Относительно недавно появились сообщения об устойчивости аниона OHeF¯, условно изоэлектронного гидрофторид-аниону HF2¯; атом гелия в нём, однако, сильно смещён в сторону кислорода, как если бы в HF2¯ были короткая ковалентная и длинная водородная связи. Возможно, тетраметиламмониевая соль этого аниона будет существовать при низких температурах, однако анион является метастабильным, т.к. энтальпия его диссоциации на He и OF¯ в газовой фазе составляет -205 кДж/моль (M06/AUG-cc-pV5Z).
Но есть и электронейтральные метастабильные частицы, содержащие химически связанный гелий: например, по аналогии с синтезированным HArF предсказан гидрофторид гелия HHeF. В таких молекулах атом гелия обычно находится в потенциальной яме между двумя атомами фтора, кислорода или водорода, однако энтальпия выхода атома гелия из такой ямы всегда отрицательна. Ниже приведены сведения о нескольких гелийсодержащих молекулах, рассчитанных DFT на уровне теории M06/cc-pV5Z (для последней частицы добавлены диффузные функции):
Код: Выделить всё
частица | ВЗМО(эВ) | НСМО(эВ) | длина связи(Å) | частота(см-1) | диссоциация, кДж/моль
-------------------|----------|----------------|---------------|---------------------
FHeF | -12.9 | -4.2 | 1.20 | 1912 | -323
HHeF | -8.9 | -2.8 | 0.82/1.43 | 2729/956 | -242
HHeH | -6.8 | -2.8 | 1.19 | 1333 | -657
HHeOH | -7.5 | -2.5 | 0.91/1.49 | 2097/822 | -682
FHeOH | -10.9 | -3.5 | 1.31/1.23 | 1672 | -384
FHeOCF3 | -11.6 | -4.9 | 1.29/1.29 | 1680 | -397
HeO | -10.0 | -4.7 | 1.32 | 570 | -226Однако мне ещё не попадались сведения о действительно стабильных гелийсодержащих частицах, т.е. таких, для которых отрыв атома гелия требует затраты энергии (комплексы внедрения вроде He@C60 и всякие клатраты здесь не в счёт, т.к. там гелий связан скорее механически, чем химически).
Я занялся поиском таких частиц в замечательную ночь на 1 апреля, и вскоре мне удалось предсказать молекулу, в которой атом гелия связан с другим атомом химической связью энергией более 10 кДж/моль. На удивление, этот другой атом оказался вовсе не фтором и не кислородом, а атомом бериллия:
Указанная частица изоэлектронна 3D-ароматическому азаборану B11NH12, однако в ней фрагмент BH в пара-положении замещён на фрагмент BeHe. Расчёты на уровне теории M06/cc-pVTZ говорят, что длина связи Be-He составляет 1.67 Å; частота колебаний атома гелия вдоль этой связи составляет 332, а поперёк 152 см-1; энергии ВЗМО и НСМО молекулы соответственно равны -7.9 и -0.5 эВ. Все эти данные свидетельствуют о заметной стабильности указанного вещества и даже возможности его прямого синтеза из HN(B10H10)Be и гелия при низких температурах.
Форум портала chemport.ru - первый, с кем я делюсь этим маленьким открытием
получены "предсказания".
