Enerji Departamentinin Lawrence Berkeley Milli Laboratoriyasının (Berkeley Laboratoriyası) rəhbərlik etdiyi tədqiqat qrupu, berkeliumun ağır elementini ehtiva edən ilk orqanometalik molekul olan “berkelosen”i kəşf etdi.

Karbon əsaslı bir çərçivə ilə əhatə olunmuş metal ionundan ibarət olan orqanometalik molekullar uran ( atom nömrəsi 92) kimi erkən aktinid elementləri üçün nisbətən geniş yayılmışdır, lakin berkelium (atom nömrəsi 97) kimi sonrakı aktinidlər üçün demək olar ki, tanınmır.

Berkeley Laboratoriyasının Kimya Elmləri Bölməsinin alimi Stefan Minasian, “Science” jurnalının yeni müəlliflərindən biri və Berkeley Laboratoriyasının Kimya Elmləri Bölməsinin alimi Stefan Minasian, “Bu, berkelium və karbon arasında kimyəvi bağın yaranmasına dair sübutlar əldə etdiyi ilk dəfədir. Kəşf berkelium və digər aktinidlərin dövri sistemdəki həmyaşıdlarına nisbətən necə davrandığına dair yeni anlayışlar verir “ .

Berkli kökləri olan ağır metal molekulu

Berkelium dövri cədvəlin f blokunda 15 aktiniddən biridir. Aktinidlərin üstündə bir sıra lantanidlərdir.

Pioner nüvə kimyaçısı Qlenn Siborq 1949-cu ildə Berkeley Laboratoriyasında berkelium kəşf etdi. Bu, onun transuran elementlərinin kimyasındakı kəşflərinə görə 1951-ci ildə Berkli Laboratoriyasının alimi Edvin MakMillanla birlikdə kimya üzrə Nobel mükafatını qazanmasına səbəb olan bir çox nailiyyətlərdən yalnız biri olardı.

Uzun illərdir ki, Berkeley Laboratoriyasının Kimya Elmləri Bölməsindəki Ağır Elementlər Kimyası qrupu aktinidlərin orqanometal birləşmələrinin hazırlanmasına həsr edilmişdir, çünki bu molekullar adətən yüksək simmetriyaya malikdir və karbonla çoxsaylı kovalent bağlar əmələ gətirir və onları aktinidlərin unikal elektron strukturlarını müşahidə etmək üçün faydalı edir.

“Alimlər daha yüksək simmetriya strukturlarını tədqiq etdikdə, bu, onlara təbiətin atom səviyyəsində maddəni təşkil etmək üçün istifadə etdiyi əsas məntiqi anlamağa kömək edir” dedi Minasian.

Lakin berkeliumun öyrənilməsi asan deyil, çünki o, yüksək radioaktivdir. Və bu sintetik ağır elementin çox kiçik bir hissəsi hər il qlobal olaraq istehsal olunur. Çətinliyə əlavə olaraq, orqanometalik molekullar havaya son dərəcə həssasdır və piroforik ola bilər.

UC Berkeley kimya professoru və Berkeley Elmlər Laboratoriyasının direktoru olan məqalənin həmmüəllifi Polly Arnold, “Dünyada yalnız bir neçə obyekt havadakı oksigen və nəmlə güclü reaksiya verən yüksək radioaktiv materialın birləşmiş təhlükələrini idarə edərkən həm birləşməni, həm də işçini qoruya bilər” dedi.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=809300024&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1741776871&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-03-scientists-heavy-metal-molecule-berkelocene.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTMzLjAuNjk0My4xNDIiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siTm90KEE6QnJhbmQiLCI5OS4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzMy4wLjY5NDMuMTQyIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzMy4wLjY5NDMuMTQyIl1dLDBd&dt=1741776840653&bpp=1&bdt=67&idt=246&shv=r20250305&mjsv=m202503060101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1741776626%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1741776626%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1741776626%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=3133043429485&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=3043&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31090873%2C31090876%2C95352076%2C95353421%2C95354314%2C95354324%2C95354336%2C95354598%2C31090357&oid=2&pvsid=4055427928293955&tmod=87319060&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7Co%7CpeEbr%7C&abl=NS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=0&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=31006

Berkelium baryerini sındırmaq

Beləliklə, Minasian, Arnold və Berkli Laboratoriyasında Ağır Elementlər Kimyası Qrupuna rəhbərlik edən UC Berkeley nüvə mühəndisliyi və kimya üzrə dosenti Rebekka Abergel bu maneələri aradan qaldırmaq üçün bir komanda topladılar.

Berkeley Laboratoriyasının Ağır Element Tədqiqat Laboratoriyasında komanda yüksək radioaktiv izotoplarla havasız sintez etməyə imkan verən yeni əlcək qutularını xüsusi olaraq dizayn etdi. Daha sonra yalnız 0,3 milliqram berkelium-249 ilə tədqiqatçılar tək kristal rentgen şüalarının difraksiya təcrübələri apardılar. Komanda tərəfindən əldə edilən izotop əvvəlcə Oak Ridge Milli Laboratoriyasında DOE İzotop Proqramı tərəfindən idarə olunan Milli İzotop İnkişaf Mərkəzindən paylanmışdır.

Nəticələr iki 8 üzvlü karbon halqası arasında sıxışdırılmış berkelium atomu ilə simmetrik bir quruluş göstərdi. Tədqiqatçılar molekulu “berkelosen” adlandırdılar, çünki onun strukturu “uranosen” adlı uran orqanometal kompleksinə bənzəyir. (UC Berkeley kimyaçıları Andrew Streitwieser və Kenneth Raymond 1960-cı illərin sonunda uranoseni kəşf etdilər.)

Buffalo Universitetində həmmüəllif Jochen Autschbach tərəfindən həyata keçirilən elektron struktur hesablamaları gözlənilməz bir tapıntıda berkelosen strukturunun mərkəzindəki berkelium atomunun berkelium-karbon bağları ilə sabitləşən tetravalent oksidləşmə vəziyyətinə (+4 müsbət yük) malik olduğunu ortaya qoydu.

“Dövri cədvəlin ənənəvi anlayışı berkeliumun lantanid terbium kimi davranacağını göstərir” dedi Minasian.

“Ancaq berkelium ionu +4 oksidləşmə vəziyyətində digər f-blok ionlarına nisbətən daha xoşbəxtdir” dedi Arnold.

Tədqiqatçılar nüvə tullantılarının uzunmüddətli saxlanması və bərpası ilə bağlı problemləri həll etmək üçün aktinid davranışının dövri cədvəldə necə dəyişdiyini göstərən daha dəqiq modellərə ehtiyac olduğunu söyləyirlər.

“Berkelium kimi sonrakı aktinidlərin bu daha aydın portreti bu maraqlı elementlərin davranışına yeni bir obyektiv təqdim edir” dedi Abergel.

Ətraflı məlumat: Dominic R. Russo et al, Berkelium-carbon bonding in a tetravalent berkelosen, Science (2025). DOI: 10.1126/science.adr3346

Jurnal məlumatı: Elm 

Lawrence Berkeley Milli Laboratoriyası tərəfindən təmin edilmişdir