В рамках совместного исследования, проведенного учеными химического факультета МГУ и Института физической химии и электрохимии РАН, была создана систематизированная база данных спектров рентгеновского поглощения соединений рения. Это стало возможным благодаря изучению электронного строения этих соединений и впервые позволило сформировать библиотеку для различных степеней окисления и координационных окружений. Исследование, финансируемое Российским научным фондом (грант № 23-73-30006), отражено в опубликованной статье, опубликованной в журнале Journal of Analytical Atomic Spectrometry.
Рений — нечастый переходный металл, находящий применение в катализе, производстве сплавов, устойчивых к высоким температурам, и создании радиофармацевтических лекарственных средств. Характеристики его химического поведения в значительной степени определяются степенью окисления и атомным окружением, однако до настоящего времени существовали ограниченные спектроскопические данные, позволяющие точно установить состояние атомов рения.
«С помощью метода рентгеновской абсорбционной спектроскопии XANES можно с высокой точностью установить электронное состояние атомов и структуру их окружения, даже если речь идет о комплексных системах, таких как растворы и гетерогенные материалы» , – по словам одного из авторов исследования, заведующего лабораторией химической физики f-элементов на химическом факультете МГУ Петр Матвеев.
В ходе работы было проведено всестороннее экспериментальное и теоретическое изучение спектров XANES для соединений рения, охватывающих степени окисления от 0 до +7 и включающих различные типы лигандов, такие как оксиды, галогениды, карбонилы и полиядерные комплексы.
Рентгеноспектроскопия, согласно представленным данным, позволяет не только установить степень окисления рения, но и выявить особенности его химического окружения и взаимодействие с лигандами. Применение данной методики позволило непосредственно наблюдать состояние рения в растворах и продемонстрировать, что даже при значительной концентрации в воде он существует в виде полиоксоренатных комплексов. Полученные сведения имеют значение для обеспечения точности анализа растворов и совершенствования технологических процессов, использующих соединения рения.
«Проведенное исследование выявило, что полагаться исключительно на формальную степень окисления оказывается не вполне корректно при анализе XANES-спектров, – отметил Петр Матвеев. – В качестве альтернативы мы рекомендовали использовать параметр координационного заряда, который принимает во внимание электроотрицательность лигандов и координационное число, и демонстрирует значительно более тесную связь с энергетическим положением спектральных характеристик» .
Информация и фото предоставлены пресс-службой МГУ