Литий и переход водорода в металлическое состояние
17.10.2009 г.

Image

Результаты теоретических исследований позволяют группе Евы Зурек (Eva Zurek) заявлять, что при повышенных давлениях литий может способствовать переходу водорода в металлическое состояние и образованию систем, проявляющих сверхпроводимость при комнатной температуре.

При сжатии характер образующихся структур зависит от стехиометрического соотношения лития и водорода, соответственно могут реализоваться различные способы перехода водорода в металлическое состояние. (Li – зеленый; H – лиловый или белый). Рисунок из Proc. Natl. Acad. Sci. USA, DOI: 10.1073/pnas.0908262106>

Попытки лабораторного получения чистого металлического водорода до настоящего времени не увенчались успехом, поскольку необходимое для этого давление (около 400 гигапаскалей) невозможно создать с помощью приложенных стационарных сил. Зурек с соавторами использовала компьютерное моделирование для определения энтальпий ряда комплексов типа LiHn, которые, в соответствии с результатами расчетов, могут представлять собой устойчивые металлические материалы уже при давлении 100–165 ГПа.

Было обнаружено, что LiH2 и LiH3 образуют структуру, в которой молекулы H2 играют роль гостей в «хозяине» – ионной кристаллической решетке Li+H–. Перекрывание волновых функций H– и H2 приводит к появлению у LiH2 и LiH3 металлических свойств.

В системах LiH4, LiH6 и LiH8 в молекулах водорода происходит существенное удлинение связи Н–Н, в результате чего металлические свойства обуславливаются переносом электронов на водород с атомов лития. Исследователи заявляют, что полученные ими результаты могут быть использованы для разработки экспериментального подхода к получению металлического водорода.

Источники:

1. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, DOI: 10.1073/pnas.0908262106

2. ChemPort