锎(Cf)是目前可获得的重量超过微克的最重元素。Cf同位素由于其稀缺性和放射性危害,给实验带来了严峻挑战。因此,从5f/6d价轨道参与成键的可及性、自旋-轨道耦合在电子结构中的作用以及与其他f元素相比的反应性模式等化学秘密仍然未解开。有机金属分子是阐明周期表的周期性和成键趋势的基础,随着二十一世纪有机金属钍(Th)通过钚(Pu)化学的复兴,以及较小程度上的镅(Am)的复兴,改变了对化学的理解。然而,锎(和其他跨钚元素)的化学自20世纪70年代以来一直处于休眠状态。有鉴于此,美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的Yang Ping、Stosh A. Kozimor、Andrew J. Gaunt、Enrique R. Batista和美国加州大学的William J. Evans等研究人员,报道了锎的茂金属配合物的分离与表征。
本文要点
1)研究人员通过两毫克249Cf合成和表征[Cf(C5Me4H)2Cl2K(OEt2)]n,开启了对空气/水分敏感的Cf化学。
2)该弯曲的茂金属基序,在铀(U)之外的结构上未经验证,包括第一个结晶特征的Cf–C键。分析表明Cf–C键主要是离子键,共价贡献很小。
3)无色、等电子和同构[Dy(C5Me4H)2Cl2K(OEt2)]n中的Cf 5f轨道能量与镝(Dy)4f相比降低,形成橙色Cf化合物,与通常与Cf化合物相关的浅绿色形成对比。
参考文献:
Conrad A. P. Goodwin, et al. Isolation and characterization of a californium metallocene. Nature, 2021.
DOI:10.1038/s41586-021-04027-8
https://www.nature.com/articles/s41586-021-04027-8