Strona główna Aktualności
Przyroda

Czy Superman już trzęsie portkami? Powstał przepis na "kryptonit"!

05.03.2016 Przyroda
Chemists from the Institute of Physical Chemistry of the Polish Academy of Sciences in Warsaw have found a method of synthesizing a new crystalline material in which atoms of krypton would be chemically bonded to another element. (Source: IPC PAS, Grzegorz Krzyżewski)Metodę syntezy pierwszego trwałego związku kryptonu znależli chemicy-teoretycy z Instytutu Chemii Fizycznej PAN w Warszawie. (Źródło: IChF PAN, Grzegorz Krzyżewski)

Metodę syntezy pierwszego trwałego związku kryptonu znaleźli chemicy-teoretycy z Instytutu Chemii Fizycznej PAN w Warszawie. Źródło: IChF PAN, Grzegorz Krzyżewski

Chemicy-teoretycy z Warszawy odkryli, jak zsyntetyzować pierwszy trwały związek kryptonu. A krypton to gaz szlachetny. Okazuje się, że nowy związek może powstawać w warunkach ekstremalnie dużych ciśnień, a jego wytworzenie nie wykracza poza możliwości współczesnych laboratoriów.

W filmach i komiksach o "Supermanie" kryształy kryptonitu były materiałem śmiertelnie groźnym dla tego superbohatera. Czym mógłby być kryptonit - można najwyżej się domyślać. Wiadomo o nim było, że powstał we wnętrzu fikcyjnej planety Krypton, a więc najprawdopodobniej w warunkach bardzo dużych ciśnień.

 

Tymczasem prawdziwy krypton, to pierwiastek o liczbie atomowej 36. To gaz szlachetny uważany za niezdolny do formowania trwałych związków chemicznych. Jednak w publikacji w czasopiśmie „Scientific Reports” dwuosobowy zespół chemików-teoretyków z Instytutu Chemii Fizycznej PAN (IChF PAN) w Warszawie przedstawił możliwość zsyntetyzowania nowego, krystalicznego materiału, w którym atomy kryptonu byłyby chemicznie związane z atomami innego pierwiastka. O wynikach badań poinformowali przedstawiciele IChF PAN w przesłanym PAP komunikacie.

 

„Przewidziana przez nas substancja to związek kryptonu nie z azotem, lecz z tlenem. W konwencji komiksu należałoby go zatem nazwać nie tyle kryptonitem, ile kryptoksydem. Jeśli więc Superman nas czyta, uspokajamy: na razie nie ma powodu do paniki!” - uśmiecha się dr Patryk Zaleski-Ejgierd (IChF PAN) i dodaje: „Nasz monotlenek kryptonu, KrO, najprawdopodobniej w ogóle nie istnieje w naturze. Zgodnie z obecną wiedzą, głęboko we wnętrzach planet, a więc w jedynych miejscach, gdzie mamy ciśnienia wystarczające do jego syntezy, ani tlen, ani tym bardziej krypton po prostu nie występują”.

 

W laboratoriach, w warunkach kriogenicznych, wytwarzano już wcześniej związki kryptonu. Były to jednak zaledwie pojedyncze, liniowe i małe cząsteczki typu wodór-węgiel-krypton-węgiel-wodór. Polskich chemików ciekawiło, czy można znaleźć warunki, w których krypton nie tylko wiązałby się chemicznie z innym pierwiastkiem, ale także był zdolny tworzyć rozległą i trwałą sieć krystaliczną. Ich poszukiwania sfinansowane były z grantu OPUS Narodowego Centrum Nauki.

 

„Nasze symulacje komputerowe sugerują, że kryształy monotlenku kryptonu będą się formować przy ciśnieniu w zakresie od 3 do 5 mln atmosfer. To ogromne ciśnienie, lecz można je otrzymać nawet w dzisiejszych laboratoriach, umiejętnie ściskając próbki w kowadłach diamentowych” - mówi doktorant Paweł Łata z IChF PAN.

 

Sieci krystaliczne są zbudowane z atomów lub cząsteczek rozmieszczonych w przestrzeni w sposób uporządkowany. Najmniejszy powtarzający się fragment takich struktur – ich podstawowa "cegiełka" – jest nazywany komórką elementarną. W kryształach soli kuchennej komórka elementarna ma kształt sześcianu, a atomy sodu i chloru, rozmieszczone naprzemiennie, są osadzone w jej narożnikach, na tyle blisko siebie, że wiąże je wiązanie kowalencyjne (chemiczne).

 

Komórka elementarna monotlenku kryptonu jest prostopadłościanem o podstawie rombu, z atomami kryptonu w narożnikach. Dodatkowo pośrodku dwóch naprzeciwległych ścian bocznych znajduje się po jednym atomie kryptonu.

 

Obliczenia wskazują, że kryształy takiego monotlenku kryptonu powinny mieć cechy izolatora. Można przypuszczać, że będą miały ciemną barwę i najprawdopodobniej nie będą przezroczyste.

 

Teoretycy z IChF PAN znaleźli także drugi, nieco mniej stabilny związek kryptonu: jego czterotlenek KrO4. Materiał ten, prawdopodobnie o właściwościach typowych dla metali, ma prostszą budowę krystaliczną i mógłby się tworzyć przy ciśnieniach powyżej 3,4 mln atmosfer.

 

Po uformowaniu, oba rodzaje kryształów tlenków kryptonu prawdopodobnie mogłyby istnieć przy nieco mniejszych ciśnieniach niż wymagane do ich powstania. Ciśnienie ziemskie jest jednak tak niskie, że na naszej planecie kryształy te uległyby natychmiastowemu rozpadowi.

 

„Reakcje zachodzące przy ekstremalnie dużych ciśnieniach to niemal nieznana, bardzo, bardzo egzotyczna chemia. Mówimy o niej: chemia <>. Nierzadko ciśnienia potrzebne do przeprowadzenia syntez są tak gigantyczne, że na razie nie ma co próbować wytwarzać ich w laboratoriach. Zawodzą wtedy nawet metody teoretycznego opisu! Ale to właśnie ta nieintuicyjność jest tu najciekawsza: od pierwszego do ostatniego kroku syntezy nigdy nie wiadomo, co się wydarzy” - mówi dr Zalewski-Ejgierd – i wraca do komputera, na którym dobiegają końca symulacje kolejnych syntez.

 

PAP - Nauka w Polsce

 

lt/ mki/

The crystal structures of krypton monoxide KrO: more stable on the left, less stable on the right. Krypton atoms coloured blue, oxygen atoms coloured red. (Source: IPC PAS)Struktury krystaliczne monotlenku kryptonu KrO: po lewej bardziej stabilna, po prawej mniej. Atomy kryptonu w kolorze niebieskim, atomy tlenu na czerwono. (Źródło: IChF PAN)

Struktury krystaliczne monotlenku kryptonu KrO: po lewej bardziej stabilna, po prawej mniej. Atomy kryptonu w kolorze niebieskim, atomy tlenu na czerwono. Źródło: IChF PAN

Podziel się
Ocena: 0 głosów

Logowanie



Nie pamiętam hasła

Rejestracja

Komentarze: 2
Skomentuj Zobacz wszystkie  

Uwaga Redakcje!

Wszelkie materiały PAP (w szczególności depesze, zdjęcia, grafiki, pliki video) zamieszczone w serwisie "Nauka w Polsce" chronione są przepisami ustawy z dnia 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych oraz ustawy z dnia 27 lipca 2001 r. o ochronie baz danych.

 

PAP S.A. zezwala na bezpłatny przedruk artykułów z Serwisu Nauka w Polsce pod warunkiem mailowego poinformowania nas raz w miesiącu o fakcie korzystania z serwisu oraz podania źródła artykułu. W portalach i serwisach internetowych prosimy o zamieszczenie podlinkowanego adresu: Źródło: www.naukawpolsce.pap.pl a w czasopismach adnotacji: Źródło: Serwis Nauka w Polsce - www.naukawpolsce.pap.pl. W przypadku portali społecznościowych prosimy o umieszczenie jedynie tytułu i leadu naszej depeszy z linkiem prowadzącym do treści artykułu na naszej stronie, podobnie jak to jest na naszym profilu facebookowym. 

 

Powyższe zezwolenie nie dotyczy: informacji z kategorii "Świat" oraz wszelkich fotografii i materiałów video.

 

Informacje tekstowe z kategorii "Świat" można pozyskać odpłatnie abonując Serwis Nauka i Zdrowie PAP. Serwis ten zawiera ponadto wiele innych najnowszych doniesień naukowych z zagranicy oraz materiałów dotyczących szeroko rozumianej problematyki zdrowotnej. 

 

Informacje na temat warunków umowy można uzyskać w Dziale Sprzedaży i Obsługi Klienta PAP, tel.: (+48 22) 509 22 25, e-mail:  pap@pap.pl

 

Informacje o przedruku artykułów z Serwisu Nauka w Polsce, prośby o patronaty medialne, informacje o prowadzonych badaniach, organizowanych konferencjach itd., prosimy przesyłać na adres: naukawpolsce@pap.pl

 

 

Najpopularniejsze materiały

więcej

Książka

Krwawa archeologia: książka "Archeologia współczesności" Krwawa archeologia: książka "Archeologia współczesności"

Ukazał się pierwszy tom tekstów z obrad Pierwszego Kongresu Archeologii Polskiej, który odbył się w Warszawie w 2013 r., pt. "Archeologia współczesności" "Jego pierwsze miejsce w naszej serii jest (...) wyrazem dynamicznie rosnącego zainteresowania tą właśnie, dotąd marginalizowaną, częścią archeologii, odzwierciedlającą rozszerzenie zakresu kompetencji archeologów na czasy nieomal nam współczesne" - pisze we wstępie prof. Zbigniew Kobyliński.

Więcej

Myśl na dziś

Człowiek zawsze czuje się czymś więcej niż tym, co osiągnął, więc cokolwiek by osiągnął, w niczym nic może znaleźć ukojenia, zadowolenia, szczęścia
Soren Kierkegaard

Nasz blog

Jak przetrwać bezboleśnie nudną konferencję. Mini-poradnik dla naukowców Jak przetrwać bezboleśnie nudną konferencję. Mini-poradnik dla naukowców

Pewien archeolog przerwał nagle swój wykład (interesujący) i westchnął: "Tak, proszę państwa, to bardzo ciekawy problem, który warto byłoby zbadać. Ale cóż, nie ma czasu, bo człowiek ciągle tylko jeździ i jeździ na te konferencje…". O tak, naukowcy spędzają kawał życia na obradowaniu. A im goręcej za oknem, tym trudniej wytrwać w sali. Oto więc mini-poradnik survivalowy dla uczestników "nasiadówek".

Więcej

Tagi

-->