Natrium helida
Natrium helida atau dinatrium helida[2] (Na2He) adalah sebuah senyawa dari natrium dan helium yang stabil pada tekanan tinggi di atas 113 gigapascal (1.130.000 bar). Senyawa ini pertama kali diprediksi[3] menggunakan algoritme prediksi struktur kristal USPEX dan kemudian disintesis pada tahun 2016.[4]
 | |
| Penanda | |
|---|---|
Model 3D (JSmol) | |
| 3DMet | {{{3DMet}}} |
| Nomor EC | |
| Nomor RTECS | {{{value}}} |
| |
| |
| Sifat | |
| HeNa2 | |
| Massa molar | 49,98 g·mol−1 |
| Struktur[1] | |
| Fluorit, cF12 | |
| Fm3m, #225 | |
a = 3,95 Å pada tekanan 300 GPa | |
| Senyawa terkait | |
Kation lainnya | Litium helida |
Kecuali dinyatakan lain, data di atas berlaku pada suhu dan tekanan standar (25 °C [77 °F], 100 kPa). | |
| Referensi | |
Sintesis
Na2He diprediksi stabil secara termodinamika di atas tekanan 160 GPa dan stabil secara dinamika di atas 100 GPa. Artinya, senyawa ini seharusnya dapat terbentuk pada tekanan yang lebih tinggi dan kemudian didekompresi hingga mencapai 100 GPa, tetapi di bawah tekanan tersebut senyawa ini akan terurai. Dibandingkan dengan senyawa biner lain dari unsur-unsur lain dan helium, senyawa ini diprediksi stabil pada tekanan terendah dari kombinasi tersebut. Sebagai contoh, senyawa helium–kalium diprediksi membutuhkan tekanan yang jauh lebih tinggi, hingga mencapai beberapa terapascal.
Bahan ini disintesis dengan meletakkan lempengan natrium kecil dalam sel paron intan bersama dengan helium pada tekanan 1600 bar dan kemudian mengompresnya hingga 130 GPa dan memanaskannya hingga suhu 1.500 K dengan laser.[4] Natrium helida diprediksi akan menjadi insulator dan bersifat transparan.[4] Pada tekanan 200 GPa, atom natrium memiliki muatan Bader sebesar +0,599, helium memiliki muatan −0,174, dan titik dua-elektron masing-masing mendekati −0,511.[4] Fase ini dapat disebut sebagai natrium helium elektrida. Natrium helida melebur pada suhu tinggi, mendekati 1.500 K, jauh lebih tinggi daripada titik lebur natrium. Ketika didekompresi, ia dapat mempertahankan bentuknya hingga tekanan serendah 113 GPa.[4] Saat tekanan meningkat, atom natrium diperkirakan akan mendapatkan lebih banyak muatan positif, helium kehilangan muatan negatif, dan kerapatan elektron bebas meningkat. Energi dikompensasi oleh penyusutan relatif dari atom helium dan ruang untuk elektron.[1]
Struktur
Natrium helida memiliki struktur kristal kubik, menyerupai struktur kristal fluorit. Pada tekanan 300 GPa, tepi dari suatu sel unit dalam kristal memiliki a = 3,95 Å. Setiap sel unit mengandung empat atom helium di pusat permukaan dan sudut kubus, dan delapan atom natrium pada koordinat di tengah-tengah antara pusat dan setiap sudut. Pasangan elektron (2e−) diposisikan di setiap tepi dan pusat sel unit.[catatan 1] Setiap pasangan elektron memiliki pasangan spin. Kehadiran elektron-elektron yang terisolasi ini menjadikannya sebuah elektrida. Atom helium tidak berpartisipasi dalam ikatan apa pun; namun, pasangan elektron dapat dianggap sebagai ikatan dua-elektron delapan-pusat.[4]