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カリフニウム金属素の分離と特徴付け

Conrad A P Goodwin ¹, Jing Su ^2,3, Lauren M Stevens ¹

¹Chemistry Division, Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, NM, USA.
²Theoretical Division, Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, NM, USA.
³College of Chemistry, Sichuan University, Chengdu, China.
⁴Department of Chemistry and Biochemistry, Florida State University, Tallahassee, FL, USA.
⁵Theoretical Division, Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, NM, USA. erb@lanl.gov.
⁶Radiation Protection Division, Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, NM, USA.
⁷Department of Chemistry, University of California, Irvine, CA, USA. wevans@uci.edu.
⁸Chemistry Division, Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, NM, USA. gaunt@lanl.gov.
⁹Department of Chemistry, University of California, Irvine, CA, USA.
¹⁰Chemistry Division, Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, NM, USA. stosh@lanl.gov.
¹¹Materials Physics and Applications Division, Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, NM, USA.
¹²Theoretical Division, Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, NM, USA. pyang@lanl.gov.

⁰Chemistry Division, Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, NM, USA.

Nature +

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2021年11月18日

PubMedで要約を見る

まとめ

研究者は,Cf金属化合物を合成し,Cf-炭素結合の最初の結晶学的証拠を明らかにした. この発見は重元素の化学に関する新たな洞察をもたらし結合と電子構造に関する過去の仮定に挑戦します

科学分野

アクチニド化学
有機金属化学
放射化学

背景

カリフォルニウム (Cf) は,マイクログラムの量で入手可能な最も重い元素ですが,その希少性と放射能は重要な実験課題を提起しています.
Cfのような重元素の電子構造,結合,反応性を理解することは,周期的な傾向と化学知識の進歩に不可欠です.
オーガノメタリック化学は歴史的に元素の周期性を理解するための鍵であり,初期のアクチニド化学の最近の進歩により,Cf化学はほとんど未知のままである.

研究の目的

空気/水分に敏感なCalifornium (Cf) の化学反応を再生し,探求する.
新しい有機金属カリフニウム化合物を合成し,構造的に特徴づけること.
カリフォルニアの炭素結合の性質と電子特性を調べるためだ

主な方法

2ミリグラムの249Cfを用いて,有機金属カリフニウム化合物[Cf(C5Me4H) 2Cl2K(OEt2) ]nを合成する.
合成された化合物の構造を決定するX線結晶学.
カリフォルニウム化合物の電子特性と結合を特徴づけるための光譜分析.

主要な成果

最初の結晶学的に認証されたカリフォルニアウム-炭素 (Cf-C) 結合は,曲った金属素モチーフで特徴付けられました.
分析により,Cf-C結合は主にイオン性であり,少量の共性貢献があることが示された.
合成されたカリフォルニアウム化合物は,Cf 5f軌道エネルギーが低下したため,典型的な明るい緑色のCf化合物とは異なるオレンジ色の色を呈する.

結論

この有機金属Cf化合物の合成と特徴付けは,最も重い元素の化学を調査するための新しい道を開きます.
この発見は,カリフォルニアの結合能力と電子構造に関する基本的な洞察を提供します.
この研究は,プルトニウム以外の元素の化学への関心を呼び起こし,F元素の理解を潜在的に変えてくれます.