โมเลกุลโลหะหนักใหม่สามารถเปิดเผยสิ่งที่เกิดขึ้นภายในของเสียนิวเคลียร์

เนื่องจากมันถูกสังเคราะห์ครั้งแรกในห้องแล็บโพสต์ WW2 ในปี 1949 Berkelium จึงเป็นกบฏของตารางธาตุและรับค่าใช้จ่ายในเชิงบวกเพิ่มเติมว่าญาติของมันจะไม่มีวัน

ตอนนี้ทีมนักวิทยาศาสตร์จากโรงเรียนเก่าของ Berkelium, Lawrence Berkeley National Laboratory ได้บิดเบือนองค์ประกอบที่เข้าใจยากให้เป็นหุ้นส่วนที่หายากกับคาร์บอนที่จะช่วยให้พวกเขาศึกษาในรายละเอียดเพิ่มเติม

ต้องขอบคุณความท้าทายที่เกี่ยวข้องกับการผลิตและมีองค์ประกอบหนักอย่างปลอดภัยนักเคมีเพียงไม่กี่คนที่ได้รับสิทธิพิเศษในการจัดการกับ Berkelium เพียงหนึ่งกรัมของสิ่งของที่มีค่าใช้จ่ายที่น่าเหลือเชื่อ27 ล้านเหรียญสหรัฐ-สำหรับการทดลองนี้เพียงแค่จำเป็นต้องมี 0.3 มิลลิกรัมของ Berkelium-249

สารเคมีกัมมันตรังสีที่หนักและมีกัมมันตภาพรังสีนั้นยากที่จะศึกษาด้วยตนเอง ในรูปแบบของคอมเพล็กซ์ organometallic - ด้วยสมมาตรสูงและพันธะโควาเลนต์หลายตัวที่มีคาร์บอน - มันง่ายกว่ามากที่จะตรวจสอบโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอม

อย่างไรก็ตามโครงสร้างโมเลกุลที่เกิดขึ้นนั้นมีปฏิกิริยาตอบสนองต่ออากาศที่มีเพียงไม่กี่ห้องปฏิบัติการในโลกที่สามารถปกป้องทั้งมันและบุคคลที่ทำงานอยู่

การกำหนดค่าของโมเลกุลนี้ 'Berkelocene' เป็นแบบจำลองบนโครงสร้างที่คล้ายกันที่เรียกว่า Ferrocene แต่แทนที่จะเป็นไส้เหล็กที่มีประจุไอออนขององค์ประกอบกัมมันตรังสี Berkelium จะถูกประกบระหว่างวงแหวนคาร์บอนสองวง ในการทำเช่นนั้นพวกเขาหวังว่าจะเข้าใจองค์ประกอบกัมมันตภาพรังสีนี้ได้ดีขึ้นและอาจเป็นพฤติกรรมของมันในวัสดุเช่นขยะนิวเคลียร์-

นักวิจัยองค์ประกอบหนักมีความกระตือรือร้นที่จะล็อคองค์ประกอบกัมมันตภาพรังสี 15 ตัวในตารางธาตุactinideซีรีส์ที่ใช้ cuffs ที่ใช้คาร์บอนนับตั้งแต่พวกเขาติดยูเรเนียมในรูปแบบที่มีความเสถียรทางอุณหพลศาสตร์มากขึ้น

จนถึงยุค 60 และ 70 นักเคมีดำเนินการตามรายการที่มีศักยภาพแอคติโนเซน: ในปี 1970 พวกเขาได้สร้าง Thorocene จาก Thorium, Protactinocene จาก Protactinium, Neptunocene จาก Neptunium และ Plutonocene จาก Plutonium

และในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมานักเคมีได้ประสบความสำเร็จในคอมเพล็กซ์ organometallic ที่มี actinides ที่หนักกว่าAmiciumและแคลิฟอร์เนีย-

แต่ Berkelium ที่หมายเลขวิงเวียน 97 บนโต๊ะเป็นระยะได้หลบเลี่ยงชะตากรรมของแอคติโนนจนถึงปัจจุบัน

"นี่เป็นครั้งแรกที่ได้รับหลักฐานการก่อตัวของพันธะเคมีระหว่าง Berkelium และคาร์บอน"บอกว่านักเคมี Berkley Lab Stefan Minasian"การค้นพบให้ความเข้าใจใหม่ว่า Berkelium และ actinides อื่น ๆ มีพฤติกรรมอย่างไรเมื่อเทียบกับเพื่อนร่วมงานของพวกเขาในตารางธาตุ"

โดยการตรึงอะตอม Berkelium ลงทีมสามารถทดสอบแบบจำลองโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์โดยใช้ ULtraviolet-มองเห็นได้-สเปกโทรสโกปีอินฟราเรด

"ความเข้าใจแบบดั้งเดิมของตารางธาตุแสดงให้เห็นว่า Berkelium จะทำตัวเหมือน Lanthanide Terbium" Minasianบอกว่า- แต่แตกต่างจาก lanthanide analogues, Berkelium ion มีความสุขมากขึ้นในสถานะ '+4' ที่มีประจุซึ่งแสดงให้เห็นว่ามันเป็นพันธะไอออนิกที่ติดโมเลกุล organometallic เข้าด้วยกันเหมือนแม่เหล็กสองตัวแทนที่จะเป็นกาวที่แข็งแกร่งของพันธะโควาเลนต์

การเลี้ยวเบนเอ็กซ์เรย์ผลึกเดี่ยวของโมเลกุล organometallic ที่เกิดขึ้นเผยให้เห็นอะตอมของ Berkelium นั้นถูกจัดขึ้นโดยสองวงที่ประกอบด้วยคาร์บอนและอะตอมไฮโดรเจนพันธะกับอะตอมคาร์บอน

นักวิจัยหวังว่าด้วยการทำความเข้าใจเพิ่มเติมเกี่ยวกับพฤติกรรมของแอคติไนด์ที่หนักกว่าเราสามารถเตรียมพร้อมสำหรับปัญหาที่เกิดขึ้นจากการเก็บของเสียนิวเคลียร์ในระยะยาวและการทำความสะอาดเนื่องจากองค์ประกอบสังเคราะห์ที่ไม่เสถียรเหล่านี้เข้ามาในตารางธาตุ

งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ในศาสตร์-