ベルケリウムヨデートの電子構造と特性

Mark A Silver¹, Samantha K Cary¹, Alejandro J Garza²

¹Department of Chemistry and Biochemistry, Florida State University , Tallahassee, Florida 32306, United States.

Journal of the American Chemical Society

|August 18, 2017

まとめ

ベルケリウムヨド酸化合物の合成により,Bk(IO3) 3とBk(IO3) 4が発見され,Bk(IO3) 4は予期せぬ構造的化学反応と非対称な電子基底状態を示した. 249Bkの高い放射能は,Bk(IO3) 4結晶のBk(III) 酸化につながります.

科学分野:

無機化学
放射化学
固体化学

背景:

アクチニド化学,特にベルケリウム (Bk) は,放射能と複雑な電子構造のためにユニークな課題を提示します.
Bk化合物の構造的および電子的性質を理解することは,核科学と材料開発の進歩に不可欠です.

研究の目的:

新しいバケリウムヨド酸化合物,Bk(IO3) 3とBk(IO3) 4を合成し,特徴づけること.
これらの化合物の構造的,電子的,スペクトル学的性質を調査する.
249Bkの化学的および物理的性質に対する高放射性の影響を調査する.

主な方法:

249Bk (OH) 4とヨド酸からBk (IO3) 3とBk (IO3) 4を水熱合成する.
Bk(IO3) 3とBk(IO3) 4の構造的決定のためのX線結晶学
電子トランジションとドーピングを研究するための光発光と吸収スペクトル.
電子構造計算のためのDFT,CASSCF,CONDONを含む計算方法.

主要な成果:

Bk(IO3) 3は9座標Bk(III) で層構造で結晶し,Am(III) とCf(III) の化合物と同型である.
Bk(IO3) 4は,期待されるアクティニド構造よりもZr(IV) に似た構造を示し,ポストキュリウムアクティニド断裂をサポートするより短いBk-O結合長を有する.
249Bkの高い放射能は,Bk (III) からBk (IV) にBk (IO3) 4のインシット酸化を引き起こし,スペクトル学的特徴の変化を伴います.
計算上の研究は,スピン軌道結合,共振性,および非均一な電子スピン分布により,Bk(IV) の非対称な基底状態を明らかにしている.

結論:

Bk(IO3) 3とBk(IO3) 4の合成と特徴付けは,アクティニド化学に関する新しい洞察を提供します.
Bk(IO3) 4の構造と電子性質は,アクティニド化合物の既存のモデルに異議を唱える.
249Bkの高い放射能は,その化合物の安定性と特性に大きな影響を及ぼします.
Bk(IV) で観測された電子非対称性は,重アクチニドにおけるf電子の複雑性を強調する.

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