Arkistoitu

HArF -jalokaasuyhdiste Suomesta


Hybridoargonfluoridi eli tuttavallisemmin HArF on yhdiste, jonka olemassaoloa oltaisiin pidetty noin sata vuotta sitten mahdottomana. Kuitenkin 2000-luvun alussa Helsingin yliopiston tutkijaryhmä onnistui valmistamaan kyseistä ainetta laboratoriossa. Mikä siis tekee HArF:ista poikkeavan yhdisteen ja miten sitä valmistettiin?

Kuva: Taiteilijan näkemys HArF-yhdisteestä. Tekijänä Pekka Isometsä

Se, mikä tekee HArF:ista poikkeuksellisen tavallisimpiin yhdisteisiin nähden, on siihen liittynyt jalokaasuatomi argon. Jalokaasut ovat nimittäin täyden ulkoelektronikuorensa ansiosta inerttejä eli ne eivät mielellään reagoi toisten aineiden kanssa. Tämän jalokaasujen ominaisuuden ajateltiin aikoinaan poissulkevan kaikkien mahdollisten jalokaasuyhdisteiden, kuten HArF:in olemassaolon.

Tämä näkemys jalokaasujen reagoimattomuudesta sai 30-luvulla haastajan, kun yhdysvaltalainen kemisti Linus Pauling päätteli, että tarpeeksi elektronegatiivinen aine voisi vetää raskaan jalokaasuatomin uloimpia elektroneja puoleensa. Näin aineiden välille voisi muodostua heikko sidos. Osittain Paulingin ajatuksien innoittamana kemisti Neil Bartlett onnistui 60-luvulla valmistamaan maailman ensimmäisen jalokaasuyhdisteen: ksenonheksafluoroplatinaatin (XePtF6).

Toisin kuin huoneenlämmössä yhdisteen muodostava ksenon, vaatii sitä pienempi argon reaktioihinsa hieman tavallisesta poikkeavammat olosuhteet. Laskettuaan ensin kvanttimekaanisilla laskentaohjelmilla HArF -yhdisteen valmistamisen olevan mahdollista, muodostivat suomalaistutkijat argonista kiinteän peiteaineen eli matriisin vetyfluoridin (HF) ympärille laskemalla aineiden lämpötilan 7,5 kelviniin (-265 celsiusasteeseen).


Kuva: Kaavakuva matriisista. Tehnyt Pekka Isometsä

Tämän jälkeen seosta pommitettiin voimakkaalla UV-valolla, jolloin sidos vedyn ja fluorin välillä saatiin katkeamaan. Vapaaksi päässyt fluoridi-ioni polarisoi argonin ulkoelektroneja, jolloin aineiden välille muodostui heikko sidos. Samalla vety liittyi argonin vastakkaiselle puolelle ja lineaarinen HArF-yhdiste oli syntynyt.

Perustutkimuksellisesta merkittävyydestään huolimatta, HArF:sta tuskin saadaan hyödyllisiä sovelluksia esimerkiksi kemian teollisuuteen, sillä yhdiste on stabiili ainoastaan alle 27 kelvinissä (-246,15 celsiusasteessa).

Artikkelin kirjoittaja Pekka Isometsä opiskelee kemian aineenopettajaksi kemian opettajankoulutusyksikössä Helsingin yliopistolla. Vapaa-aikaansa hän viettää amatööritaiteilijana ja kulttuurisnobina.

Kommentoi

Textile ohje