高圧下における三水素化ナトリウム（NaH₃）の構造と安定性に関する研究

要約

ダイヤモンドアンビルセルを用いた高温高圧実験（最大78 GPa）により、NaHと過剰H₂の反応性を検討した。27 GPa以上・約2000 KでNaHを加熱するとNaH₃が生成し、斜方晶系構造を示すことが粉末X線回折で確認された。ラマン分光法では、NaH格子内に準分子状H₂が存在し、50 GPaにおいて純H₂と比較してストレッチモードが約120 cm⁻¹低波数シフトすることが示された。NaH₃は室温加圧下で少なくとも78 GPaまで安定であり、18 GPa以下で分解する。27〜75 GPaの範囲でNaHを過剰H₂中で加熱しても、NaH₃以外のナトリウム多水素化物は生成しなかった。

メカニズム

NaH格子内に準分子状H₂が取り込まれ、高圧下でNaH₃の斜方晶系構造が安定化する。18 GPa以下では構造が分解し、さらなる水素化は進行しない。