KSENONAS NUGALĖTAS Spausdinti
Dar tik prieš keturis metus išleistame neorganinės chemijos vadovėlyje rašoma, kad neveikliosios (tauriosios) dujos "nepasiduoda chemijai", reiškia, nesijungia net su aktyviausiais reagentais.  Ir mūsiškės Lietuvių Enciklopedijos trylikto tomo straipsnelyje apie ksenoną teigiama, kad šis neaktyviųjų dujų elementas nereaguoja su kitais elementais ir todėl jo junginių nėra žinoma. Tai nenuostabu, nes dar šio dešimtmečio pradžioj niekas neabejojo, kad neveikliosios dujos tikrai yra vertos savo vardo. Tauriųjų dujų neaktyvumas iki 1962 metų buvo mokslinė tiesa. Tačiau tai skelbdami šiandien, skelbtume klaidą, nes ksenonas jau nugalėtas-
Neveikliųjų dujų grupę sudaro helis (He), neonas (Ne), argonas (Ar), kriptonas (Kr), ksenonas (Xe) ir radonas (Rn). Išskyrus radoną, visi šie elementai randami gamtoje, nors nedideliais kiekiais. Ore yra 0, 94 proc. argono, o helio randama žemės gelmėse kartu su naftos dujomis. Kiti šios grupės elementai labai reti — pvz., vienuo-likoj milijonų litrų oro yra tik vienas litras ksenono. Kai kurie iš šių elementų naudojami pramonėje (neono reklaminės šviesos, skysto helio šaldymo aparatai). Kiti tėra laboratorinės retenybės, nors ir labai naudingos moksliniuose tyrimuose.

Tuoj po to, kai Rayleigh ir Ram-sey 1894 m. surado argoną, o neužilgo ir kitus šios grupės elementus, mokslininkai bandė įvairiais būdais išgauti šių dujų reakciją su kitais elementais ir junginiais. Visi mėginimai buvo nesėkmingi — dujos pasirodė tikrai neveiklios. Buvo tuoj susitaikyta su faktu, kad neveikliųjų dujų junginiai neegzistuoja ir kad bandymai juos pagaminti būtų tik laiko gaišinimas. Tiesa, laikui bėgant, atsirado chemikų, bandžiusių laimę neveikliųjų dujų junginių sintezėje. Pasirodydavo ir vienas kitas straipsnis, skelbiąs pozityvius rezultatus. Bet visada tolimesni tyrimai parodydavo, kad rezultatai buvo klaidingi.

L. Pauling 1933 m., vadovaudamasis   teoriniais   apskaičiavimais, spėjo, kad kriptono ir ksenono hek-safluoridai (KrF-6 ir XeF-6) turėtų būti pakankamai pastovūs junginiai. Pauling spėjo teisingai. Tačiau praėjo beveik 30 metų, kol jo numatymas buvo patvirtintas laboratorijoje. 1962 metų pradžioje buvo paskelbta pirmo neabejotinai tikro neveikliųjų dujų junginio sintezė. Ta garbė atiteko Britų Kolumbijos universiteto profesoriui Neil Bartlett, pagaminusiam ksenono heksafluoroplatinatą, XePtF-6. Nors po to sekę tyrimai parodė, jog Bartletto izoliuota medžiaga iš tikro buvo gan komplikuotas ksenono junginių mišinys, tačiau vis tiek neveikliųjų dujų frontas jau buvo pralaužtas.

Už keleto mėnesių H. Claassen, H. Selig ir J. Malm, mokslininkų grupė dirbanti Argonne National laboratorijoj, paskelbė ksenono te-trafluorido, XeF-4, sintezę. Šį pirmąjį dvielementį ksenono junginį jie pagamino, sumaišydami ksenono ir fluoro dujas uždaram nikelio inde ir kaitindami prie 400 C. laipsnių. Toji sintezė davė beveik kvantitatyvinį kiekį bespalvių kristalų, tirpstančių prie 114 laipsnių C. ir pamažu garuojančių kambario temperatūroje (garų slėgimas tik 3 mm.). Ksenono tetrafluoridas pasirodė esąs gan pastovus junginys — uždaram inde, sausoj atmosferoj jis išsilaiko nepasikeitęs ištisus mėnesius, šio junginio sintezė nebuvo vienkartinis atsitiktinumas. Ją tuoj sėkmingai pakartojo ne tik patys išradėjai, bet ir chemikų grupė Temple universitete. Tolimesni tyrimai parodė, kad XeF-4 gali būti pagamintas naudojant ir kitokius sintetinius metodus. Kadangi junginys atrodė taip revoliuciškai naujas, mokslininkai tuoj pat ėmėsi matuoti jo fizines ir struktūrines savybes. Roentgeno ir neutronų difrakcijos matavimais nustatyta XeF-4 kristalinė struktūra. Pasirodė, kad ksenono tetrafluorido molekulė yra plokščia, su ksenono atomu vidury ir fluoro atomais reguliaraus kvadrato kampuose (F-Xe-F kampas apie 90 laipsnių).

Dar tais pačiais 1962 metais buvo izoliuotas ir ksenono difluori-das,  XeF-2,  irgi  kristalinis,   gan pastovus junginys, šiek tiek lakesnis už XeF-4, turįs aitrų, nemalonų kvapą. Ksenono difluoridą geriausiai galima pagaminti, cirkuliuojant abu elementus nikelio aparatūroje, kurios viena dalis kaitinama iki 400 laipsnių C, o kita atšaldoma iki minus 50 laipsnių C. šį junginį taip pat galima pagaminti fotocheminiu būdu. Paulin-go pramatytą ksenono heksafluo-ridą, XeF-6, pirmieji bene bus pagaminę kroatai, J. Slivniko vadovaujama grupė, nors beveik tuo pat laiku šio junginio sintezę atliko ir tyrimų grupės bent trijose kitose laboratorijose. Ksenono heksafluo-ridas, kaip ir jo pirmtakai, yra bespalvis, kristalinis, bet labiau lakus ir tikriausiai mažiau pastovus junginys. Prie 46 laipsnių C. jis tirpsta į geltoną skystį ir duoda geltonus garus. Heksafluorido struktūra dar kol kas galutinai nenustatyta.

Seligui ir bendradarbiams paskelbus pirmuosius duomenis apie ksenono tetrafluoridą, daugelis tyrimų grupių tiesiog šoko per naujai atvertas neveikliųjų dujų chemijos duris. Dviejų metų bėgyje pasirodė pluoštai straipsnių, skelbiančių naujus sintetinius atsieki-mus, naujų junginių matavimus, teoretines struktūros interpretacijas.- Tuoj buvo surasti junginiai su ksenono-deguonio jungtim. D. F. Smith 1963 m. pagamino ksenono oksitetrafluoridą, XeOF-4, bespalvį, pastovų skystį. Hidrolizuo-jant XeF-4, buvo gautas ksenono trioksidas, XeO-3, bespalvių kristalų pavidalu. Tai gerokai nepastovus, dažnai susprogstantis junginys. Dar mažiau pastovus yra ksenono tetroksidas, XeO-4. Trioksidas tirpsta vandeny, duodamas stipriai rūgštų tirpalą, kseninę rūgštį. Izoliuotos ir aukštesnio oksidacijos laipsnio yra ksenono rūgščių druskos, kaip Na-4XeO-6, Ba-2XeO-6.

Neveikliųjų dujų chemija nesiriboja vien ksenonu. Argonne laboratorijos chemikai Fields, Stein ir Zirin sėkmingai reagavo radoną su fluoru ir izoliavo radono fluoridą, pastovią, kristalinę medžiagą. Grosse ir Kirshenbaum 1963 m. pagamino kriptono tetrafluoridą, KrF-4, kuris pasirodė esąs mažiau pastovus už panašius ksenono junginius. Argono, neono ir helio junginių iki šiol dar nepavyko pagaminti. Teoretikai, remdamiesi naujausiom hipotezėm, spėja, kad šių lengvesnių dujų junginiai bus kur kas nepastovesni, gal net tiek nepastovūs, kad jų niekad nebus galima izoliuoti. Kai kurie apskaičiavimai rodo, kad pvz. helio-fluo-ro junginiai neturėtų egzistuoti net prie labai žemos temperatūros. Nors skaičiavimo mašinų ir vis gilėjančio cheminės jungties pažinimo dėka teoretikų apskaičiavimai darosi tikslesni, šiuo metu vis tik dar per drąsu teigti, kad likusieji trys neveikliųjų dujų elementai taip ir liks niekad neįveikti.

Ksenono chemija moksliniam pasaulyje gimė staigiu sprogimu — iki 1962 metų visiškai nieko, o jau 1964 metais visa eilė pagamintų junginių, per 200 mokslinių straipsnių, platus interesas šia sritim ir jokios abejonės, kad ksenonas jau pajungtas. Kodėl viskas taip staiga? Kodėl šie atradimai nebuvo padaryti prieš dešimtį, prieš dvidešimtį metų? Be abejo, tam buvo ir rimtų techninių priežasčių. Neabejotina, kad paskutinio dešimtmečio pažanga laboratorinės technikos, fizinių matavimų ir cheminės teorijos srityse, raketų kuro reikalavimų paskatinta pažanga fluoro chemijoj padėjo atsirasti ir ksenono chemijai. Tačiau bene svarbiausia priežastis, suvėlinusi šiuos atradimus, buvo vyraujantis įsitikinimas, jog neveikliųjų dujų chemija iš viso neįmanoma. Tuo įsitikinimu buvo kartojama dažna klaida, kad kas nesurasta ar nepažįstama, tas ir neegzistuoja. Prasilaužti pro tokį negatyvų nusistatymą reikėjo ne tik atkakliai darbščių, bet ir kūrybingų, originalios fantazijos mokslininkų, kurie dar kartą įrodytų, kad nesurasta tiesa nebūtinai reiškia tos tiesos nebuvimą, bet dažniausiai nepavykusį ar nepakankamą jos ieškojimą.

1. E. S. Gould, Inorganic Reactions and Structure, 123 p., Holt, Rinehart and Vinston, Inc., New York, 1962.

2.    J. G. Malm, H. Selig, J. Jortner, S. A. Rice, Chemical Reviews, vol. 65, 199 p., 1965.