Kompleks Berkelium membuka pintu untuk daur ulang nuklir di masa depan | Riset

Kompleks Berkelium membuka pintu untuk daur ulang nuklir di masa depan |  Riset post thumbnail image

Promo khusus Pengeluaran SGP 2020 – 2021.

Gambar yang menunjukkan kompleks berkelium

Kompleks berkelium baru telah menunjukkan bahwa ligan yang sangat terpolarisasi dapat digunakan untuk menargetkan aktinida yang lebih berat, berpotensi membuka jalan untuk daur ulang selektif elemen radioaktif.

Sejak penemuannya pada bulan Desember 1949, berkelium, elemen 97, sebagian besar masih belum dijelajahi. Elemen aktinida tidak memiliki aplikasi yang diketahui, tidak ada di Bumi secara alami dan mahal untuk disintesis, artinya hanya miligram elemen yang tersedia secara global. Ini juga sangat radioaktif, dengan isotopnya yang paling umum, Bk-249, memiliki waktu paruh 330 hari dan meluruh menjadi kalifornium, yang menyebabkan penumpukan muatan listrik dalam sampel. Ini, dan penelitian sebelumnya yang menunjukkan bahwa ikatan berkelium terutama bersifat ionik dan mirip dengan lantanida, yang berarti bahwa ikatan ini biasanya diabaikan demi unsur yang lebih tersedia.

Sekarang, sebuah tim di Florida State University, AS, telah menyelidiki apa yang merupakan kompleks berkelium keenam yang pernah dicirikan, dan menemukan situasinya mungkin tidak begitu mudah. Dipimpin oleh Thomas Albrecht–Schönzart, grup ini mengikat Bk(III) ke 4′-(4-nitrofenil)-2,2′:6′,2”-terpiridin, sebuah ligan dengan dipol besar. Ini, tim berharap, akan mempolarisasi elektron berkelium ketika ikatan logam-ligan terbentuk. Tim juga membentuk kompleks logam-ligan dengan serium, analog elektro-kimia terdekat berkelium, untuk membandingkan efek apa pun melalui analisis struktural, spektroskopi, dan analisis elektrokimia.

Tim menemukan polarisasi ligan memperpendek ikatan logam-ligan di bidang yang sama lebih dari yang diharapkan, mempengaruhi kerapatan elektron. Yang terpenting, tim juga menemukan tanda-tanda bahwa telah terjadi pengurangan tolakan antar elektron dan bahwa 6P orbital dihibridisasi dengan berkelium, dan 5P orbital, meskipun pada tingkat lebih rendah, dengan serium. ‘6P orbital biasanya dianggap sebagai orbital inti yang tidak terlibat dalam ikatan,’ jelas Albrecht–Schönzart. ‘Tapi di sini mereka berhibridisasi dengan orbital ligan, dan ini bahkan menciptakan ikatan kovalen dengan molekul air trans ke ligan. Efek dari polarisasi itu jauh lebih besar daripada yang diantisipasi siapa pun.’ Selain itu, spektrum resonansi paramagnetik elektron (EPR) menunjukkan sinyal berbentuk belah ketupat ketika kompleks serium diselidiki, menunjukkan lingkungan elektronik di sekitar pusat kompleks sangat anisotropik.

Kompleksitas tak terduga dari aktinida yang lebih berat ini menunjukkan bahwa berkelium mungkin merupakan elemen yang jauh lebih menarik daripada yang disarankan oleh penyelidikan paling awal. Kompleks yang dirancang khusus juga bertindak sebagai bukti konsep untuk menciptakan ligan yang sangat terpolarisasi yang dapat mencapai kekuatan ikatan spesifik dengan molekul target. Ini akan memungkinkan para ilmuwan untuk merancang ligan yang menargetkan logam tertentu selama daur ulang radioaktif, memungkinkan ekstraksi selektif elemen tertentu.

Conrad Goodwin, ahli kimia aktinida di University of Manchester, Inggris, mengatakan makalah ini adalah ‘contoh mencolok untuk menyoroti kompleksitas’ aktinida yang lebih berat. ‘Sulit untuk melebih-lebihkan betapa menyakitkan setiap kemajuan di bidang ini – terutama dengan berkelium – dapat baik dari sudut pandang logistik, dan juga ketersediaan material. Ini adalah kontribusi yang menarik untuk kimia koordinasi dasar unsur-unsur di luar uranium.’

Related Post