Американские и китайские ученые получили металлорганический комплекс со связью калифорний — углерод и с помощью рентгеноструктурного анализа описали его структуру. Дальнейшие компьютерные расчеты и эксперименты по оптической спектроскопии показали преимущественно ионный характер связи и объяснили необычную окраску вещества. Статья опубликована в журнале Nature.
Калифорний — элемент ряда актинидов, не встречающийся в природе. Все его изотопы радиоактивны. Разрушение молекулы под действием излучения затрудняет изучение соединений этого элемента. Однако ученым удалось исследовать некоторые соли калифорния. Первое металлорганическое соединение калифорния — трис(циклопентадиенил)калифорния Cf(C5H5)3 — было получено в 1969 году. Тогда ученые смогли сделали однозначный вывод о формуле соединения, но вырастить монокристалл комплекса для более детального исследования не удалось.
Теперь ученые из Калифорнийского университета в Ирвайне и их коллеги из США и Китая предприняли попытку повторного изучения металлорганических соединений калифорния. Авторы получили сэндвичевое соединение этого элемента в две стадии из хлорида калифорния-249. Кристаллы имели темно-оранжевый цвет. Рентгеноструктурный анализ соединения показал, что атом калифорния связан с двумя циклопентадиенильными кольцами и двумя атомами хлора. Такие соединения характерны в основном для лантанидов, таких как диспрозий, который имеет одинаковое с калифорнием число электронов на внешнем электронном слое.
Дальнейшее исследование с помощью оптической спектроскопии в широком диапазоне длин волн и компьютерный расчет спектра поглощения позволили сделать вывод, что необычная окраска комплекса связана с переносом электронной плотности тетраметилциклопентадиенильного лиганда на 5f-орбиталь калифорния.
Ученые также провели компьютерный расчет молекулярных орбиталей комплекса калифорния и диспрозия. Оказалось, что 5f-орбитали калифорния взаимодействуют с орбиталями лиганда сильнее, чем 4f-орбитали диспрозия. Однако анализ заселенностей орбиталей по Малликену показал, что связь между калифорнием и углеродом имеет ионный характер, то есть орбитали металла и лиганда взаимодействуют слабо и в комплексе калифорния, и в комплексе диспрозия.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Facebook и Twitter.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
