У химических элементов на периодической таблице также есть семейные подобия, которые могли обеспечить прогнозирующее понимание путем, элементы взаимодействуют, ведущие ученые к еще предполагаемым заявлениям.В случае одного элемента, protactinium, химические общие черты, произведенные конфигурацией его наиболее удаленных электронов, связывают две семьи элементов: стабильные и известные металлы перехода и более экзотические актиниды.В новом исследовании от Национальной лаборатории Аргонна американского Министерства энергетики (DOE) и Университета Лилля во Франции, химики исследовали многократные подобия protactinium, чтобы более полностью понять отношения между металлами перехода и сложной химией ранних элементов актинида.Основная стоимость Протэктиниума не находится в своем коммерческом использовании, а в обеспечении нового фундаментального понимания химии элементов.
Protactinium – элемент актинида и располагается между торием и ураном на периодической таблице. Однако protactinium также тесно напоминает ниобий и тантал, оба из которых являются металлами перехода, используемыми в диапазоне химического и металлургического применения. Когда химики понимают свои общие черты более подробно, они могут обнаружить роман и все же – неоткрытые заявления на эти и другие связанные элементы.
«Protactinium в точке опоры на периодической таблице», сказали автор исследования и химик Аргонна Ричард Уилсон. «Вопрос того, как мы соединяем периодическую таблицу действительно, сидит в ядре наших взглядов о protactinium».Ответ на то, действует ли protactinium больше как актинид или как металл перехода, заключается во внешних электронных раковинах protactinium атома. Ученые определяют каждую раковину и с номером (1 – 7) и с письмом (s, p, d или f). То, которые обстреливают внешние электроны элемента, обитают, с точки зрения числа и письма, определяет его семью и помогает определить широкий диапазон его химического и физического поведения.
Различие между металлами перехода и актинидами заключается, в котором внешняя оболочка заполнена сначала доступными электронами. Protactinium, Уилсон отметил, особенно важен, потому что он представляет границу, на которой ‘d’ орбитальное и ‘f’ орбитальное меняются местами энергично. Это определяет, как орбитали заполнены и как они взаимодействуют или связь с их соседями.
«’d’ орбитали в металлах перехода участвуют в химическом соединении очень прямым способом, и они могут организовать в довольно предсказуемые структуры», сказал Уилсон. «Актиниды не формируют те же самые виды связей как с готовностью».По словам Уилсона, химики, изучающие актиниды, кто попытался уговорить protactinium, чтобы действовать как его кузены металла перехода, столкнулись с ограниченным успехом. «Мы можем заставить protactinium вести себя как ниобий и тантал?
Ответ экспериментально ‘еще’ не», сказал Уилсон. «Но работа над теорией этого уникального элемента могла высказать нам новое мнение о том, как это в состоянии сидеть прямо на этом важном химическом и энергичном перекрестке».Изменения в электронных орбиталях и соединении поведений, которые происходят в тяжелых элементах только, увеличиваются, в то время как периодическая таблица продолжается. В самых тяжелых элементах сказал Уилсон, релятивистские эффекты начинают заменять наше классическое понимание того, как определенные элементы «должны» вести себя, даже к пункту, в котором предполагавшийся элемент мог напомнить и инертный благородный газ и очень активный металл в то же время.
«Мы начинаем понимать, что protactinium – порог, на который соединение в периодической системе начинает изменяться», сказал Уилсон. «Мы бурим землю к тому, что действительно заставляет периодическую таблицу тикать».