Учёные МГУ и ИФХЭ РАН раскрыли спектральные "отпечатки" соединений рения

Автор фото - Юлия Чернова

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 надёжные 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, к.х.н. Петр Матвеев.

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 представлены в статье, опубликованной в журнале Journal of Analytical Atomic Spectrometry.

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 надёжного 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 предложено применять параметр координационного заряда, который учитывает электроотрицательность лигандов и координационное число и значительно лучше коррелирует с энергетическим положением спектральных особенностей".

Работа поддержана грантом РНФ № 23-73-30006.

К.х.н. доцент Матвеев П.И., аспирант Новичков Д.А., аспирант Крот А.Д. Автор фотор- Софья Шехтман