Соль из платины

Объединив цезий, платину и водород, можно получить соединение, которое будет совсем не похоже ни на платину, ни на цезий, ни тем более на водород.

Интерметаллическая двойная платиновая соль – именно так называется соединение, синтезированное химиками из Эймской лаборатории (США). Его название может легко напугать человека, далёкого от химии, однако, разобравшись, что это такое, и преодолев страх перед непонятными словами, мы окажемся перед вполне разумным вопросом: «как?» Как вообще можно получить такое соединение? А человек практического склада ума может спросить ещё и зачем нужны двойные платиновые соли.

То вещество, которое удалось получить исследователям, имеет химическую формулу Cs₉Pt₄H и представляет собой прозрачные кристаллы красного оттенка. Правда, подержать их в руках не получится: каждый кристалл размером в десять раз меньше миллиметра, а самое главное – они чрезвычайно боятся кислорода и воды. Получали Cs₉Pt₄H так: смешали вместе порошок мелкодисперсной платины, металлический цезий, а также его гидрид, а затем расплавили смесь дуговым электрическим разрядом. Результат стал неожиданностью даже для экспериментаторов, поскольку обычно продуктом подобных реакций становятся сероватые сплавы, а никак не симпатичные кристаллы.

Так что же она такое, интерметаллическая двойная соль? Каждое слово здесь определяет класс химических соединений. Самый общий класс, конечно, это соли: кристаллические вещества, состоящие из положительно и отрицательно заряженных частиц. Привычная для нас поваренная соль состоит из ионов натрия (заряженных положительно) и ионов хлора (заряженных отрицательно). Как правило, положительный заряд в солях несут атомы различных металлов, а отрицательный – атомы неметаллов. (Хотя и те, и другие могут быть не одиночными атомами, а группами атомов, разделёнными по тому же принципу.)

Однако наша платиновая соль не простая, а интерметаллическая – то есть и в роли положительной, и в роли отрицательной частицы в ней выступают разные металлы. Тут нужно уточнить отличие интерметаллической соли от металлического сплава. Если вы сплавите вместе два разных металла, то в результате получите некое вещество, свойства которого будут вполне металлическими, пусть и отличающимися от «исходников». Например, металлы в сплавах сохраняют способность проводить электрический ток – это особенность электронной структуры вещества. А вот совсем другой расклад получается, если два металла объединяться в соль – тогда полученное вещество перестаёт быть металлом и начинает проявлять абсолютно другие свойства.

Классический пример такой интерметаллической соли – аурид цезия, желтое кристаллическое вещество, которое получается при нагревании металлических цезия и золота. Аурид цезия может, к примеру, растворяться в жидком аммиаке, что, согласитесь, совсем не характерно для металлов. Если же кому-то захочется получить из него золото, то достаточно бросить соль в воду, и в результате реакции выделится вожделенный жёлтый металл. Но коль скоро золото ведёт себя таким образом, то почему бы не последовать за ним и другому благородному металлу – платине?

Сказано – сделано, и в начале 2000-х химики из университета Макса Планка в Германии получают платинид того же цезия, то есть почти ту самую интерметаллическую платиновую соль. Осталось только сделать её двойной. Соль называют двойной, если в ней есть две разные положительно заряженные частицы и одна заряженная отрицательно, или же наоборот, как в случае с нашей сложной солью, Cs₉Pt₄H, которую синтезировали сотрудники Эймской лаборатории. (Полностью результаты их экспериментов описаны в статье в Angewandte Chemie.)

Атомы цезия здесь играют роль положительно заряженных частиц, а платина и водород – отрицательно заряженных. В таком веществе платина больше напоминает по свойствам хлор в поваренной соли, нежели какой-то металл. Синтез таких нестандартных соединений – это не просто удовлетворение химического азарта, вроде «смотрите, какие вещества мы умеем варить» (хотя, конечно же, без него не обходится). Такие вещества с необычными конфигурациями элементов проявляют нестандартные свойства, в том числе вызванные различными электронными эффектами. Например, стабильность интерметаллических солей платины связана с проявлением релятивистских эффектов, которые характерны для «тяжёлых» атомов.

Так что даже неорганическая химия даже в наше время может дарить необычные сюрпризы, вроде таких вот неожиданных веществ. Да и согласитесь, ведь просто забавно из двух самых настоящих металлических металлов получить «неметаллические» маленькие красные кристаллы.