Takeaways -chave
- Os cientistas descobriram “Berkeloceno”, a primeira molécula organometálica a ser caracterizada contendo o elemento pesado Berkelium.
- O complexo extremamente sensível ao oxigênio e água foi formado a partir de 0,3 miligrama de Berkelium-249 usando instalações especializadas para lidar com materiais radioativos sensíveis ao ar.
- A inovação interrompe as teorias de longa knowledge sobre a química dos elementos que seguem o urânio na tabela periódica.
Uma equipe de pesquisa liderada pelo Laboratório Nacional de Lawrence Berkeley do Departamento de Energia (laboratório de Berkeley) descobriu “Berkeloceno”, a primeira molécula organometálica a ser caracterizada contendo o elemento pesado Berkelium.
As moléculas organometálicas, que consistem em um íon metálico cercado por uma estrutura à base de carbono, são relativamente comuns para elementos precoces de actinídeo como urânio (número atômico 92), mas mal são conhecidos por actinídeos posteriores como o berkelium (número atômico 97).
“É a primeira vez que as evidências para a formação de uma ligação química entre berkelium e carbono são obtidas. A descoberta fornece um novo entendimento de como o Berkelium e outros actinídeos se comportam em relação a seus colegas na tabela periódica ”, disse Stefan Minasian, cientista da divisão de ciências químicas de Berkeley Lab e um dos quatro autores co-correspondentes de um novo estudo publicado na revista Ciência.
Uma molécula de heavy steel com raízes de Berkeley
Berkelium é um 0f 15 actinídeos na tabela periódica f-bloquear. Uma linha acima dos actinídeos são os lantanídeos.
O químico nuclear pioneiro Glenn Seaborg descobriu o Berkelium no Berkeley Lab em 1949. Tornaria -se apenas uma das muitas conquistas que levaram a sua vitória o Prêmio Nobel de 1951 em química com os colegas do Berkeley Lab, Edwin McMillan, por suas descobertas na química dos elementos transurânicos.
“É a primeira vez que as evidências para a formação de uma ligação química entre Berkelium e Carbon são obtidas”.
– Stefan Minasian, cientista da equipe da Divisão de Ciências Químicas
Por muitos anos, o grupo de química de elementos pesados da divisão de ciências químicas do Berkeley Lab foi dedicado à preparação de compostos organometálicos dos actinídeos, porque essas moléculas normalmente têm altas simetrias e formam múltiplas ligações covalentes com carbono, tornando -as úteis para observar as estruturas eletrônicas únicas dos actinídeos.
“Quando os cientistas estudam estruturas mais altas de simetria, isso os ajuda a entender a lógica subjacente que a natureza está usando para organizar a matéria no nível atômico”, disse Minasian.
Da esquerda: Dominic Russo, Amy Worth, Alyssa Gaiser, Polly Arnold, Jacob Branson e Jennifer Wacker no laboratório de pesquisa de elementos pesados do Berkeley Lab. Eles são co-autores de um novo estudo publicado em Ciênciaque relatou sua descoberta da molécula pesada BerkeLocene. (Crédito: Stefan Minasian/Berkeley Lab)
Mas o Berkelium não é fácil de estudar porque é altamente radioativo. E apenas quantidades muito minuciosas desse elemento pesado sintético são produzidas globalmente a cada ano. Além da dificuldade, as moléculas organometálicas são extremamente sensíveis ao ar e podem ser pirofóricas.
“Apenas algumas instalações em todo o mundo podem proteger o composto e o trabalhador, gerenciando os riscos combinados de um materials altamente radioativo que reage vigorosamente com o oxigênio e a umidade no ar”, disse Polly Arnold, um autor de contorção co-corretiva da Divisão Chemptic da UC Berkeley.
Quebrando a barreira do Berkelium
Assim, a autora Minasian, Arnold e co-correspondente Rebecca Abergel, professora associada de engenharia nuclear da UC Berkeley e de química que lidera o grupo de química de elementos pesados no Berkeley Lab, reuniu uma equipe para superar esses obstáculos.
No laboratório de pesquisa de elementos pesados da Berkeley Lab, a equipe, projetada por novas caixas de luvas, permitindo sínteses sem ar com isótopos altamente radioativos. Então, com apenas 0,3 miligrama do Berkelium-249, os pesquisadores realizaram experimentos de difração de raios X de cristal único. O isótopo adquirido pela equipe foi inicialmente distribuído do Centro Nacional de Desenvolvimento de Isotopos, que é gerenciado pelo Programa de Isotopos do DOE no Laboratório Nacional de Oak Ridge.
