劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)的研究人员近日通过创新的“串行方法”，在重锕系元素化学研究领域取得了重要突破。重锕系元素位于元素周期表底部，具有放射性、稀有且化学性质复杂，传统研究方法往往受限。此次研究成果发表在《美国化学会志》上，揭示了锕系元素镅和锔独特的化学性质，挑战了以往关于锕系元素与镧系元素化学性质相似的假设。

锕系元素因其高放射性和稀有性，研究难度极大。传统上，科学家们多依赖毒性较低、无放射性的镧系元素作为替代物进行推断。然而，LLNL的研究团队通过简化、高效的“串行方法”，成功合成了镅和锔的配位化合物，并进行了详细的结构和光谱分析。这些配位化合物由镅原子或锔原子被多金属氧酸盐(POM)配体包围形成，为深入研究提供了稳定的复合物。

“我们的方法可以对含镅和锔的化合物进行全面的合成、结晶及分析，”LLNL的科学家Ian Colliard表示，“得益于实验室的资源，我们现在能够对这类稀有元素进行系列化学研究，这在以前是难以想象的。”

在此次研究中，Colliard和Gauthier Deblonde合成了镅和锔的配位化合物，以及它们各自的镧系元素类似物钕和铕，并考察了25种锔-多金属氧化物复合物在水溶液中的发光特性。其中，7种锔化合物被成功分离成单晶并进行了结构表征，为锕系元素配位化学研究提供了独特贡献。

此外，研究还发现，利用多金属氧化物(POM)技术，可以将每次反应所需的稀有重元素用量大幅降低至仅需1至10微克，远低于此前所需的500至5000微克。这一创新技术不仅提高了镅和锔的合成效率，也为未来研究其他重元素提供了可能。

更多信息： Ian Colliard 等人，《相似但不同：一系列钕、铕、镅和锔配位化合物的结构和光谱表征》，《美国化学会志》 (2025)。期刊信息： 美国化学会志