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对于Z≥104的超重元素而言,由于强烈的相对论效应作用于价电子壳层,它们的化学性质往往与元素周期性外推结果有着明显偏差,因此,对超重元素的较轻同族元素气相化学性质的研究,能够为探索超重元素的未知化学性质,以及分析相对论效应影响的理论工作提供重要依据和参考.
本工作基于252Cf自发裂变源产生第八族元素钌和第九族元素铑的短寿命同位素,利用气相中的原位化学反应合成了相应的羰基配合物,用气喷嘴技术将形成的易挥发羰基配合物从反冲靶室传输到化学分离装置,并用低温在线等温色谱技术对这些配合物的气相化学行为进行了研究。
实验中通过对252Cf源的裂变碎片产额信息进行分析,排除了前驱体效应的影响,并分别得到了能够代表钌和铑两种元素的短寿命同位素109-110Ru及111-112Rh。实验得到Ru(CO)5和Rh(CO)4相对于KCl在氩气中气溶胶传输的化学产额分别为75%和20%,并利用蒙特卡罗模拟程序对实验点进行拟合,得到它们在FEP-Teflon材料表面的吸附焓分别为△Hads=-33+1-2kJ mol-1(Fig.1)及△Hads=-36+1-2kJ mol-1(Fig.2)。实验还发现,系统中少量的氧气对钌和铑的化学产额无明显影响,这一点与之前的羰基钼和羰基得的实验结果截然不同。
通过对第六到九族元素的短寿命同位素羰基配合物的气相化学性质进行分析,得到了它们的化学产额和吸附焓的一般规律,为将来的超重元素Hs,Mt羰基配合物气相化学性质的研究提供了重要的信息。