Science：超高压条件下将将普通食盐变成“不可能”新型物质
2013-12-21 MedSci MedSci原创
将氯化钠在富氯或富钠条件下，用高压钻石砧挤压，可形成奇特化合物如三氯化钠（NaCl3）。 据物理学家组织网12月20日（北京时间）报道，一个由中、美、俄等多国科学家组成的国际研究小组在极端高压下，把普通食盐变成了全新的化学物质。而按照化学教科书上的规则，这些物质本不该存在。相关论文发表在12月20日的《科学》杂志上。 该研究由纽约州立大学石溪
将氯化钠在富氯或富钠条件下，用高压钻石砧挤压，可形成奇特化合物如三氯化钠（NaCl3）。
据物理学家组织网12月20日（北京时间）报道，一个由中、美、俄等多国科学家组成的国际研究小组在极端高压下，把普通食盐变成了全新的化学物质。而按照化学教科书上的规则，这些物质本不该存在。相关论文发表在12月20日的《科学》杂志上。
该研究由纽约州立大学石溪分校艾特姆·奥甘诺夫和卡内基华盛顿研究所的亚历山大·冈察洛夫负责，在德国电子同步加速器（DESY）X-射线光源PETRA Ⅲ和其他几个研究中心进行了实验。
食盐即氯化钠（NaCl），是最普通的化合物。按传统化学中的八隅体规则（也叫八电子规则，所有元素都趋向于把它们的最外电子层填满8个电子，这样最稳定），Na和Cl只能是1个Na原子结合1个Cl原子的形式，不可能有其他形式。
实验中，研究人员给食盐施加了20万大气压，而在PETRA
Ⅲ更高，增加了额外的冲击力，生成了一些“不可能”的物质，如氯化三钠（Na3Cl）和三氯化钠（NaCl3）。论文合著者、DESY实验人员朱詹娜·科
诺科娃说：“按照理论预测，我们在高压下用激光加热样本，结果发现了其他形式、稳定的钠氯化合物式。”
根据奥甘诺夫小组的计算，极高压下有可能形成奇特的化合物，并保持稳定。“我们预测会产生
违背教科书法则的化合物，如NaCl3、NaCl7、Na3Cl2、Na2Cl和Na3Cl。”论文第一作者、奥甘诺夫实验室访问学者、中国农业大学应用
物理系张维维（音译）说，他们是抱着“试试看”的想法，在PETRA
Ⅲ和卡内基研究所进行了实验。他们先瞄准Na3Cl和NaCl3，按预测这两种化合物比其他形式更容易形成，结果发现了这两种物质。“这些化合物在热力学
上是稳定的，一旦形成就能一直保持着，而传统化学‘不允许’它们存在。”
“这是一场化学革命的开始。”奥甘诺夫说，实验室可达到的压力算是较低，在20万大气压下，理想的稳定化合物就违背了传统化学规则。而地球中心压力为360万大气压，在这种条件下，许多化学课本上的法则都不再适用。
化学教科书适用的范围只在所谓的“环境条件”下。科诺科娃解释说：“这是指地球表面，如果
把整个宇宙看作一个整体的话，这种条件就相当特殊。”在地球环境条件下不可能的物质，在更极端环境下会变得可能。奥甘诺夫说：“这里的‘不可能’只意味着
能量变高，化学规则不像数学定理，化学规则可以打破，你只需找到能量平衡转移的条件，规则就不再适用。”
原始出处：
Zhang W, Oganov AR, Goncharov AF, Zhu Q, Boulfelfel SE, Lyakhov AO, Stavrou E, Somayazulu M, Prakapenka VB, Konôpková Z.Unexpected stable stoichiometries of sodium chlorides.Science. 2013 Dec 20;342(6165):1502-5.
原始出处：
Zhang W, Oganov AR, Goncharov AF, Zhu Q, Boulfelfel SE, Lyakhov AO, Stavrou E, Somayazulu M, Prakapenka VB, Konôpková Z.Unexpected stable stoichiometries of sodium chlorides.Science. 2013 Dec 20;342(6165):1502-5.
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