Комплекс прометия охарактеризовали в растворе
Для этого химики использовали синхротрон
Химики из США успешно синтезировали комплекс прометия (+3) с тридентатным органическим лигандом и охарактеризовали его с помощью рентгеновской спектроскопии поглощения на синхротроне. Как пишут ученые в Nature, им удалось выяснить длины связей прометий-кислород в комплексе и дополнительно подтвердить явление лантанидного сжатия.
Эта новость появилась на N + 1 при поддержке Фонда развития научно-культурных связей «Вызов», который был создан для формирования экспертного сообщества в области будущих технологий и развития международных научных коммуникаций
Прометий — единственный из лантанидов элемент, не имеющий стабильных изотопов. Самый часто используемый его изотоп с массовым числом 147 имеет период полураспада 2,6 года, и его ученые умеют получать в ядерных реакторах. Из химических соединений прометия известны только простейшие галогениды, оксид, оксалат, молибдат и вольфрамат. А координационных соединений прометия с органическими лигандами до сих пор известно не было.
Но недавно химики под руководством Александра Иванова (Alexander S. Ivanov) из Окриджской национальной лаборатории смогли получить комплекс прометия с бис(пирролидин)дигликольамидным лигандом (PyDGA). Для этого ученые приготовили чистый гидрат нитрата прометия Pm(NO3)3·nH2O и смешали его с 20 эквивалентами PyDGA в разбавленной азотной кислоте. Полученный раствор химики исследовали с помощью рентгеновской спектроскопии поглощения на источнике синхротронного излучения NSLS-II.
Анализ полученных спектров показал, что прометий в образовавшемся комплексе имеет степень окисления +2, а вокруг него расположены три молекулы PyDGA, каждая из которых координирована к металлу тремя атомами кислорода — двумя амидными и одним эфирным. Также с помощью анализа тонкой структуры полученных спектров химики смогли узнать среднюю длину связи прометий-кислород в полученном комплексе — она составляла 2,476 ангстрема.
Далее ученые провели квантово-химические расчеты методом функционала плотности и проанализировали распределение электронной плотности между атомами кислорода и прометия. Выяснилось, что связь между ними образуется по донорно-акцепторному механизму — то есть, кислород отдает свою пару электронов на 5d-орбиталь прометия. При этом электронная плотность при образовании связи остается преимущественно на атомах кислорода.
Затем исследователи решили проверить, насколько для прометия характерно лантанидное сжатие. Дело в том, что при движении по ряду лантанидов ионный радиус катионов металлов быстро падает, что химики связывают со слабым экранированим ядер лантанидов 4f-электронами. Этот эффект ученые проверяли на разных лантанидах, но до прометия дело не доходило.
Чтобы удостовериться в ранее полученных результатах, ученые синтезировали комплексы всех лантанидов с PyDGA и выяснили средние длины связей лантанид-кислород для каждого из них. В результате оказалось, что прометий хорошо вписывается в общую картину — длина связи прометий-кислород была меньше, чем неодим-кислород, но больше, чем самарий-кислород.
Так ученые успешно охарактеризовали комплекс прометия в растворе и показали, что для него, так же как и для других лантанидов, характерен эффект лантанидного сжатия. Ранее мы рассказывали о том, как несколько биядерных лантанидных комплексов оказались сильными молекулярными магнитами.
И не высох на воздухе за один месяц
Материаловеды из Китая получили гидрогель из катионного мономера, содержащего большое количество полимерных клубков. Благодаря тому, что клубки легко распутывались при деформации, гидрогель оказался очень эластичным и выдерживал растяжение на 10000 процентов относительно исходной площади образца. Кроме того, он обладал ионной проводимостью и быстро самозаживлялся после небольших повреждений, а также оказался очень прочным и не лопнул, даже когда на него встал человек весом 50 килограмм. Исследование опубликовано в Science.
