Elemento proveniente dai confini più lontani della tavola periodica, trasformato in un composto sfuggente

4 settimane ago

Una scoperta chimica cruciale

Un elemento raro e misterioso della tavola periodica svela segreti chimici dopo ottant’anni dalla scoperta. Ricercatori dell’Oak Ridge National Laboratory creano un composto chimico utilizzando il promezio radioattivo, permettendo lo studio delle sue interazioni. I risultati, pubblicati su Natura, potrebbero rivoluzionare i metodi di separazione in scorie nucleari.

Il promezio: un elemento unico

Il promezio è un elemento insolito appartenente ai lantanidi, con meno di 1 chilogrammo presente in natura. È stato scoperto nel 1945 e utilizzato nelle radiazioni per pacemaker e spazio navicelle. Questo elemento è cruciale per la chimica e la tecnologia moderna.

Lantanidi: elementi delle terre rare

I lantanidi, tra cui il promezio, sono noti come terre rare e sono essenziali in tecnologie come laser e magneti. La loro simile chimica rende difficile l’estrazione individuale. I nuovi metodi di separazione basati su complessi di coordinazione potrebbero rivoluzionare l’industria.

Una sintesi rivoluzionaria

I ricercatori di Oak Ridge utilizzano il promezio-147, un isotopo radioattivo, per creare un complesso con ligandi speciali. Questa scoperta apre nuove prospettive per la comprensione delle interazioni chimiche del promezio e dei lantanidi in soluzione.

Implicazioni per la separazione

La sintesi di complessi chimici con il promezio potrebbe rivoluzionare i metodi di separazione per gli elementi delle terre rare. La capacità di distinguere sottili differenze tra complessi potrebbe semplificare e migliorare significativamente il processo di isolamento e purificazione.

Scoperta dei legami promezio-ossigeno

Un gruppo di ricercatori ha individuato che tre ligandi avvolgevano ciascun ione promezio, formando complessi con nove legami promezio-ossigeno. Utilizzando la spettroscopia di assorbimento dei raggi X e simulazioni teoriche, hanno misurato la lunghezza media di tali legami.

Il ruolo dell’ossigeno nei legami

I ricercatori hanno scoperto che l’ossigeno fornisce coppie di elettroni che riempiono ordinatamente gli orbitali vuoti attorno al promezio. Arnold, studioso di lantanidi, ha elogiato la difficoltà e l’abilità del lavoro svolto dai ricercatori.

Confronto con altri complessi di lantanidi

Per valutare il complesso di promezio rispetto ad altri lantanidi, i ricercatori hanno creato una raccolta completa di complessi di lantanidi simili in soluzione, notando una diminuzione della lunghezza del legame lantanide-ossigeno attraverso la serie lantanidica.

Il promezio (Pm) si trova nella serie dei lantanidi della tavola periodica.Credito: Science Source/Science Photo Library

Effetto contrazione dei lantanidi

La serie lantanidica evidenzia un effetto contrazione, dovuto alla crescente carica positiva del nucleo atomico. Questo si traduce in una trazione più forte su certi orbitali elettronici. L’osservazione è stata possibile grazie alla donazione di elettroni da parte dei ligandi nei complessi di lantanidi.

Conferma in soluzione

I ricercatori di Oak Ridge, guidati da Alexander Ivanov, hanno evidenziato che la contrazione dei lantanidi si manifesta anche in soluzione, con una marcata diminuzione della lunghezza del legame nei primi elementi della serie lantanidica.

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