科学家首获锫（Berkelium）有机金属分子证据，冲击元素周期表传统认知
时间：2025-03-30 11:30
小编：小世评选
3月19日，IT之家报道了一项具有里程碑意义的科学发现——科学家首次获得了锫（Berkelium）的有机金属分子“锫茂”（Berkelocene）的证据。这一突破性成果由布法罗大学和美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室的科研团队联合完成，发表在最新版的《科学》杂志上，标志着对锫及其他锕系元素化学行为的新理解，将对化学和核科学领域产生深远影响。
锫作为一种重要的元素，其原子序数为97，属于锕系元素（Actinide series），而该系列通常涉及的前元素（如铀，原子序数92）早已在科学界深入研究，有机金属化合物的存在相对普遍。在锫等后期锕系元素中，尚未观察到有机金属分子的存在，这让锫的化学特性变得更加神秘。
研究团队的主要科学家之一，伯克利实验室的Stefan Minasian表示，这次研究的核心在于首次确认了锫与碳之间形成的化学键。实验的成功不仅是对现代化学理论的验证，更是对锫作为超铀元素化学行为的深入探索。
在具体的实验过程中，科学家们面临了巨大的挑战。锫是极其放射性的元素，其年产量仅在毫克级别。因此，有效的实验条件和严格的环境控制是实现研究的基础。研究团队专门设计并使用了新型的无空气手套箱，使得科研人员能够在高度控制的环境中进行有机金属分子的合成。
实验中，科学家们利用了仅有的0.3毫克锫-249同位素，成功进行了单晶X射线衍射实验。这项技术使得他们能够分析和识别锫茂分子的内部结构，发现锫原子被巧妙地夹在两个八元碳环之间，从而形成一个高度对称的化合物结构。
对锫及其化合物的研究，不仅是为了基础科学的探索，科学家们还希望通过这项研究来帮助解答一些现实中的问题。例如，锕系元素通常具有特殊的电子结构和化学反应性，而理解其行为将对核废料的长期存储及处理提供重要的理论支持。当前，科学界通常认为锫应当与镧系元素中的铽（Terbium）展现相似的化学特性，但研究发现四价态锫离子的稳定性超出预期。这一发现引发了科学家对元素周期表的传统规则进行反思，并提出了修正的必要性。
来自布法罗大学的化学教授Jochen Autschbach指出，锫茂的发现不仅打破了对锕系元素理化特性的传统理解，同时也推动了对超铀元素的进一步研究。他提到，锕系元素有机金属化合物通常具有更高的对称性，并且能够和碳形成更强的共价键，这将为锕系独特的电子结构提供理想的模型。
在过去，科学家们普遍缺乏足够的实验数据来建立精确的锕系元素行为模型，因此对锫及其化合物的深入研究显得尤为急迫。此次的研究不仅提供了宝贵的第一手实验数据，更为未来的相关研究奠定了基础。科学家们期待，这一领域的持续探索能够为理解物质的基本构成提供新的视角，并为解决诸如核废料管理等重大科学问题指明方向。
锫的有机金属分子的首次发现，标志着科学界在元素周期表的认知上取得了重要进展。这项研究不仅仅是化学学科的胜利，更是对科学探索的一次有力证明，展现了当代科学家们在面对挑战时的坚定决心与创新能力。随着对锕系元素研究的深入，未来会揭示更多有关这些神秘元素的秘密，推动化学及相关领域的进一步发展。
