*مینا*
17th December 2009, 09:46 PM
The researchers found that the normally unreactive, noble gas xenon combines with molecular hydrogen (H2) under pressure to form a previously unknown solid with unusual bonding chemistry. The experiments are the first time these elements have been combined to form a stable compound. The discovery debuts a new family of materials, which could boost new hydrogen technologies.
The paper is published in the November 22, 2009, advanced online publication of Nature Chemistry.
Xenon has some intriguing properties, including its use as an anesthesia, its ability to preserve biological tissues, and its employment in lighting. Xenon is a noble gas, which means that it does not typically react with other elements.
As lead author Maddury Somayazulu, research scientist at Carnegie's Geophysical Laboratory, explained: "Elements change their configuration when placed under pressure, sort of like passengers readjusting themselves as the elevator becomes full. We subjected a series of gas mixtures of xenon in combination with hydrogen to high pressures in a diamond anvil cell. At about 41,000 times the pressure at sea level (1 atmosphere), the atoms became arranged in a lattice structure dominated by hydrogen, but interspersed with layers of loosely bonded xenon pairs. When we increased pressure, like tuning a radio, the distances between the xenon pairs changed-the distances contracted to those observed in dense metallic xenon."
The researchers imaged the compound at varying pressures using X-ray diffraction, infrared and Raman spectroscopy. When they looked at the xenon part of the structure, they realized that the interaction of xenon with the surrounding hydrogen was responsible for the unusual stability and the continuous change in xenon-xenon distances as pressure was adjusted from 41,000 to 255,000 atmospheres.
Why was the compound so stable? "We were taken off guard by both the structure and stability of this material," said Przemek Dera, the lead crystallographer who looked at the changes in electron density at different pressures using single-crystal diffraction. As electron density from the xenon atoms spreads towards the surrounding hydrogen molecules, it seems to stabilize the compound and the xenon pairs.
"Xenon is too heavy and expensive to be practical for use in hydrogen-storage applications," remarked Somayazulu. "But by understanding how it works in this situation, researchers can come up with lighter substitutes."
"It's very exciting to come up with new hydrogen-rich compounds, not just for our interest in simple molecular systems, but because such discoveries can be the foundation for important new technologies," commented Russell Hemley, director of the Geophysical Laboratory and a co-author. "This hydrogen-rich solid represents a new pathway to forming novel hydrogen storage compounds and the new pressure-induced chemistry opens the possibility of synthesizing new energetic materials."
This research was funded by the Department of Energy, Basic Energy Sciences hydrogen storage, and the National Science Foundation, Division of Materials Research.
refrence:http://www.sciencedaily.com/releases/2009/11/091122161751.htm
دانشمندان برای اولین در موسسه ی کنیج بی بردند که با استفاده از فشارهای بالا می توان به ذخیره سازی هیدروژن دست یافت .این تکنولوژ ی راه جیدی را برای دست یافتن به مسئله ی ذخیره ی هیدروژن هموار کرد.محققان دریافتند که مولکول غیرفعال و نوبل گاز زنون با مولکول هیدروژن در زیر فشار ترکیب شده و یک ساختار منحصر به فرد جامدی مانند با بیوند های شیمیایی ناشناخته را شکل می دهد.این کشف راه جدیدی را برای بالا بردن تکنولوژی جدید یدروزن در بیش روی دانشمندان ایجاد کرد.گاز زنون خواصی دارد که از ان به عنوان گاز بیهوشی استفاد می شود این توانایی در مسائل بیوشیمیایی مورد استفاده قرار می گیرد و همچنین در نور رسانی هم استفاده می شود.زنون یک گاز نوبل است و آنهم به این معنی است که یک ÷بیوند ساده ی شیمیایی را با سایر عناصر یا مواد تشکیل نمی دهد.مواد زمانی که در زیر فشار قرار می گیرند ساختار خود تغییر می دهند.ما ترکیبات متنوعی از گاز زنون و مولکول های هیدروژن را در داخل سل انویل قرار دادیم.در حدود 41000باردر فشار یک اتمسفر مولکول ها در یک ساختار شبکه ای احاطه شده با هیدروژن قرار گرفتند.اما با بیوند های ضعیف لایه ای زنون از یکدیگر جدا شده بودند .زمانی که فشار را بالا بردیم فاصله ی بین جفت زنون به فاصله یا که در زنون متالیکی دیده شده بود تغییر کرد.محققان تصاویر ی را در فشار های متفاوت با استفاده از اشعهی ایکس .مادون قرمز اسبکتروسکوبی رامان را گرفتند .زمانی که به زنون موجود در ساختار نگاه کردند بی بردند که بیوند زنون با هیدروژن های کنار ی یک بایداری غیر معمول را بدست می دهد و فاصله ی زنون -زنون با افزایش فشار از 41000تا 255000 اتمسفر تغییر می کند .
چرا ترکیبات خیلی بایدار بودند؟ما یک ساختار محکم و بایدار را از این مواد بدست آوردیم .این را بریزمک درا راهنمای کریستالوگرافی گفت که به تغییر چگالی الکترونی در فشار ای متفاوت در براش کریستال های تنها می بردازد .هم اینکه چگالی الکترونی زنون در اطراف اتم های هیدروزن بخش می شود این عمل سبب بایدار سازی ترکیب و جفت های زنون می شود.
به دلیل اینکه زنون یک عنصر سنگین و گران قیمت است نمی توان از ان در ذخیره سازی هیدروزن استفاده کرد ولی دانشمندان با دانستن این موضوع در اینده با مواد جدیدتری برای ذخیره سازی خواهند امد .
ترجمه :محمود منصوری
منبع : شیمی دان های دانشکده ی شیمی دانشگاه تبریز
The paper is published in the November 22, 2009, advanced online publication of Nature Chemistry.
Xenon has some intriguing properties, including its use as an anesthesia, its ability to preserve biological tissues, and its employment in lighting. Xenon is a noble gas, which means that it does not typically react with other elements.
As lead author Maddury Somayazulu, research scientist at Carnegie's Geophysical Laboratory, explained: "Elements change their configuration when placed under pressure, sort of like passengers readjusting themselves as the elevator becomes full. We subjected a series of gas mixtures of xenon in combination with hydrogen to high pressures in a diamond anvil cell. At about 41,000 times the pressure at sea level (1 atmosphere), the atoms became arranged in a lattice structure dominated by hydrogen, but interspersed with layers of loosely bonded xenon pairs. When we increased pressure, like tuning a radio, the distances between the xenon pairs changed-the distances contracted to those observed in dense metallic xenon."
The researchers imaged the compound at varying pressures using X-ray diffraction, infrared and Raman spectroscopy. When they looked at the xenon part of the structure, they realized that the interaction of xenon with the surrounding hydrogen was responsible for the unusual stability and the continuous change in xenon-xenon distances as pressure was adjusted from 41,000 to 255,000 atmospheres.
Why was the compound so stable? "We were taken off guard by both the structure and stability of this material," said Przemek Dera, the lead crystallographer who looked at the changes in electron density at different pressures using single-crystal diffraction. As electron density from the xenon atoms spreads towards the surrounding hydrogen molecules, it seems to stabilize the compound and the xenon pairs.
"Xenon is too heavy and expensive to be practical for use in hydrogen-storage applications," remarked Somayazulu. "But by understanding how it works in this situation, researchers can come up with lighter substitutes."
"It's very exciting to come up with new hydrogen-rich compounds, not just for our interest in simple molecular systems, but because such discoveries can be the foundation for important new technologies," commented Russell Hemley, director of the Geophysical Laboratory and a co-author. "This hydrogen-rich solid represents a new pathway to forming novel hydrogen storage compounds and the new pressure-induced chemistry opens the possibility of synthesizing new energetic materials."
This research was funded by the Department of Energy, Basic Energy Sciences hydrogen storage, and the National Science Foundation, Division of Materials Research.
refrence:http://www.sciencedaily.com/releases/2009/11/091122161751.htm
دانشمندان برای اولین در موسسه ی کنیج بی بردند که با استفاده از فشارهای بالا می توان به ذخیره سازی هیدروژن دست یافت .این تکنولوژ ی راه جیدی را برای دست یافتن به مسئله ی ذخیره ی هیدروژن هموار کرد.محققان دریافتند که مولکول غیرفعال و نوبل گاز زنون با مولکول هیدروژن در زیر فشار ترکیب شده و یک ساختار منحصر به فرد جامدی مانند با بیوند های شیمیایی ناشناخته را شکل می دهد.این کشف راه جدیدی را برای بالا بردن تکنولوژی جدید یدروزن در بیش روی دانشمندان ایجاد کرد.گاز زنون خواصی دارد که از ان به عنوان گاز بیهوشی استفاد می شود این توانایی در مسائل بیوشیمیایی مورد استفاده قرار می گیرد و همچنین در نور رسانی هم استفاده می شود.زنون یک گاز نوبل است و آنهم به این معنی است که یک ÷بیوند ساده ی شیمیایی را با سایر عناصر یا مواد تشکیل نمی دهد.مواد زمانی که در زیر فشار قرار می گیرند ساختار خود تغییر می دهند.ما ترکیبات متنوعی از گاز زنون و مولکول های هیدروژن را در داخل سل انویل قرار دادیم.در حدود 41000باردر فشار یک اتمسفر مولکول ها در یک ساختار شبکه ای احاطه شده با هیدروژن قرار گرفتند.اما با بیوند های ضعیف لایه ای زنون از یکدیگر جدا شده بودند .زمانی که فشار را بالا بردیم فاصله ی بین جفت زنون به فاصله یا که در زنون متالیکی دیده شده بود تغییر کرد.محققان تصاویر ی را در فشار های متفاوت با استفاده از اشعهی ایکس .مادون قرمز اسبکتروسکوبی رامان را گرفتند .زمانی که به زنون موجود در ساختار نگاه کردند بی بردند که بیوند زنون با هیدروژن های کنار ی یک بایداری غیر معمول را بدست می دهد و فاصله ی زنون -زنون با افزایش فشار از 41000تا 255000 اتمسفر تغییر می کند .
چرا ترکیبات خیلی بایدار بودند؟ما یک ساختار محکم و بایدار را از این مواد بدست آوردیم .این را بریزمک درا راهنمای کریستالوگرافی گفت که به تغییر چگالی الکترونی در فشار ای متفاوت در براش کریستال های تنها می بردازد .هم اینکه چگالی الکترونی زنون در اطراف اتم های هیدروزن بخش می شود این عمل سبب بایدار سازی ترکیب و جفت های زنون می شود.
به دلیل اینکه زنون یک عنصر سنگین و گران قیمت است نمی توان از ان در ذخیره سازی هیدروزن استفاده کرد ولی دانشمندان با دانستن این موضوع در اینده با مواد جدیدتری برای ذخیره سازی خواهند امد .
ترجمه :محمود منصوری
منبع : شیمی دان های دانشکده ی شیمی دانشگاه تبریز