Хіміки з Кембриджського центру кристалографії, Університету Рутгерса і Аргоннської національної лабораторії вперше зафіксували взаємодію між неоном - шляхетним газом - і перехідним металом. Вченим вдалося адсорбувати неон у метал-органічний каркас. Взаємодія спостерігалася при тиску близько 100 атмосфер. Дослідження опубліковано в журналі, коротко про нього повідомляє блог Королівського хімічного товариства.
Неон належить до групи благородних або інертних газів. Ці речовини - гелій, неон, аргон, криптон, ксенон - мають дуже низьку реакційну здатність і здебільшого не реагують навіть з найсильнішими окислювачами, наприклад, фтором. Стійкі сполуки описані лише у ксенона (оксиди, фториди і навіть солі ксенонової кислоти) і, в набагато менших кількостях, у криптона (фторид). З наближенням до початку списку реакційна здатність газів падає ще сильніше і вже для неона не описано жодного кристалічного з'єднання, крім самого охолодженого газу і його клатрату з водою.
У новій роботі автори використовували для захоплення неона метал-органічний каркас. Це кристалічний матеріал, що складається з атомів металів і органічних лігандів, що утворюють тривимірну мережу між ними. У порожнинах каркаса можуть поміщатися різні гази, залежно від розмірів порожнин - від простих (водень, шляхетні гази) до складних (діоксид вуглецю). Хіміки використовували два каркаси різного складу з розміром порожнини підходящим для атома неона - на основі міді і нікелю.
Вчені поміщали каркаси в середу неона і стежили за зміною їх кристалічної решітки зі зростанням тиску. Експеримент проводили при знижених температурах. За словами хіміків, у разі мідного матеріалу спостерігалися звичайні Ван-дер-Ваальсови взаємодії між неоном і навколишніми атомами. Точно такі ж взаємодії існують, наприклад, у твердому кристалічному неоні. Однак у разі нікелевого каркасу автори помітили аномалії: коли тиск у зразку знижували до атмосферного десорбція неона відбувалася не повністю. Це побічно вказує на існування додаткової взаємодії між атомами неона і нікелю.
Сучасні методи отримання неона засновані на зрідженні повітря, однак це дорогий процес. Автори сподіваються, що захоплення шляхетного газу за допомогою метал-органічних каркасів допоможе спростити це завдання.
Цікаво, що дослідження приурочене до 50-річчя кембриджської бази даних кристалічних структур. Станом на 2016 рік у структурах у базі даних можна було зустріти в різних органічних оточеннях атоми 94 різних елементів - від водню до каліфорнію. Єдиним винятком був неон. Як розповідають вчені, заповнити цю прогалину вдалося лише завдяки випадковій зустрічі, що сталася на одній з наукових конференцій.
Раніше хіміки з Великобританії, Японії та Франції синтезували два нових оксиди ксенону - Xe3O2 і Xe2O5. Цікаво, що в першому з них частина атомів ксенона знаходиться в ступені окислення «0», отримати з'єднання ксенона вдалося шляхом прямої реакції між інертним газом і киснем при тиску трохи менше мільйона атмосфер