Inerta gaser som argon bildar vanligtvis inte kemiska bindningar förutom under extrema förhållanden, som den isande kylan i yttre rymden. Som delas i Proceedings of the National Academy of Sciences, ett internationellt team av forskare har utvecklat ett banbrytande tillvägagångssätt för att designa och generera gasformiga joner som binder även argon vid rumstemperatur. Denna överraskande innovation skapar möjligheter att aktivera inerta föreningar och grundämnen och använda dem på nya sätt.

Forskare förlitade sig på positivt laddade joner när de försökte binda argon tidigare. De ansåg att dessa joner var "elektrofiler" på grund av en affinitet för att dela elektroner. Det nya tillvägagångssättet introducerar en till synes kontraintuitiv idé. Särskilda negativt laddade joner kan fungera som superelektrofiler. Detta unika sätt att se på bindning öppnar dörren till fundamentalt nya möjligheter.

Forskare från Tysklands universitet i Leipzig, Universitetet i Wuppertal, och University of Bremen tillsammans med kollegor vid University of the Free State i Sydafrika, University of Washington, Purdue University, Pacific Northwest National Laboratory, och EMSL, the Environmental Molecular Sciences Laboratory, för att svara på en förbryllande fråga. Under vilka väldefinierade omständigheter kan negativt laddade joner göras tillräckligt reaktiva för att binda till argon? De ansåg att en byggnadsställning av negativt laddade atomer runt ett starkt positivt laddat centrum kunde vara exceptionellt reaktivt och visa andra bindningsegenskaper än enbart en mycket reaktiv positivt laddad jon. För att validera konceptet, de syntetiserade den mest stabila dubbelt negativt laddade molekyl som någonsin undersökts. Förfining av den visade ytterligare att ett negativt laddat fragment av det spontant kunde binda med argon vid rumstemperatur. Genom att använda EMSL:s lågtemperaturfotoelektronspektroskopiutrustning i kombination med beräkningsstudier på hög nivå, de karakteriserade denna molekyl som mycket reaktiv och strukturellt stabil. Arbetet kan leda till aktivering av andra inerta föreningar och grundämnen.