Student World

Na toto téma viz také starší článek: Magnety složené z falešných prvků

Tři vědci z Penn State University nyní ukázali, že oxid titanatý TiO má křivky vazebné energie elektronů ve valenčním obalu (tj. množství energie potřebné k uvolnění elektronu z určitého stavu v atomu) téměř přesně odpovídající niklu. Co je ale ještě zajímavější, k této shodě se nedostali metodou pokus-omyl, ale dokázali tuto podobnost předpovědět (v prvním přiblížení prostě pomocí počítání valenčních elektronů u jednotlivých prvků, dále podle odhadu, jak by se chovala příslušná molekula, pak bylo ještě třeba zjistit, zda vůbec existuje/je stabilní) a až následně ověřit. Vedoucí věděckého týmu A. Welford Castleman použil pro závěrečnou detekci podobností fotoelektrickou zobrazovací spektroskopii.

Podobné vlastnosti vykazovaly i jiné dvojice, ZiO a palladium nebo karbid wolframu a platina. Řada sloučenin tak z tohoto pohledu představuje „superatomy“, tj. elektrony jsou v jejich obalech uspořádány isoelektronicky ve vztahu k původním prvkům. Pro určité potřeby by tyto sloučeniny měly mít obdobnou chemickou reaktivitu či magnetické/elektrické vlastnosti jako původní atomy.

Stejně tak si vědci hráli s clustery atomů hliníku. Cluster 13 atomů hliníku se chová z pohledu vlastností svých valenčních elektronů jako jód. Přidání elektronu do jejich valenční sféry vytvoří konfiguraci odpovídající vzácným plynům. Cluster ze 14 atomů hliníku zase odpovídá kovům alkalických zemin.

Podle Castelmana není zdaleka jisté, zda je jejich metoda univerzální, zda funguje jen v určitých částech periodické tabulky nebo zda existují ještě úplně jiná „pravidla přiřazení“ sloučeniny a prvku. Ale i bez úplné znalosti nějakého celkového principu by toto zjištění mohlo mít velký význam. Například platina se používá jako katalyzátor, je ovšem drahá. Jak budou chemické reakce fungovat, pokud se ji pokusíme nahradit levnějším karbidem wolframu? Taktéž ZiO je levnější než palladium, které se uplatňuje v některých spalovacích procesech. V jiných případech by zase sloučeniny nahrazující atomy mohly být třeba lehčí (přenosná elektronika, magnety) nebo tepelně stabilnější (technologické procesy).

Zdroj: ScienceDaily

autor Pavel Houser