Heeliumi, neooni, argooni, krüptooni, ksenooni ja radooni ei suudetud pikka aega panna reageerima ühegi tuntud ainega, seepärast antigi neile nimeks inertgaasid. Esimene ksenooniühend ja kümmekond järgmist inertgaasiühendit saadi 1960. aastail, mil otsustati ka nimetus intertgaas asendada nimetusega väärisgaas. Kuni viimase millenniumivahetuseni polnud siiski saadud ühendeid heeliumi, neooni ja argooniga. Seepärast ongi osutunud väga oluliseks Helsingi teadlaste viimaste aastate jõupingutused argooni alistamiseks.

Väärisgaaside epopöa algas 1868. aasta päikesevarjutusega. Nimelt uurisid tookord spektroskoobiga Päikest kaks meest – Prantsuse õpetlane Jules Janssen Indias ja Inglise teadlane Joseph N. Lockyer Londonis. Mõlemad avastasid spektris eredaid kollaseid jooni, mis polnud iseloomulikud ühelegi sel ajal tuntud keemilisele elemendile. Teadlased arvasid, et uus element on metall, mida Maal ei leidu. Päikese kreekakeelse nimetuse helios järgi sai uus element nimeks heelium.

Veerand sajandit hiljem võrdlesid teadlased õhust eraldatud lämmastiku ja lämmastikuühenditest saadud lämmastiku tihedust. Õhulämmastik osutus raskemaks, kuid mõistetavat seletust sellele ei leitud. Lõpuks selgus, et see nii-öelda õhulämmastik sisaldab lisandina veel kuut gaasilist lihtainet, mida kokku on õhus vaid üks protsent. Üks neist on ka Päikesel avastatud heelium, lisaks veel neoon, argoon, krüptoon, ksenoon ja radoon. Nende gaaside ühiseks iseloomulikuks omaduseks on aga keemiline inertsus. Neid ei suudetud reageerima panna ühegi tuntud ainega. Seepärast anti neile inertgaaside nimi ja paigutati nad Mendelejevi tabelis null-rühma. Keemikud olid gaaside inertsuses niivõrd veendunud, et edasisi uurimisi ei tehtudki. Kahekordne Nobeli preemia laureaat Linus Pauling soovitas küll juba 1933. aastal uurida fluori mõju inertgaasidele, kuid teda ei võetud kuulda.

Neil Bartletti hämmastav avastus

Noor Kanada teadlane Neil Bartlett uuris 1962. aastal plaatinaheksafluoriidi omadusi ja selgitas välja, et see tugev oksüdeerija reageerib isegi hapnikuga, võttes hapniku aatomilt elektroni. Teatavasti liidab hapniku aatom tavaliselt reageerimisel elektrone. Tekkinud ebaharilikus ühendis oli aga hapnik loovutanud elektroni ja muutunud katiooniks ehk positiivse laenguga iooniks. Bartlett teadis, et hapniku ja inertgaas ksenooni aatomite ionisatsioonienergiad on samas suurusjärgus. Järelikult peaks plaatinaühend reageerima ka ksenooniga. Katse kinnitas ootusi. Kolvis, kus lähteaineid segati, moodustus oranþi värvusega uus aine – esimene inertgaasiühend. Kogu maailmas algasid sellealased uuringud ja peatselt oli saadud juba kümmekond inertgaasiühendit. Rahvusvahelisel konverentsil otsustati asendada nimetus inertgaas nimetusega väärisgaas ja null-rühm asendati Mendelejevi tabelis VIIIA-rühmaga.

Tänaseni on saadud juba mitusada väärisgaasiühendit, ent kuni käesoleva millenniumini polnud see õnnestunud heeliumi, neooni ja argooni puhul. Need kolm gaasi säilitasid oma inertsuse veel neljaks aastakümneks. Aeg-ajalt teatati küll kõrgtemperatuuril plasmas tekkinud argooni ühendeist, ent need eksisteerivad vaid väga kõrgel temperatuuril lühikest aega, mistõttu ei loeta neid ühendite hulka. Madalatel temperatuuridel saadi ka omalaadseid osakesi – niinimetatud klatraate, milles vee molekulidest moodustunud puurides on “külalisena” argooni aatomid. Needki pole siiski keemilised ühendid, sest neis puuduvad keemilised sidemed.

Helsingi keemikute murranguline avastus

Aastal 2000 ilmus Helsingi ülikooli füüsikalise keemia labori töötajate esimene teade ajakirjas Nature, et argoon on kaotanud inertsuse ja moodustab keemilise ühendi argoonfluorohüdriidi HArF, mida nimetatakse ka hüdridoargoonfluoriidiks. Sama aasta 23. augustil kommenteeris Associated Press suure pealkirja all esimese argooniühendi saamist repliigiga, et nüüd jääb veel kaks inertset väärisgaasi. Marburgi ülikooli professor Gernnot Frenking nimetas avastust verstapostiks neooni- ja heeliumiühendite saamise teel.

Esimene argooniühend saadi ülimadalal temperatuuril. –265 ˚C juures toimub tahkel argoon-maatriksil ultraviolettkiirguse mõjul vesinikfluoriidi fotolüüs. Seejuures katkeb vesinikfluoriidi molekulis kovalentne side ning tekivad vesiniku ja fluori aatomid, mis reageerivad argooni aatomitega, moodustades uue ühendi molekule HArF. Viimane ühend identifitseeriti infrapunaspektroskoopia meetodil. Praktilist rakendust ühendil seni pole, teoreetiline tähtsus on aga suur. Uurimisrühma juht professor Markku Räsänen on sünteesi teaduslik-teoreetilist tähtsust võrrelnud Mount Everesti vallutamisega, mis samuti otsest kasu ei andnud.

Kas kahe viimase väärisgaasi heeliumi ja neooni inertsus jääb püsima? Uurimisrühma liikme dotsent Jan Lundelli arvutiprognoosid kinnitavad ühendi HHeF molekuli esinemise võimalikkust. Laboris uuritakse argooni orgaaniliste ühendite sünteesivõimalusi. Jääme ootama Soome teadlaste uusi avastusi.

HERGI KARIK (1929) on keemik, Tallinna Pedagoogikaülikooli emeriitprofessor.