Populære Innlegg

Redaksjonens - 2019

Kjemi professor utforsker ytre regioner av periodiske bordet

Anonim

Et lite kjent - og vanskelig å få - element på kanten av det periodiske bordet, er å utvide vår grunnleggende forståelse av kjemi. I den siste utgaven av tidsskriftet Science tar Florida State University professor Thomas Albrecht-Schmitt den grunnleggende kjernen til elementet berkelium, eller Bk på det periodiske bordet.

annonse


"Dette gir oss virkelig en forståelse av hvordan kjemi endrer seg sent i bordet, " sa Albrecht-Schmitt. "Formålet er å forstå elementets underliggende kjemi. Selv etter å ha hatt det i nesten 70 år, er mange av de grunnleggende kjemiske egenskapene fortsatt ukjente."

Berkelium, oppdaget i 1949, ligger i enden av det periodiske bordet blant en gruppe elementer kalt aktinid-serien. Disse elementene er noen av de tyngste, men minst forstått kjemiske elementene på jorden.

I en rekke nøye koreograferte eksperimenter, både på sitt spesialiserte laboratorium og på FSU-baserte National High Magnetic Field Laboratory, laget Albrecht-Schmitt en berkeliumboratforbindelse og et komplekst berkeliummolekyl i form av krystaller, og fullførte også en rekke målinger av elementet for bedre å forstå dens strukturelle og kjemiske likheter med omgivende elementer som californium (Cf) og Curium (Cm).

Gjennom denne prosessen fant Albrecht-Schmitt at det berkelium var svært lik det periodiske bordet nabokalifornium i sin struktur, men det hadde kjemisk forskjell noen signifikante forskjeller.

"Det er elektronisk forskjellig fra hva folk forventet, " sa han.

Krystallene Albrecht-Schmitt og hans kollegaer utviklet en slik positiv atomladning at de begynte å fragmentere kort tid etter at de ble samlet.

"Vi forutse ikke det, " sa han. "Vi så bare disse små krystallene eksploderer."

Berkelium har vært mest brukt til å hjelpe forskere til å syntetisere nye elementer som element 117, tennessine, som ble lagt til bordet tidligere i år. Men lite har blitt gjort for å forstå hva elementet alene kan gjøre og hvordan det fungerer.

Albrecht-Schmitts lab er en nyhet i universitetsvitenskapens verden. Hans kjemi lab er spesielt utviklet for å håndtere radioaktive elementer som berkelium, noe som gjør det til det eneste universitetets laboratorium i landet som er rustet til å gjøre det. På grunn av dette har Institutt for Energi jobbet med ham i stor utstrækning på forskning som belyser de fjerne områdene i det periodiske bordet.

Avdelingen har også nylig tildelt ham $ 10 millioner som en del av sitt Energy Research Center-program, slik at han kan undersøke ny teknologi for å resirkulere kjernefysisk avfall og rydde opp våpenproduksjonssteder fra Cold War-era.

Hans tidligere arbeid viste at element californium hadde unike egenskaper og representerte en pause i det periodiske bordet til en ny type kjemi som ikke var blitt observert før.

Institutt for energi ga Albrecht-Schmitt 13 milligram berkelium, omtrent 1000 ganger mer enn noen har brukt til en stor forskningsstudie. For å kjøre eksperimenter skjønt, måtte han bevege seg raskt. Elementet reduserer til halvparten av mengden i 320 dager, hvor det ikke er stabilt nok til eksperimenter.

"Fordi det er så radioaktivt, er det aldri mye tilgjengelig, " sa Albrecht-Schmitt. "Vi var nødt til å fange kjemien før kjernefysisk ødeleggelse ødela prøvene."

Forskere vil følge opp på dette med arbeid på ytterligere berkeliumforbindelser som de kunne gjøre i laboratoriet.

annonse



Historie Kilde:

Materialer levert av Florida State University . Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.


Tidsreferanse :

  1. MA Silver, SK Cary, JA Johnson, RE Baumbach, AA Arico, M. Luckey, M. Urban, JC Wang, MJ Polinski, A. Chemey, G. Liu, K.-W. Chen, SM Van Cleve, ML Marsh, TM Eaton, LJ van de Burgt, AL Gray, DE Hobart, K. Hanson, L. Maron, F. Gendron, J. Autschbach, M. Speldrich, P. Kogerler, P. Yang, J. Braley, TE Albrecht-Schmitt. Karakterisering av berkelium (III) dipikolinat og boratforbindelser i oppløsning og fast tilstand . Science, 2016; 353 (6302): aaf3762 DOI: 10.1126 / science.aaf3762