Восемь - это на самом деле конец: до сих пор были известны только химические соединения, в которых атомы отдают максимум восемь электронов своему партнеру по реакции. Однако теперь международная группа исследователей впервые обнаружила молекулу со степенью окисления IX. В этом четырехокиси иридия иридий потерял даже девять электронов, как сообщают исследователи в журнале Nature.
С кем сочетается химический элемент, зависит, среди прочего, от его положения в периодической таблице элементов. Потому что, к какой группе относится элемент, также видно, сколько внешних электронов имеет атом этого элемента. Когда атом образует химическую связь, он обменивается электронами со своим партнером.
Обмен для взаимной выгоды
В случае поваренной соли, например, натрий отдает свой единственный электрон, вращающийся на внешней оболочке, который поглощает хлор. В результате оба атома теперь имеют полную внешнюю оболочку - и, следовательно, стабильное состояние. Степень окисления показывает, какой партнер в соединении получил или потерял, сколько электронов. В случае хлорида натрия это будет +I для натрия, потому что он потерял электрон и, следовательно, заряжен положительно.
Раньше степень окисления в положительном диапазоне могла иметь значения только от I до VIII - так думали люди. К молекулам со степенью окисления VIII относятся, например, соединения инертного газа ксенона, который несет на своей внешней оболочке восемь электронов, а затем полностью включает их в связь.
Ион оксида иридия с рекордной степенью окисления
Но теперь Гуаньцзюнь Ван из Университета Фудань в Шанхае и его немецкие и канадские коллеги открыли химическое соединение с ранее неизвестной и чрезвычайно высокой степенью окисления. Соединение представляет собой оксид переходного металла иридия. «Иридий имеет девять валентных электронов и поэтому считался элементом с наибольшей вероятностью еще более высоких степеней окисления», - объясняют исследователи.
Химическое соединение IrO4 изначально имеет «нормальную» степень окисления VIII - восемь электронов связаны с кислородом, по два с каждым атомом О. Однако теперь исследователям удалось в особых условиях удалить девятый внешний электрон из иридия, так что образовался четырехокисный катион иридия [IrO4]+. «В этом ионе иридий находится в формальной степени окисления IX», - сказали исследователи.
Измерения показывают, что это ионизированное состояние четырехокиси иридия на самом деле довольно стабильно. Недавно открытое соединение иридия относится к группе оксидов металлов и может быть использовано в будущем, например, в качестве сильного окислителя для химических реакций.