Resumen
El proyecto aborda el estudio de las propiedades físico-químicas del helio, haciendo especial énfasis en la formación de enlaces de este
elemento inerte con compuestos moleculares inorgánicos bajo condiciones extremas de alta presión. El helio es el elemento más inerte
de la naturaleza y es el segundo más abundante en el universo, solo por detrás del hidrógeno. Se presenta en grandes cantidades tanto
en estrellas como en planetas de gas gigantes como Jupiter o Saturno. Por otro lado, su estudio en la Tierra también ha generado
controversia desde que se encontró una diferente proporción de isotopos 3He/4He en materiales provenientes del manto terrestre con la
encontrada en la atmósfera, lo que se llamó la paradoja del helio. Teniendo en cuenta que la mayor parte de la materia se encuentra a
altas presiones (>1 GPa), el estudio de uno de los elementos más abundantes a alta presión está más que justificado. Por otro lado, la
reciente publicación de dos trabajos en los que se propone la formación de compuestos estables de helio mediante la reacción de éste
con otros sólidos (Na y As4O6) a altas presiones ha despertado el interés de la comunidad científica. En estos trabajos se han explorado dos vias diferentes para
la reacción del elemento más inerte de la naturaleza. El trabajo basado en la reacción del sodio con helio (2017) propone que la
aplicación de presión llega a localizar los electrones del sodio, que actúan como aniones, formando un electruro (Na2He) por encima de
los 113 GPa. El otro artículo liderado por el investigador principal de este proyecto, propone el atrapamiento del helio en las cavidades del
As4O6 para forzar el establecimiento de enlaces entre el arsénico y el helio (2016), cosa que ocurre a partir de solo 3 GPa. Mediante este
último método se llegó a la conclusión que se establecían entre ellos enlaces tipo puente de hidrógeno, cada vez más fuertes con la
compresión, formando un compuesto de estequiometría As4O6·2He.
El principal objetivo de este proyecto es profundizar en estos estudios previos analizando los factores que puedan ayudar a la formación
de enlaces por parte del helio con diferentes materiales y extender su estudio a presiones superiores. Estos factores (geométricos,
electronegatividad, influencia del par electrónico solitario y vias intermedias) se analizarán mediante caracterización experimental y teórica
de las propiedades estructurales, vibracionales y electrónicas bajo condiciones extremas de alta presión. Se buscará obtener el primer
compuesto de helio metaestable a condiciones ambiente, analizar los rangos de estabilidad de los compuestos estables de helio y
estudiar el cambio de propiedades que se produce en los compuestos de helio respecto a los compuestos huesped.
