Химия
Википедия
Химия
Химией называется одна из обширных и важных отраслей естествознания о веществах и их свойствах, строении, а также о превращениях, которые происходят во вр... читать далее »
Новости по Химии
27.03.2014 15:01
Калифорний демонстрирует необычный тип связи. Химия.
Картина химического связывания, которое в своих соединениях может проявлять самый тяжелый из химических элементов, для которого можно получить достаточное количество вещества для его исследования.
Калифорний представляет собой последний из химических элементов семейства актиноидов, время жизни нуклидов которого позволяет проводить исследования с помощью стандартного оборудования для изучения радиоактивных материалов.
Ранее предполагалось, что для химических соединений актиноидов доминирующими является ионное взаимодействие, однако к большому набору таких соединений добавляется сообщение о том, что калифорний может образовывать ковалентные связи с боратами, формируя при этом соединения с неизвестными ранее свойствами. Полученный таким способом борат калифорния может стать перспективным веществом в плане хранения отходов ядерного топлива.
Многие химики привыкли представлять актиноиды просто как тяжелую разновидность лантаноидов, для которых свойственны ионные связи. Тем не менее, исследователи из группы Томаса Альбрехта-Шмидта (Thomas Albrecht-Schmitt) из Университета Флориды показали, что, фактически, между химией лантаноидов и актиноидов не так уж много параллелей.
На фото координация калифорния с окружающими металл группами, организованная в форме квадратной антипризмы, должна реализовываться за счет участия 5f-электронов в связывании.
Самая свежая работа исследователей из группы Альбрехта-Шмидта демонстрирует наиболее яркий пример ковалентного связывания в производном f-элемента. Если калифорний окружен исключительно электроноизбыточным окружением, в данном случае – полиборат-ионами, f-электроны металла существенным образом вовлечены в образование химической связи. Как отмечает Альбрехт-Шмидт, использование электроноизбыточных лигандов позволяет получить весьма поляризованные ковалентные связи, образование которых сложно было бы предположить.
Механизм образования связи таков – электроны лигандов переносятся на валентные орбитали калифорния, однако, вопреки ожиданиям, в связывании не принимают участие все доступные орбитали – 5f-, 6d- и 7p. Участие 5f-орбиталей в образовании интересно и тем, что эта существенно сжимается в ряду актиноидов, и предполагалось, что связь с участием 5f-орбиталей не будет устойчивой.
По словам исследователей, поле лигандов искажает энергию 5f-орбиталей до такой степени, которая ранее не наблюдалась. Такое поведение более свойственно электронным облакам d-элементов, а не для f-элементов, поэтому, химию калифорния можно рассматривать как связующее звено между химией f-элементов и d-элементов.
Обычно синтезы с участием калифорния проводили с использованием микрограммов актиноида, однако Министерство Энергетики США предоставило исследователям несколько миллиграммов нуклида 249Cf. Этот нуклид можно производить только с помощью изотопного реактора с большой плотностью нейтронного потока Национальной Лаборатории Оак Ридж, а цена образца, предоставленного для исследования, составляла более миллиона долларов США.
Источник