Rahaman, Md Lokman Ali et Md Atikur Rahman, « Pressure dependent mechanical and thermodynamic properties of newly discovered cubic Na2He », arXiv:1707.02704 [cond-mat],‎ (lire en ligne, consulté le ).
  5. ↑ (en) « Universal Structure Predictor: Evolutionary Xtallography » (consulté le ).
  6. ↑ (en) Maosheng Miao, « Helium Chemistry: React with nobility », Nature Chemistry, vol. 9, no 5,‎ , p. 409–410 (ISSN 1755-4349, DOI 10.1038/nchem.2768, lire en ligne, consulté le ).

Voir aussi