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bb贝博平台登录体育下载:奥秘的第61号元素

来源:bb贝博平台登录体育下载    发布时间:2026-01-26 03:52:01
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  (Pm)是一种稀有的放射性元素。1945年,它初次在试验室中被发现,是(原子序数从57到71)中最终被发现的元素。虽然钷的原子序数比较来说较低(61),但多年来,它的特性一向难以捉摸,原因之一是,它是仅有一种没有安稳同位素的元素。

  现在,在这种稀有而奥秘的元素被发现80年后,科学家总算揭开了它的一些隐秘。在一项新发表于《天然》杂志的研讨中,一组科学家经过制备一种钷的化学“复合物”,初次在溶液中对这种元素的元素进行了描绘。

  镧系元素有很相似的化学性质,这也是它们很难被别离的部分原因。科学家现已对绝大部分镧系元素进行了广泛研讨,并将它们应用在许多现代技术上,比方激光、风力涡轮机、电动汽车、X射线屏幕乃至抗癌药物等。

  但是,钷却在镧系元素的试验研讨中显着缺席了。钷是一种高放射性的镧系元素,地壳中天然发生的钷十分稀有。并且,因为钷没有安稳的同位素,因而可用的组成钷也十分微少。

  在这项研讨中,研讨团队出产了半衰期为2.62年的放射性同位素钷-147,其数量和纯度足以让研讨人员剖析其化学性质。像一切其他镧系元素相同,钷也倾向于构成带3个正电荷的离子。

  研讨人员将这些离子与一种名为二甘醇胺配体的有机分子在水溶液中结合,这种配体中含有三个富含电子的氧原子。三个这样的配体与每个钷离子结合,生成了包括9个钷-氧键的复合物。然后,使用X射线光谱学,研讨人员确认了这种复合物的性质,比方钷与氧之间的化学键键长。

  为了调查这种复合物是怎么构成的,研讨人员还将相同的配体与其他镧系元素结合在一起。这使得研讨人员初次提醒了一切镧系元素在溶液中缩短的特征,填补了镧系元素研讨中的严重空白。

  所谓镧系元素缩短,指的是镧系元素的原子半径和离子半径在总体上比预期值小的现象。跟着这些镧系元素的原子序数添加,它们的原子和离子大小会不断减小。这种缩短发生了许多共同的化学和电子特性。

  在这项研讨中,研讨人员明晰地调查到,镧系元素与氧之间的化学键的缩短,会跟着原子序列的添加而加快,但是在钷之后,这种缩短率会大大减缓。

  钷对医学研讨和长寿命核电池具有极端严重含义。但长期以来,科学家关于钷的大部分特性都只能进行假定。新的研讨成果是了解镧系元素的化学键性质以及它们在元素周期表上的结构改变的一个重要里程碑,使得科学家可以更全面地了解镧系元素缩短现象。

  此外,这一成果还能减轻别离这些镧系元素的难度,为别离这些元素带来更好的办法,例如从核废料中别离钷和相似元素。一向以来,科学家都企图可以别离出整个镧系元素系列,钷是其间的最终缺失的一块。

  研讨人员着重,这一成果能归功于团队协作。首要,钷是在高通量同位素反应堆组成的,并在放射化学工程开发中心进行纯化。然后,经过使用布鲁克海文国家试验室的国家同步加快器光源II,他们对其进行了X射线吸收光谱研讨。与此同时,研讨人员还使用核算设备进行了量子化学核算和分子动力学模仿。

  这是一项具有里程碑含义的研讨,它填补了化学教科书中长期存在的空白,标志着镧系元素研讨取得了严重进展。

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