У сполуці сіборгію вперше зафіксували релятивістське послаблення зв’язків
Дослідники експериментально зафіксували релятивістське послаблення зв’язків у гексакарбонілі сіборгію.
Дослідники експериментально зафіксували релятивістське послаблення зв’язків у гексакарбонілі сіборгію Sg(CO)6 — сполуці надважкого штучно створеного елемента з атомним номером 106. Як повідомляє Nature, вимірювання дали змогу порівняти стійкість комплексу сіборгію з гексакарбонілами його легших аналогів у шостій групі — молібдену та вольфраму.
Сіборгій отримували в ядерній реакції 208Pb(52Cr,1n)259Sg. Науковці зареєстрували 259 ядер 259Sg і досліджували продукти реакцій у газовій хроматографічній установці, поєднаній із системою детекторів. Комплекси утворювалися під час взаємодії атомів або іонів сіборгію з молекулами монооксиду вуглецю в суміші гелію та CO.
Три зареєстровані комплекси
У другому детекторному масиві COMPACT виявили три ланцюги розпаду, які віднесли до осадження леткого 259Sg(CO)6. Для порівняння, там само було зафіксовано приблизно 20% подій, пов’язаних із гексакарбонілом вольфраму. Співвідношення летких гексакарбонілів до нелетких атомів і фрагментів комплексів становило 0,20 ± 0,01 для вольфраму та 0,04 з інтервалом невизначеності від −0,02 до +0,05 для сіборгію.
Основна частина продуктів осідала в першому масиві miniCOMPACT як нелеткі атоми або фрагменти M(CO)n, де n становило від 1 до 5. Лише повні гексакарбонільні комплекси, що вирізняються підвищеною хімічною інертністю та леткістю, проходили до другого масиву. У miniCOMPACT дослідники виявили 126 ланцюгів розпаду, з яких 72 починалися з 259Sg, а 54 були віднесені до його дочірнього нукліда 255Rf.
Вплив релятивістських ефектів
Міцність зв’язку метал—CO оцінювали за енергією відриву одного ліганда CO, яка характеризує стабільність гексакарбонілу. Попередні розрахунки передбачали, що для Sg(CO)6 вона приблизно на 10 кДж/моль нижча, ніж для W(CO)6, хоча в нерелятивістському наближенні очікувалася протилежна тенденція — посилення зв’язку від молібдену до сіборгію.
Автори пов’язують послаблення зв’язку в комплексі сіборгію з релятивістською дестабілізацією та розширенням його 6d-орбіталей. Це зменшує два процеси перенесення електронної густини між металом і лігандами CO: σ-донування від CO до атома металу та π-зворотне донування від металу до CO. Раніше Sg(CO)6 синтезували у 2014 році, однак експериментального значення енергії відриву ліганда для нього до цього дослідження не наводили.
