Bij 113 gigapascal vormen natrium en helium een stabiele verbinding. En met zuurstof er bij is 15 GPa misschien al genoeg, schrijft een internationaal gezelschap in Nature Chemistry.

In het binnenste van een planeet haal je dat soort drukken gemakkelijk en kunnen zulke verbindingen gewoon bestaan, schrijft eennalaatste auteur Alex Boldyrev in een begeleidend persbericht. Maar onder mildere omstandigheden heeft het altijd zo onmogelijk geleken dat helium überhaupt ergens een stabiele verbinding mee zou kunnen vormen, dat het hem en zijn collega’s twee jaar heeft gekost om de waarneming gepubliceerd te krijgen.

Nadat computersimulaties hadden voorspeld dat Na₂He moest kunnen bestaan, hebben ze het uitgeprobeerd door Na samen te persen tussen twee diamanten aambeelden, in een heliumatmosfeer, terwijl een laser het geheel verhitte. Röntgendiffractie let zien dat het natirum boven de 113 GPa van structuur begon te veranderen, kennelijk doordat helium in het rooster werd opgenomen.

Een sterke verhoging van het smeltpunt was een extra indicatie dat een nieuw materiaal ontstond. Puur natrum smelt even voorbij 550 K, maar wat bij 140 GPa tussen de aambeelden zat was zelfs bij 1.500 K nog een vaste stof.

Uit de simulaties valt op te maken dat Na₂He een electride moet zijn, met een kristalstructuur waarin losse valentie-elektronen voor anion spelen. Die structuur is kubisch, waarbij de door acht natriumkernen gevormde kubusjes afwisselend met een heliumatoom of met twee elektronen zijn gevuld.

De simulaties voorspellen tevens dat Na₂HeO al stabiel zou moeten zijn bij veel lagere drukken, in het gebied tussen 15 en 160 GPa. O^2- zou dan in het kristalrooster de plek van de elektronenparen overnemen. Maar of je dit ook experimenteel kunt bereiden, is de vraag.

bron: Utah State University