新的重金屬分子可以揭示核廢料內部的情況

自 1949 年在二戰后的美國實驗室首次合成以來，锫一直是元素周期表的反叛者，挑戰量子力學并挑戰額外正電荷它的親戚永遠不會。

現在，來自 berkelium 母校勞倫斯伯克利國家實驗室的一組科學家已經將這種難以捉摸的元素與碳建立了罕見的合作伙伴關系，這將使他們能夠更詳細地研究它。

由于生產和安全包含锫的挑戰，很少有化學家有幸處理锫。僅一克這些東西的價格就可能令人難以置信2700 萬美元.對于此實驗，只需需要 0.3 毫克的锫 249。

這種重的放射性化學物質很難單獨研究。以有機金屬配合物的形式——具有高對稱性和與碳的多個共價鍵——也更容易探測原子的電子結構。

然而，由此產生的分子結構與空氣反應如此之大，以至于世界上只有少數實驗室可以同時保護它和研究人員。

這種分子“berkelocene”的構型以一種稱為二茂鐵的類似結構為藍本，但放射性元素锫的離子被夾在兩個碳環之間，形成有機金屬絡合物，而不是帶電的鐵填充物。通過這樣做，他們希望更好地了解這種高放射性元素，也許還有它的行為在核廢料等材料中.

重元素研究人員一直熱衷于鎖定元素周期表中的 15 種放射性元素錒系元素系列使用碳基袖口，因為他們將鈾捕獲在熱力學穩定性更高的鈾星世形式中。

在 60 年代和 70 年代，化學家們開始研究潛力清單放線菌烯： 到 1970 年，他們已經用釷創造了锍石，用鎳創造了鐮石，用镎創造了镎烯，用钚創造了镚。

近年來，化學家們甚至實現了含有較重錒系元素的有機金屬絡合物镅和鐦.

但是，锫在元素周期表上排名第 97 位，直到現在才逃脫了光化世的命運。

“這是第一次獲得锫和碳之間形成化學鍵的證據，”說伯克利實驗室化學家 Stefan Minasian。“這一發現為锫和其他錒系元素相對于元素周期表中的同類元素的行為提供了新的理解。”

通過固定锫原子，該團隊可以使用 u 測試其電子結構模型紫羅蘭-可見光-近紅外光譜。

“對元素周期表的傳統理解表明，锫的行為類似于鑭系元素鋱，”Minasian說.然而，與鑭系元素類似物不同的是，锫離子在“+4”帶電狀態下更快樂，這表明它是離子鍵像兩個磁鐵一樣將有機金屬分子粘在一起，而不是更強的共價鍵膠水。

所得有機金屬分子的單晶 X 射線衍射顯示，锫原子由碳原子和氫原子組成的兩個環固定到位，與碳原子鍵合。

研究人員希望，通過更多地了解較重的錒系元素的行為，我們可以為長期核廢料儲存和清理所帶來的問題做好準備，因為這些不穩定的合成元素在元素周期表中一路向下。

這項研究發表在科學.

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