Ученые выявили ключевые свойства прометия – радиоактивного редкоземельного элемента. Для этого они использовали принципиально новый научный метод.
Прометий – один из 15 лантаноидов, содержащихся в нижней части периодической таблицы Менделеева. Эти элементы обладают рядом полезных свойств, включая сильный магнетизм и необычные оптические характеристики. Они важны для производства современных электронных устройств.
Прометий был открыт в 1945 году. Но ученые до сих пор имели очень ограниченное представление о химическом составе этого элемента. Прометий является крайне редким (на планете можно найти не более 400 граммов) и нестабильным, что затрудняет исследования.
В ходе нового эксперимента ученые из Национальной лаборатории Ок-Ридж получили прометий-147 с периодом полураспада в 2,6 года. Они выделили изотоп из отходов ядерных реакторов, создав максимально чистый образец. Затем образец объединили с лигандом (молекулой, специально разработанной для улавливания атомов металла), чтобы сформировать стабильный комплекс в воде.
Для изучения элемента ученые применили метод, названный синхротронной рентгеновской спектроскопией поглощения. Фотоны высокой энергии бомбардировали прометиевый комплекс. Это позволило впервые определить длину химической связи прометия с соседними атомами.
Команда также впервые продемонстрировала свойство сжатия в растворе для всего ряда лантаноидов, включая прометий. Сжатие лантаноидов подразумевает, что элементы с атомными номерами от 57 до 71 оказываются меньше, чем ожидалось. С увеличением атомных номеров этих лантаноидов радиусы их ионов уменьшаются, сообщает Nature.
«Сокращение этой химической связи ускоряется в этом атомном ряду, но после прометия оно значительно замедляется. Это важная веха в понимании свойств химических связей этих элементов и их структурных изменений в периодической таблице», – отметили авторы.
Ранее физики открыли новые изотопы редкоземельных элементов. Речь идет о тулии, иттербии и лютеции.
