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Hydrocarbons under Pressure: Phase Diagrams and Surprising New Compounds in the C-H System

机译：压力下的碳氢化合物：C-H系统中的相图和令人惊讶的新化合物

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Understanding the high-pressure behavior of the C-H system is of great importance due to its key role in organic, bio-, petroleum, and planetary chemistry. We have performed a systematic investigation of the pressure-composition phase diagram of the C-H system at pressures up to 400 GPa using evolutionary structure prediction coupled with ab initio calculations and discovered that only saturated hydrocarbons are thermodynamically stable. Several stable methane-hydrogen cocrystals are predicted: 2CH(4) * H-2, earlier obtained experimentally, is predicted to have the I4/m space group and 2-90 GPa stability range at 0 K, and two new thermodynamically stable compounds 2CH(4) * 7H(2) (P-3m1 space group) and CH4 * 9H(2) (Cm space group), and are potential energy storage materials. The P2(1)/c phase of methane is predicted to be stable at pressures <8 GPa; bulk graphane (CH) was shown to be thermodynamically stable at 7-18 and 18-50 GPa and 0 K in the P-3m and Cmca phases, respectively; polyethylene is shown to have a narrow field of stability. We report the p-T-x phase diagram of the C-H system and p-T phase diagram of CH4.
机译：了解C-H系统的高压行为由于其在有机，生物，石油和行星化学中的关键作用，这是非常重要的。我们使用与AB初始计算的进化结构预测相结合的进化结构预测，对C-H系统的压力组合相图进行了系统研究，并发现只有饱和碳氢化合物在热力学上稳定。预测了几种稳定的甲烷 - 氢烯库：2CH（4）* H-2在实验中获得的早期获得，预计在0 k下具有I4 / M空间组和2-90GPa稳定性范围，以及两个新的热力学稳定的化合物2CH （4）* 7H（2）（P-3M1空间组）和CH4 * 9H（2）（CM空间组），是潜在的储能材料。预计甲烷的P2（1）/ C相在压力<8GPa的压力下稳定;在P-3M和CMCA相中分别在7-18和18-50GPa和0 k下显示块状光栅（CH），分别在7-18和18-50gPa和0 k处进行热力稳定;聚乙烯显示为具有窄的稳定性领域。我们报告了C-H系统的P-T-X相图和CH4的P-T相图。

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