JACS:Na0.5[NpO2(OH)1.5]•0.5H2O和Na[NpO2(OH)2]晶体结构和在水溶液中的稳定性
芣苢 西瓜 2022-05-20

从环境影响、核废料处理和锕系元素基础研究的角度来看,在水溶液中形成的锕系元素 (An) 氧化物和氢氧化物是基本化合物。An(V)在环境锕系元素研究中受到特别关注,因为它在各种溶液条件下具有高流动性。研究An(V)体系最典型的代表是镎(V),因为它在所有锕系元素中对固体和溶液物种都具有最广泛的溶液稳定性。近日,卡尔斯鲁厄理工学院David Fellhauer等报道了Na0.5[NpO2(OH)1.5]·0.5H2O和Na[NpO2(OH)2]晶体结构,并对其在水溶液的稳定性进行了研究。

本文要点:

1作者在 NaOH 水溶液中,在T = 80 °C下合成了三元镎(V)(Np(V))氢氧化物Na0.5[NpO2(OH)1.5]·0.5H2O和Na[NpO2(OH)2]。

2单晶结构解析表明,Na0.5[NpO2(OH)1.5]·0.5H2O属于单斜晶系,P21,Z = 2,a = 5.9859(2),b = 10.1932(3),c = 12.1524(4) Å,β = 98.864(1)°, V = 732.63(4) Å3;Na[NpO2(OH)2]属于正交晶系,P212121, Z = 4, a = 5.856(7), b = 7.621(9), c = 8.174(9) Å, V = 364.8(7) Å3

3通过将详细的结构信息与系统溶解度研究的结果相结合,作者评估了 NaCl-NaOH 溶液中 Np(V) 行为的综合化学和热力学模型。结果揭示了三元 Na-Np(V)-OH 固相的高度稳定性。

该工作报告了Np(V)-OH固相的晶体结构,再一次证实了该结构,并提供了氢氧化镎稳定性的热化学模型,在定量基础上提高了对锕系元素溶液和结构化学的理解,对环境和核废料处理应用具有潜在影响。

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David Fellhauer, et al. Crystal Structure and Stability in Aqueous Solutions of Na0.5[NpO2(OH)1.5]·0.5H2O and Na[NpO2(OH)2]. J. Am. Chem. Soc., 2022

DOI: 10.1021/jacs.2c03479

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c03479

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