Секрет кристаллической решетки технеция раскрыт российскими химиками

Сотрудники лабораторий химии технеция и анализа радиоактивных материалов ИФХЭ РАН провели серию экспериментов с комплексными соединениями этого элемента. Исследование было направлено на изучение того, как незначительные изменения в структуре органических катионов влияют на конечные свойства кристаллической решетки.
Автор Наука Mail
Кристаллическая решетка технеция
Визуализация кристаллической решетки технецияИсточник: GigaChat

Сотрудники Института физической химии и электрохимии имени А.Н. Фрумкина РАН синтезировали и исследовали структуры трех комплексных соединений технеция. Все они представляли собой гексабромотехнетат-анион, где атом технеция окружен шестью атомами брома.

Различались соединения только органическими катионами на основе имидазолия: в роли заместителя выступали водород, метильная или этильная группа. Ученые выясняли, как длина этого заместителя влияет на нековалентные взаимодействия в кристаллической решетке. Эти связи определяют структуру кристалла, температуру плавления и другие свойства материала.

Интерес к технецию обусловлен широким применением его изотопа технеций-99м в радиомедицине. Он используется более чем в 87 % диагностических исследований: от оценки состояния щитовидной железы до визуализации опухолей.

Формулы синтезированных соединений
Структурные формулы синтезированных соединенийИсточник: new.ras.ru

Исходным сырьем стал пертехнетат аммония, в котором технеций имел степень окисления +7. В ходе синтеза он восстановился до степени +4. Кристаллографический анализ показал: чем длиннее углеводородный заместитель в катионе, тем больше в кристалле водородных связей, но меньше иных типов контактов. Вероятно, соединения с длинными заместителями менее стабильны. При этом нагрев образцов от -173 °C до комнатной температуры почти не менял сетку взаимодействий.

Важные данные дала масс-спектрометрия. В спектрах обнаружились пики, указывающие на наличие кластеров из двух-пяти атомов технеция. Положение пиков не зависело от типа катиона. Полученные спектры можно считать «отпечатками» для обнаружения галогенидов технеция. Метод позволяет фиксировать элемент при концентрации до 1 микрограмма на литр раствора. Результаты работы опубликованы в журнале Dalton Transactions.

Ранее Наука Mail рассказывала, что в России создан первый тандемный масс-спектрометр.