Автор фото: Юлия Чернова
Исследователи химического факультета МГУ совместно с коллегами из ИФХЭ РАН провели масштабное исследование электронного строения соединений рения и впервые сформировали систематическую библиотеку спектров рентгеновского поглощения для различных степеней его окисления и координационных окружений. Результаты работы, поддержанной Российским научным фондом (грант № 23-73-30006), представлены в статье, опубликованной в журнале Journal of Analytical Atomic Spectrometry.
Рений — редкий переходный металл, широко используемый в катализе, высокотемпературных сплавах и радиофармацевтических препаратах. Его химические свойства сильно зависят от степени окисления и ближайшего атомного окружения, однако надежные спектроскопические ориентиры для определения того, в каком состоянии находятся атомы рения, до сих пор оставались ограниченными.
«Метод рентгеновской абсорбционной спектроскопии XANES позволяет точно определять электронное состояние атомов и структуру их координационной сферы даже в сложных системах, включая растворы и гетерогенные материалы», – рассказал один из авторов работы, заведующий лабораторией химической физики f-элементов химического факультета МГУ Петр Матвеев.
Авторы выполнили комплексное экспериментальное и теоретическое исследование спектров XANES для соединений со степенями окисления рения от 0 до +7 и различными типами лигандов — от оксидов и галогенидов до карбонильных и полиядерных комплексов.
В работе показано, что рентгеноспектроскопия позволяет не только определить степень окисления рения, но и установить особенности его химического окружения и взаимодействия с лигандами. Использование этого подхода дало возможность напрямую проследить состояние рения в растворах и показать, что даже при сильном разбавлении в воде он сохраняется в виде полиоксоренатных форм. Этот результат важен для надежного анализа растворов и разработки технологических процессов, связанных с соединениями рения.
«Наша работа показала, что использование только формальной степени окисления недостаточно для корректной интерпретации XANES-данных, – отметил Петр Матвеев. – Вместо этого мы предложили применять параметр координационного заряда, который учитывает электроотрицательность лигандов и координационное число и значительно лучше коррелирует с энергетическим положением спектральных особенностей».
Информация и фото предоставлены пресс-службой МГУ
