在元素周期表的边缘有一个鲜为人知且难以获得的元素正在拓宽我们对化学的基本理解。在最新一期的“ 科学 ”杂志中,佛罗里达州立大学教授托马斯·阿尔布雷希特 - 施密特捕获了元素berkelium的基本化学成分,或周期表中的Bk。
Albrecht-Schmitt说:“这真正给了我们的是理解化学在表格中的变化。” “目的是了解元素的基本化学成分。即使已经使用了近70年,许多基本化学特性仍然未知。”
Berkelium于1949年发现,位于元素周期表的最后,称为act系列。这些元素是地球上最重,但最不了解的化学元素。
在他的专业实验室和基于FSU的国家高磁场实验室进行的一系列精心编排的实验中,Albrecht-Schmitt以水晶的形式制备了硼酸硼酸盐化合物和复杂的berkelium分子,并完成了一系列测量该元素能够更好地理解其与周围元素(如cal(Cf)和Cur(Cm))的结构和化学相似性。
通过这个过程,Albrecht-Schmitt发现,berkelium的结构非常类似于它的周期表邻近cal,但在化学上它有一些显着的差异。
“它与人们的期望在电子方面不同,”他说。
Albrecht-Schmitt和他的同事们制造了这样一种正核电荷,它们在组装后不久就开始破碎。
“我们没有预料到,”他说。“我们刚看到这些微小的晶体爆炸了。”
Berkelium主要用于帮助科学家合成新元素,如元素117,tennessine,这是今年早些时候添加到表中的。但是,很少有人能够理解单独的元素可以做什么以及它如何运作。
Albrecht-Schmitt的实验室是大学科学界的新奇事物。他的化学实验室专门设计用于处理像berkelium这样的放射性元素,使其成为该国唯一有能力这样做的大学实验室。正因为如此,能源部与他一起广泛研究了照亮周期表远区的研究。
该部门最近还向他授予了1000万美元,作为其能源研究中心计划的一部分,因此他可以研究回收核废料和清理冷战时期武器生产基地的新技术。
他之前的研究表明,元素cal具有独特的性质,代表了元素周期表中的一种突破,它是一种以前没有观察到的新型化学物质。
能源部向Albrecht-Schmitt提供了13毫克的berkelium,大约是任何人用于主要研究的1000倍。不过要进行实验,他必须迅速行动。该元素在320天内减少到一半,此时它对于实验来说不够稳定。
“因为它具有放射性,所以从来没有太多可用,”Albrecht-Schmitt说。“在核衰变破坏样品之前,我们不得不捕获化学物质。”
研究人员将继续研究他们能够在实验室中制造的其他berkelium化合物。