Аргон покорился синтетикам

Во многих химических руководствах говорится, что лишь три химических элемента не образуют соединений: гелий, неон и аргон. И только в самом конце прошлого века этот короткий список стал еще короче. Химия аргона развивается и сегодня.

История химии «инертных» газов начинается в 1933 г., когда Лайнус Полинг теоретически предсказал возможность образования стабильных производных самых тяжелых нерадиоактивных благородных газов криптона и ксенона.
Правда, до практической реализации предсказания пришлось ждать почти три десятилетия – лишь в 1962 г. Нейл Бартлет провел реакцию ксенона с гексафторидом платины и получил XePtF₆. Последующие открытия не заставили себя ждать. Были выделены и изучены такие простые фториды, как XeF₂, XeF₄, XeF₆, взрывчатый XeO₃, оксифториды, HXeCl, многочисленные комплексные фториды с катионами XeF⁺, , Xe₂, XeO и анионами Xe, Xe, XeO и др. Был получен уникальный дифторид криптона – вещество, которое при умеренных температурах выделяет атомарный фтор и поэтому обладает необычно высокой реакционной способностью.
Сейчас уже нет сомнений в том, что существуют и фториды радона, хотя из-за радиоактивного распада этого вещества его соединения неустойчивы.
Знаменательна публикация в августовском выпуске 2000 г. лондонского журнала «Nature» (т. 406,
с. 874), первым автором которой значится финский химик Л.Хрящев. Оказывается, при облучении смеси Ar с HF светом с длиной волны 127–160 нм вещества соединяются друг с другом и образуют HArF. Правда, для этого смесь необходимо держать при 7,5 К, когда оба реагента твердые, а узнать о том, что реакция прошла, удалось лишь по появлению новых полос в спектрах поглощения.
Молекула HArF скорее всего (об этом свидетельствуют спектры) имеет линейное строение. Вещество крайне неустойчиво и при нагревании до температуры выше 27 К разлагается на компоненты, из которых его синтезировали. Однако открытие имело принципиальное значение, проложило путь к выделению новых химических соединений аргона и сделало небесперспективными поиски химических соединений неона и даже гелия.
В 2002 г. сотрудники университета Вирджинии (США) по реакции атомов урана с молекулами СО при температуре –270 °С в матрице из замороженного неона выделили довольно интересное соединение – CUO, молекула которого линейна (публикация появилась в февральском номере журнала «Science» за 2002 г.). Образование нового соединения подтвердили его спектры. Когда эксперимент повторили в матрице замороженного аргона, спектры оказались иными и поставили исследователей в тупик.
Поисками разгадки занялись ученые университета штата Огайо, которые теоретически рассчитали спектры самых разных по составу и строению веществ в системе из четырех атомов и, к своему удивлению, обнаружили, что совпадение с экспериментально наблюдаемыми частотами происходит только при допущении, что образуются химические связи аргона с ураном. В молекуле CU(Ar)O уран должен быть связан с тремя другими атомами. Вот как это выглядит (атом аргона – самый светлый):

Для проверки и подтверждения гипотезы были проведены новые синтезы, в которых использовали смеси аргона с неоном, а также с ксеноном и криптоном. Как и следовало ожидать из дополнительных расчетов, в результате новых экспериментов были обнаружены соединения CUO с Xe и Kr. Более того, оказалось возможным выделить соединения, в состав которых входят четыре атома благородного газа:

Что же дальше? В октябре 2003 г. в «Journal of Physical Chemistry» появились результаты расчетов, показывающие вероятность существования соединений со связями Ar–Si и Ar–C: FArSiF₃ и FArCCH. Низкотемпературная химия благородных газов развивается.

Материал подготовил
Э.Г.РАКОВ