ГИДРИД ИРИДИЯ ОБРАЗУЕТСЯ ПОД ВЫСОКИМ ДАВЛЕНИЕМ

ГИДРИД ИРИДИЯ ОБРАЗУЕТСЯ ПОД ВЫСОКИМ ДАВЛЕНИЕМ

Совместное сжатие иридия и водорода при ультравысоком давлении позволяет получить новый, неописанный ранее гидрид металла, имеющий высокое содержание водорода и необычное строение кристаллической решетки.

Возникший в последние годы интерес к гидридам металлов обусловлен тем, что эти вещества могут использоваться для обратимого запасания водорода. Очевидно, что такой плотный и дорогой металл, как иридий, вряд ли может стать компонентом для практически используемого резервуара для водорода, однако результаты работы по исследованию особенностей получения гидрида иридия могут стать основой для поиска путей синтеза новых гидридов.

Исследователи из группы Евгения Григорянца (Eugene Gregoryanz) из Университета Эдинбурга сжимали водород и иридий с помощью алмазной наковальни – устройства, способного создавать огромное давление. Исследователи осуществляли постепенное сжатие образца с одновременным нагревом лазером и слежением за системой с помощью метода рентгеновской дифракции. При давлении 550 ГПа дифракционная картина образца изменилась.

Кристаллы иридия отличаются гранецентрированной кубической решеткой, при давлении 550 ГПа эта структура переходит в простую кубическую решетку, в которой атомы иридия не располагаются на гранях элементарных ячеек кристаллической решетки. Хотя с помощью методов рентгеноструктурного анализа и невозможно обнаружить атомы водорода, на основании теоретических исследований можно предположить, что эти грани заняты именно атомами водорода. Такие результаты могут считаться беспрецедентными для гидридов металлов, в которых атомы водорода занимают место между атомами металла, формируя так называемую межщелевую конфигурацию гидрида. Расчеты показывают, что новому гидриду иридия соответствует формула IrH₃, в то время, как в большинстве родственных по структуре гидридов на один атом метала приходится один или (реже) два атома водорода.

Как отмечает Григорянц, исследователи полагают, что атомы водорода занимают положение на гранях куба, но не уверены в этом на 100%, подчеркивая, что полученная структура необычна и на настоящий момент обладает еще и неизвестными на настоящий момент свойствами.

Специалист по химии иридия из Йельского Университета Роберт Крабтри (Robert Crabtree) отмечает, что результаты новой работы наглядно демонстрируют то, что образование тригидрида иридия представляет собой наглядный пример того, какие уникальные результаты можно получить, используя высокое давление.

Ашкан Саламат (Ashkan Salamat) из Гарварда, специалист по реакциям, протекающих при экстремально высоком давлении, отмечает, что высокое содержание водорода в гидриде благородного газа не только является наблюдением, важным для разработки дополнительных подходов к созданию материалов для хранения водорода, но и демонстрирует возможности использования высокого давления для получения веществ с необычным составом и строением.

Источник: Phys. Rev. Lett., 2013, 111, 215503 (DOI: 10.1103/PhysRevLett.111.215503)