Новости
Библиотека
Таблица эл-тов
Биографии
Карта сайтов
Ссылки
О сайте


Пользовательского поиска




18.04.2018

Комплексные соединения урана

Химики из Москвы и Самары описали три новых комплексных соединения, полученных в виде одиночных кристаллов. Новые соединения – «родственники» аналогичных с анионами муравьиной и уксусной кислот, которые сегодня применяются в технологиях ядерного топливного цикла. Исследование поддержано грантом Президентской программы исследовательских проектов, реализуемой Российским научным фондом (РНФ). Статья опубликована в журнале Dalton Transactions, кратко о ней рассказывается в пресс-релизе РНФ.

Фрагменты структур кристаллов двух изокарбоксилатных комплексов уранила
Фрагменты структур кристаллов двух изокарбоксилатных комплексов уранила

«Тяжелые металлы могут образовывать комплексные соединения. Это значит, что они становятся центральными, а к себе притягивают все остальные частицы, – поясняет Антон Савченков, кандидат химических наук, доцент и старший научный сотрудник кафедры неорганической химии Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королева. – В этой статье мы описали три комплексных соединения, в которых уран – основной стратегический элемент, а остальные ионы меняются. В почве их место могут занять ионы гуминовых кислот, органические кислоты, входящие в состав гумуса. В рудах это могут быть ионы неорганических кислот, которые в них содержатся. Суть в том, чтобы из такого конструктора собирать разные комплексные частицы. Чем больше комплексов удается собрать, тем лучше мы изучим химию урана».

Однако в этих соединениях уран стоит «в центре» не один: рядом с ним находятся два атома кислорода. Втроем они формируют «альянс» под названием уранил-ион, который может занимать место металлов в солях. Уранил-ион приобретает положительный заряд, так как до нейтральности ему не хватает двух отрицательно заряженных электронов. Получается, что заряд урана здесь будет равен +6. К нему присоединяются два иона кислорода (каждый по -2). В сумме это дает положительный заряд, который и позволяет уранил-иону играть роль металла в солях.

В качестве второго компонента для новых солей ученые решили взять ионы карбоновых кислот. Особенность этих кислот – раздвоенный «хвост» из кислорода, к которому тянется двойная связь с одной стороны и водорода с кислородом с другой. Эти два конца одинаковы для всех карбоновых кислот. Третий конец, или радикал, намного интереснее: он представляет собой цепь из атомов углерода. От длины этой цепи и зависит, с каким конкретным соединением мы имеем дело. На этот раз химики работали с масляной (ее соли называются бутиратами) и валериановой (валераты) кислотами.

Многие уже существующие сочетания уранил-ионов и бутиратов или валератов имеют общее свойство. Их углеводородные цепи очень гибкие, что делает кристаллическую решетку соединения неустойчивой и позволяет ей легко деформироваться. Поэтому ученые хотели синтезировать соединения с цепями той же длины (разновидности бутиратов и валератов), но разветвленными, чтобы проверить, помогут ли эти разветвления поддерживать более стабильную структуру в кристалле.

Кристаллы трех сложных комплексных соединений – гидрат изобутиратоуранилата («изо» в данном случае как раз и означает разветвления) натрия, изобутиратоуранилат цезия и изовалератоуранилат аммония – ученые получили с помощью проходящего при постоянной температуре испарения. Строение молекул удалось узнать с помощью рентгеноструктурного анализа. Этот метод основан на поведении рентгеновских лучей, отражающихся и рассеивающихся при прохождении через кристалл. При этом можно получить «рисунок» дифракции, по которому можно определить расстояние между атомами и понять, из чего и как устроено вещество. Тот же метод помог Джеймсу Уотсону и Фрэнсису Крику расшифровать структуру ДНК в 1953 году.

Но здесь ученых ждало разочарование: хотя у новых веществ разветвленная структура, которая занимает много места в пространстве, при низкой температуре многие атомы углерода и водорода (на основе цепей из которых строятся все органические вещества) в этих кристаллах так и остаются в беспорядочном состоянии. Однако этот результат не менее важен. Авторы исследования считают, что новые знания о химии урана, которые оно принесло, не только продвинут фундаментальную науку, но и могут иметь прикладное значение.

«Уран – элемент стратегически важный, поэтому соединения, которые мы получаем, могут использоваться в атомной промышленности, в переработке урановых руд. Сначала требуется извлечь уран из руды и поместить его в реактор. Когда урановое топливо на реакторе уже отработало, нужно его утилизировать. Когда уран попадает в окружающую среду, нужно уметь его локализовать, фиксировать, очищая водоемы. Чтобы знать, как лучше всего решить все эти задачи, надо изучать химию урана», – рассказал Антон Савченков о возможном применении результатов.


Источники:

  1. polit.ru



ИНТЕРЕСНО:

Биохимической реакцией будут управлять с помощью света

Новый композитный материал позволит получать чистый водород из метана

Новое соединение вольфрама и бора станет материалом рекордной твердости

Японские химики синтезировали «нано-Сатурн»

Учёные создали «невозможные» нитриды простым способом

Искусственный интеллект научили составлять молекулы

Ученые научились наблюдать за сверхбыстрыми химическими процессами

Почему на Западе периодическую таблицу никак не связывают с именем Менделеева

Люминесцентные наночастицы открыли новый этап в истории дактилоскопии

Нобелевская премия по химии присуждена за развитие криоэлектронной микроскопии

Новый метод анализа белков работает в 50 раз быстрее

Создана первая «химическая память» объемом в 1 бит

193 года назад впервые получено органическое соединение из неорганических

Ученые разработали программу, которая высчитывает свойства молекул сложных химических соединений

Самосборкой получены структуры из 144 молекулярных компонентов

Учёные создали нанореактор для производства водорода

Ученые из Швеции создали «деревянное стекло»

Разработан новый метод создания молекул

Японские ученые создали жидкий квазиметалл, застывающий на свету

Нобелевскую премию по химии присудили за синтез молекулярных машин

Новая компьютерная программа предсказывает химические связи

Получены цветные изображения на электронном микроскопе

В упавшем в России метеорите обнаружен уникальный квазикристалл

10 невероятно опасных химических веществ

Создатель «суперклея» Гарри Кувер – химик и изобретатель, автор 460 патентов, самый известный из которых так и не помог ему разбогатеть




© Злыгостев Алексей Сергеевич, подборка материалов, оцифровка, статьи, оформление, разработка ПО 2001-2018
При копировании материалов проекта обязательно ставить активную ссылку на страницу источник:
http://chemlib.ru/ 'ChemLib.ru: Библиотека по химии'