Ученые определили энергию ионизации прометия - Dikobraz NEWS

Ученые определили энергию ионизации прометия

Ученые определили энергию ионизации прометия

Ученые определили энергию ионизации прометияУченые определили энергию ионизации прометияУченые определили энергию ионизации прометияУченые определили энергию ионизации прометияУченые определили энергию ионизации прометия


Ученые экспериментально определили потенциал ионизации прометия. Значение энергии удаления первого электрона 5,58 электронвольт и данные о более чем тысяче электронных переходов экспериментаторы получили с помощью лазерной резонансной ионизационной спектроскопии. Исследование опубликовано в журнале Physical Review.

В этом году периодическая система отмечает свой 150-летний юбилей, однако до сих пор не для всех элементов определены фундаментальные атомные свойства. В частности, для некоторых нестабильных элементов остаются неизвестными (или определены недостаточно точно) значения потенциала ионизации — энергии, необходимой для удаления одно электрона с внешней оболочки нейтрального атома, то есть насколько легко атом может ионизироваться.

Короткоживущий радиоактивный прометий существует на Земле в следовых количествах (сотни граммов), поэтому обнаружить его аналитически было невозможно. В 1945 году американские химики выделили прометий из продуктов деления урана, однако значение энергии ионизации этого элемента до сих пор экспериментально не устанавливали.

Доминик Штудер (Dominik Studer) с коллегами из Майнцского университета имени Иоганна Гутенберга с помощью резонансной ионизационной спектроскопии получили значения энергий переходов электронов между уровнями в атоме. Раствор около 15 нанограмм очищенного от примесей изотопа прометия-147, который получили облучением ниодима-146 нейтронами, поместили в титановой фольге в атомизатор (трехсантиметровую графитовую печь) спектрометра. Согласно расчетам, кристаллы прометия переходят в атомный пар при температуре 850 градусов Цельсия, до которой и нагревали образец, а затем облучали лазером, чтобы образовать ионы. Пучок ионов ускорили в электростатических полях плоских электродов и направили в масс-анализатор.

Для определения потенциала ионизации атомы прометия лазером переводили в возбужденное состояние, а ионизацию проводили в постоянном поле между электродами. Изменяя напряжение электрического поля и длину волны лазерного излучения, авторы работы регистрировали ионы, которые преодолели масс-фильтр.

В результате исследователи получили данные о более, чем тысяче электронных переходов и почти семистах энергетических уровнях прометия. Измеренное значение первого потенциала ионизации составило 5,58 электронвольт и совпало с теоретическими предсказаниями.

Схемы фотоионизации, которые они изучили, помогут развить фундаментальные исследования ядерной физики и ультраследовый анализ использованным авторами статьи методом спектроскопии. А точно определенное значение первого потенциала ионизации прометия будет служить отправной точкой для квантово-химических и физических расчетов.

Читать ещё:  Химики создали устойчивый к хлоридной коррозии анод для электролиза воды

Атомная спектроскопия сегодня — один из самых точных и информативных методов исследования материи. Об истории, основах и возможностях спектроскопии, можно прочитать в нашем прошлогоднем материале «Химия в солнечном свете».

Алина Кротова



Источник
Автор: Химик Самойлов