【48812】在高压下化学成分会改动的重元素

　　散发着橙色辉光的锔晶体，研讨者们正是用它来监测在施加压力下其化学性质的改动。图片来自：Thomas Albrecht-Schmitt / Nature

　　一项新的研讨标明，一种已知最重的元素可被人们操控的程度比之前人们所想的更大。这一发现或为开展核燃料收回以及放射性元素的长时间贮存铺平了路途。

　　经过运用两块金刚石揉捏样品的办法，一支世界研讨团队向咱们展示出了元素周期表中的第96号元素，一起也是最终一种仍能被肉眼看到的元素——锔，在高压下会发生怎样的呼应。

　　这支团队由佛罗里达州立大学的Thomas Albrecht-Schmitt教授及其在布法罗大学和亚琛大学的合作者带领。他们发现，锔的外层电子的行为会跟着缩短其与周围更轻的原子的间隔而改动，这会直接影响到其与其他元素成键的才能。这项发现已发表于《天然》杂志。

　　“这是彻底出乎预料的，由于锔的化学性质本应使它抵抗这类改动，”Albrech-Schmitt说道，“简略来说，锔是适当慵懒的。”

　　虽然只要某些锔化合物展示出了这种改动，但这对科学家们而言依然十分风趣，由于一般的情况下锔对其性质的改动是彻底抵抗的。

　　除Albrecht-Schmitt之外，领导这项研讨的还有布法罗大学的化学教授Jochen Autschbach和Eva Zurek，以及坐落德国的亚琛大学的研讨员Manfred Speldrich。

　　Albrecht-Schmitt的试验室的整体使命就是更好地了解这些坐落周期表底部的锕系重元素，这一项作业也是其间一部分。在2016年，他得到了美国能源部1000万美元的赞助，用以建立锕元素科学与技能中心，首要着眼于加快关于整理核废料的科学研讨。

　　虽然这些重元素现已被填进了元素周期表，然而在很大程度上它们对科学家们来说依然是个谜，尤其是与氧或许氮这样的轻元素相比较的时分。“这项试验所表现出来的是，咱们对这些元素的化学性质的操控才能远比咱们所认为的要强，这是十分激动人心的。”Albrecht-Schmitt说道。

　　“咱们所研讨的三价锔离子的外层电子层是半满的，这是十分难以构成化学键的，”布法罗大学的Larkin讲座化学教授Autschbach说道，“而试验与理论相结合的办法显现，经过给一块含有三价锔离子，有机硫和铵离子的晶体施加高压，会导致锔的外层电子参加和硫构成共价键。这一发现有或许对研讨这些化学慵懒的锕系壳层电子的奥秘行为有引导效果。”

　　Autschbach在布法罗大学的研讨小组经过核算协助解说了在高压试验中发生了什么，提醒了含有锔元素的化合物在被金刚石揉捏时锔的详细行为。Zurek的团队则经过确认这些化合物在高压下的晶体结构，为核算作业打下了根底。

　　发光的锔金属。锔的放射性很高，因而会在漆黑中宣布紫光。图片来历：

　　“在高压下，物质和资料的性质或许会与常压条件下彻底不同，这也使得在高压研讨中的发现总是那么令人激动。”Zurek说道。

　　进行核废料收回和规划长时间贮存放射性元素的弹性资料都要运用到化学别离进程，而对重元素的更深了解可认为怎样来操控这些化学别离进程供给更多的战略，Albrecht-Schmitt说道。研讨团队信任他们获取的这些与锔元素相关的成果也能转换到其他重元素的研讨傍边。

　　现在，这支研讨团队预备接着这项作业持续研讨，为更重的元素，例如锎和锿规划相似的试验。压力对这些元素发生的效应或许会比他们在锔元素上所发现的愈加明显。