โมเลกุล Organometallic ประกอบด้วยไอออนโลหะที่ล้อมรอบด้วยกรอบการทำงานที่ใช้คาร์บอน พวกเขาค่อนข้างธรรมดาสำหรับองค์ประกอบ actinide ต้นเช่นยูเรเนียม แต่แทบจะไม่เป็นที่รู้จักสำหรับ actinides ในภายหลัง นักวิทยาศาสตร์ที่ Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) ได้เตรียมคอมเพล็กซ์ Organometallic จาก 0.3 มิลลิกรัมของ Berkelium-249
สารละลายสีม่วง/สีน้ำเงินในขวดนี้มีผลึกของ Berkelocene เครดิตภาพ: Alyssa Gaiser / Berkeley Lab
Berkelium หนึ่งใน 15 actinides ใน F-block ของ Table Table ถูกค้นพบโดยนักเคมีนิวเคลียร์ Glenn Seoborg ในปี 1949
แต่องค์ประกอบหนักนี้ไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะศึกษาเพราะมันมีกัมมันตภาพรังสีสูง และมีการผลิตเพียงนาทีเดียวทั่วโลกทุกปี
“ นี่เป็นครั้งแรกที่ได้รับหลักฐานการก่อตัวของพันธะเคมีระหว่าง Berkelium และคาร์บอนแล้ว” ดร. สเตฟานมิเนียนนักวิทยาศาสตร์จากเบิร์กลีย์แล็บกล่าว
“ การค้นพบให้ความเข้าใจใหม่ว่า Berkelium และ actinides อื่น ๆ มีพฤติกรรมอย่างไรเมื่อเทียบกับเพื่อนร่วมงานในตารางธาตุ”
“ สิ่งอำนวยความสะดวกเพียงไม่กี่แห่งทั่วโลกสามารถปกป้องทั้งสารประกอบและคนงานในขณะที่จัดการอันตรายรวมของวัสดุกัมมันตรังสีสูงที่ตอบสนองอย่างจริงจังกับออกซิเจนและความชื้นในอากาศ” ศาสตราจารย์พอลลี่อาร์โนลด์นักเคมีที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียเบิร์กลีย์และผู้อำนวยการของ Berkeley Lab
ที่ห้องปฏิบัติการวิจัย Element Element ของ Berkeley Lab นักวิจัยได้ออกแบบกล่องเก็บของใหม่ที่เปิดใช้งานการสังเคราะห์ที่ปราศจากอากาศด้วยไอโซโทปกัมมันตรังสีสูง
จากนั้นด้วยเพียง 0.3 มิลลิกรัมของ Berkelium-249 พวกเขาทำการทดลองการเลี้ยวเบนเอ็กซ์เรย์ผลึกเดี่ยว
ผลการศึกษาของพวกเขาแสดงให้เห็นว่าโครงสร้างสมมาตรกับอะตอม Berkelium ที่คั่นกลางระหว่างวงแหวนคาร์บอน 8 สมาชิกสองตัว
นักวิทยาศาสตร์ตั้งชื่อโมเลกุลใหม่ Berkelocene เนื่องจากโครงสร้างของมันคล้ายกับคอมเพล็กซ์ uranometallic ยูเรเนียมที่เรียกว่า uranocene
ในการค้นพบที่ไม่คาดคิดการคำนวณโครงสร้างทางอิเล็กทรอนิกส์พบว่าอะตอมของ Berkelium ที่ศูนย์กลางของโครงสร้าง Berkelocene มีสถานะออกซิเดชัน tetravalent (ประจุบวกของ +4) ซึ่งมีความเสถียรโดยพันธบัตร Berkelium-carbon
“ ความเข้าใจแบบดั้งเดิมของตารางธาตุแสดงให้เห็นว่า Berkelium จะทำตัวเหมือน Lanthanide Terbium” ดร. มิเนียนกล่าว
“ แต่ Berkelium ion มีความสุขมากในสถานะออกซิเดชัน +4 มากกว่าไอออน F-block อื่น ๆ ที่เราคาดหวังว่ามันจะเป็นเหมือนมากที่สุด” ศาสตราจารย์อาร์โนลด์กล่าวเสริม
“ โมเดลที่แม่นยำยิ่งขึ้นแสดงให้เห็นว่าพฤติกรรมของแอคติไนด์เปลี่ยนแปลงไปอย่างไรในตารางธาตุเป็นสิ่งจำเป็นในการแก้ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการจัดเก็บขยะนิวเคลียร์ในระยะยาวและการแก้ไข”
ดร. รีเบคก้าอาเบอร์เกลนักวิจัยจาก Berkeley Lab และมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียกล่าวว่า
อันกระดาษการอธิบายงานวิจัยนี้ตีพิมพ์ในวารสารศาสตร์-
-
Dominic R. Russoet al- 2025. พันธะ Berkelium-Carbon ใน Berkelocene tetravalentศาสตร์387 (6737): 974-978; ดอย: 10.1126/Science.adr3346
