Comparación de la covalencia en los complejos de cationes trivalentes de actinuros y lantánidos

Área de la Ciencia:

• Química de coordinación de los elementos f.
• La ciencia de la separación.
• La radioquímica es la radioquímica.

Sus antecedentes:

• Los iones trivalentes de actinuro y lantánuro son químicamente similares, lo que plantea desafíos de separación.
• Los derivados del ácido bis ((2,4,4-trimethylpentyl) phosphinic se utilizan en la extracción líquido-líquido.
• La comprensión de la coordinación de ligandos es clave para la separación selectiva.

Objetivo del estudio:

• Para investigar los modos de coordinación de los ligandos de fosfinato, monotiofosfinato y ditiofosfinato con elementos f.
• Para dilucidar las interacciones químicas que impulsan la selectividad del ditiofosfinato para los actinuros.
• Para comparar las propiedades estructurales de los complejos de actinuros y lantánidos.

Principales métodos:

• Espectroscopía de absorción visible por espectroscopia de absorción.
• Mediciones de la estructura fina de absorción de rayos X (XAFS, por sus siglas en inglés)
• Estudio de los complejos Am(III), Cm(III), Nd(III) y Sm(III) en el n-dodecano.

Principales resultados:

• Los ligandos de fosfinato se coordinan como dímeros enlazados con hidrógeno (M(HL2)3).
• Los ligandos del monotiofosfinato se unen a los cationes a través del oxígeno y/o el azufre, actuando como bidentato o monodentato.
• Los ligandos del ditiofosfinato forman complejos bidentados neutros (ML3) sin nitrato ni agua en la esfera interna.
• Los datos de XAFS muestran estructuras indistinguibles y distancias de enlace para cationes actinuros y lantánidos de tamaño similar.

Conclusiones:

• La selectividad del ligando de tiofosfinato para los actinuros trivalentes se deriva de su modo de coordinación, formando complejos bidentados neutros.
• A pesar de las similitudes estructurales, las diferencias sutiles en la coordinación conducen a la selectividad de los actinuros.
• Esta investigación proporciona información sobre los mecanismos de separación selectiva de los elementos f.