Эйнштейний был открыт более полувека назад - в 1952 году - сотрудниками Калифорнийского университета в Беркли (США) на месте испытания водородной бомбы. С тех пор было получено достаточно много его химических соединений, несмотря на его короткий период полураспада. Однако координационная химия эйнштейния довольно скудна - изученных комплексных соединений не хватит, чтобы загнуть все пальцы на руках. Авторам исследования удалось не только получить новое координационное соединение, но и изучить его структуру.
Эйнштейний не относится к тем металлам, производство которых поставлено на поток. В природе он не встречается, его синтезируют для исследовательских целей только в одном месте в мире - Национальной лаборатории Оук-Ридж в Теннесси, США. Сотрудникам этой лаборатории удалось синтезировать 400 нг эйнштейния-254 с периодом полураспада 275,7 дней (собственно, весь его мировой запас на тот день), 200 из которых взяла команда химиков под руководством Ребекки Абергель.
Как выглядит половина мирового запаса эйнштейния? На этот вопрос в интервью изданию ChemistryWorld ответила аспирант доктора Абергель Кэтрин Шилд:
На самом деле вы не можете увидеть [материал, когда он поступает]. ... Он поставляется в маленьком флаконе и единственный способ узнать, что с ним действительно работаешь, - это использовать детекторы излучения
Полученный образец 99-го элемента содержал большое количество примеси калифорния, поэтому химикам не удалось выполнить все запланированные исследования, но осуществлению цели это не помешало.
Цель их исследования заключалась в синтезе и изучении структуры и свойств хелатного комплекса трехзарядного иона эйнштейния. В качестве лиганда исследователи использовали октадентатный хелатирующий агент на основе спермина - 3,4,3-LI(1,2-HOPO).
При помощи спектроскопии рентгеновского излучения (XAS) была определена структура нового химического соединения. Выяснилось, что длина связи Es-O была короче, чем ожидалось согласно периодичности изменения свойств актиноидов.
Фотофизические измерения показывают антенную сенсибилизацию люминесценции Es(III) (поглощение первичного излучения лигандом и последующая передача энергии центральному атому); они также обнаруживают гипсохромный сдвиг (смещение спектральной полосы в коротковолновую область под влиянием заместителей) в комплексообразовании металлов, который ранее не наблюдался в актинидных элементах с более низким атомным номером.
Выводы авторов исследования прокомментировала Дженифер Шафер - доцент кафедры химии и программы ядерных наук и инженерии в Горной школе Колорадо:
Одно это говорит о том, что мы не очень хорошо понимаем, как релятивистские эффекты влияют на химию этих элементов. Обычные правила квантовой механики и электронного упорядочения - такие вещи, как правило Хунда - похоже, перестают работать, когда вы попадаете в эту часть периодической таблицы».
Команда сейчас работает над подтверждением того, почему поведение эйнштейния так отличается от поведения других актинидов.