中科院近代物理所等第七族元素羰基配合物氣相化學(xué)性質(zhì)研究獲進(jìn)展
本文關(guān)鍵詞:近代物理,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
由中國科學(xué)院近代物理研究所核化學(xué)組與日本理化學(xué)研究所(RIKEN)的科研人員組成的國際合作研究小組,,首次成功研究了Tc的短壽命同位素羰基配合物的氣相化學(xué)性質(zhì),為Bh(Z=107)超重元素的羰基配合物研究奠定了一定的實驗基礎(chǔ)。
實驗利用近代物理所的252Cf自發(fā)裂變源作為同位素產(chǎn)生器,裂變產(chǎn)物中Tc的各種短壽命同位素通過與CO反應(yīng)氣體的氣相化學(xué)反應(yīng)“原位”生成了易揮發(fā)的羰基配合物,使用氣噴嘴技術(shù)將其從反應(yīng)室傳輸至快速化學(xué)分離裝置中。利用低溫等溫氣相色譜技術(shù)得到了形成的羰基化合物在Teflon和石英表面的穿透曲線,并獲取了相應(yīng)的化學(xué)信息。104-106Tc羰基配合物由于受到強(qiáng)烈的β-衰變前驅(qū)體效應(yīng)的影響,表現(xiàn)為其母體104-106Mo的化學(xué)行為。而107,108Tc具有較高獨(dú)立裂變產(chǎn)額,且其母體107,108Mo的壽命較短,無法從反應(yīng)室內(nèi)傳輸出來,故107,108Tc羰基配合物可用來代表元素Tc羰基配合物的化學(xué)性質(zhì)。利用蒙特卡洛模擬程序?qū)嶒灉y得的相應(yīng)核素的穿透曲線進(jìn)行擬合,得到Tc的羰基配合物在Teflon表面和石英表面的摩爾吸附焓均約為-43±2 kJ/mol,其值與文獻(xiàn)報道的同屬于第七族元素的Re羰基配合物在石英表面的摩爾吸附焓相似(≈-43kJ/mol)。通過與KCl氣溶膠傳輸裂變產(chǎn)物的結(jié)果進(jìn)行對比,Tc羰基配合物的相對化學(xué)產(chǎn)額約為25%,僅為Mo羰基配合物的相對化學(xué)產(chǎn)額(≈100%)的1/4。研究人員還發(fā)現(xiàn),當(dāng)在氣體氛圍中引入少量的氧氣時,羰基鉬及羰基锝的產(chǎn)額將大大降低。
此項成果為包含107號超重元素Bh的第七族元素羰基配合物氣相化學(xué)性質(zhì)研究提供了大量的化學(xué)屬性信息,為Bh的實驗奠定了基礎(chǔ)。
該研究得到國家自然科學(xué)基金委員會大科學(xué)裝置聯(lián)合基金重點(diǎn)項目的資助。
研究結(jié)果在英國皇家化學(xué)會出版的Phys.Chem.Chem.Phys. 發(fā)表(Phys.Chem.Chem.Phys.,2015, 17, 13228)。(據(jù):中國科學(xué)院)
圖1 實驗裝置圖
圖2 107Tc羰基配合物在石英表面的穿透曲線及蒙卡模擬得到的吸附焓
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