Органическая химия криптона

Ранее в нашей газете сообщалось об удивительном соединении аргона HArF, которое было выделено финским ученым Леонидом Хрящевым (см.: «Химия», № 25–26/2004). Недавно химия благородных газов продвинулась еще дальше: удалось получить первое соединение со связью криптон–углерод. И вновь открытие было сделано в Финляндии.

Группа ученых из университета Хельсинки сумела синтезировать HKrCCH (J. Amer. Chem. Soc., 2003, v. 125, p. 6876), положив тем самым начало органической химии, а возможно, и биохимии благородных газов.
Химические соединения благородных газов удалось открыть более 40 лет назад. Однако в большинстве своем это соединения со фтором, соединения включения с водой (газовые гидраты) или с органическими соединениями (клатраты), а также неустойчивые неорганические соединения. Наибольшее число таких веществ образует один из самых тяжелых благородных газов – ксенон. Все изотопы еще более тяжелого газа радона имеют крайне малое время жизни и быстро распадаются, поэтому о химии радона говорить трудно.
Для криптона, атомная масса которого заметно меньше массы ксенона, химические соединения были получены позже и в меньшем количестве. Наиболее типичными соединениями являются дифторид криптона и его малоустойчивые производные, например , в которых дифторид проявляет свойства основания Льюиса. Дифторид криптона – одно из немногих соединений, которое разлагается с выделением атомарного фтора. Получают его также по реакции с атомарным фтором.
Удивительно, что в недавно открытой реакции криптона участвовал ацетилен, который не столь химически активен, как атомарный фтор или фториды платины. В линейной молекуле ацетилена атомы углерода связаны между собой весьма прочной тройной связью и находятся на коротком расстоянии друг от друга (0,12 нм). Энергия тройной связи велика и составляет 836 кДж/моль.
Ацетилен способен участвовать в реакциях присоединения Сl₂, HCl, а в присутствии катализаторов присоединяет H₂, Н₂О, спирты и т.д., причем часто требуется нагревание. Для присоединения криптона этот прием не годится.
Хрящев и его сотрудники пошли другим путем.
Смесь криптона с ацетиленом охладили до –263 °С (10 К), переведя оба компонента в твердое состояние. Замороженную смесь облучили УФ-светом. В этих условиях атомы водорода отрываются от молекул ацетилена, поскольку связь С–Н значительно более слабая, чем СС. При последующем небольшом нагревании активные частицы С₂ связывались не только с водородом, но и с криптоном, образуя HKrCCH.
Синтез был проведен по методу, близкому к синтезу в матрицах благородных газов, когда атомы этих газов используются лишь как инертная среда. Однако здесь криптоновая матрица служила реагентом. Для подтверждения реакции также использовался обычный прием – регистрация инфракрасных спектров поглощения.
Первое органическое производное криптона, как и большинство других органических веществ, является восстановителем и должно было бы гореть на воздухе. Полученные до этого соединения криптона стояли в ряду сильнейших окислителей.
Криптон значительно тяжелее воздуха, поэтому «воздушный» шарик, наполненный криптоном, опустится на пол. Ацетилен легче воздуха, им можно наполнять резиновые оболочки. Соединение HKrCCH содержит ковалентные связи и, можно предположить, тоже было бы летучим, если бы не было крайне неустойчивым.
Однако трудно ожидать, что новооткрытый газ заменит ацетилен в газовых горелках, а также водород или гелий в воздушных шариках и шарах-зондах.

Материал подготовил Э.Г.РАКОВ