Bh(Z=107)羰基化合物的气相化学性质研究

The study of the chemical properties of superheavy elements is a topic of great interest in current nuclear chemistry research. We can understand the chemical and physicochemical properties of these superheavy elements and compare them with their lighter homologs, and also know the influence of relativistic effects in the chemical properties of the heaviest elements through the study of the chemical properties of superheavy elements. This project will use nuclear physics to investigate the chemical properties of superheavy element Bh with carbon monoxide formed metal carbonyl complexes using the low temperature isothermal chromatography. The optimum condition of forming volatile carbonyl complexes will be studied by carrying out the experiment of lighter homologs Re of Bh with carbon monoxide. The superheavy nuclide 267-Bh will be produced in the 248Cm(23Na, 4n) reaction. The metal carbonyl complex behaviour of the superheavy element Bh will be studied by gas low temperature isothermal chromatography. The adsorption enthalpies as well as the possible composition of the formed Bh carbonyl complexes will be deduced. The difference of the volatility of metal carbonyl complex for group 7 elements Tc, Re, Bh will be determined and the effect of relativistic effect on the chemical properties of superheavy element Bh will be discussed.

超重元素的化学性质研究是核化学研究领域中具有重要意义的课题，通过对超重元素的化学性质进行研究可以知道相对论效应对超重元素的物理化学性质到底有多大的影响。本项目利用低温气相等温色谱的方法来开展超重元素Bh与一氧化碳反应形成有机金属羰基化合物的气相化学研究。利用超重元素Bh的同族短寿命核素176-Re与CO形成羰基化合物开展在线低温等温色谱条件实验。通过Na-23束流轰击Cm-248靶产生具有相对较长寿命的Bh-267，对形成的Bh羰基化合物进行研究，推断Bh与CO形成的羰基化合物的化学组成和吸附焓。比较第7族元素Tc、Re、Bh形成的金属羰基化合物挥发性，探讨相对论效应对超重元素化学性质的影响。

超重元素的化学性质研究属于重离子核物理与核化学学科的交叉课题，对于确定超重元素在元素周期表中的位置具有重要作用。本项目利用核反应natGd(23Na,xn)172-177Re生成了一系列Re的短寿命同位素，通过在线低温热色谱装置开展了这几个核素与CO形成羰基化合物的气相化学实验，得到了它们在特氟龙表面的吸附焓，并与同族元素Tc的实验结果进行比较。通过Na-23束流轰击Cm-248靶产生了107号超重核素266Bh，对其衰变性质进行了详细研究，确定了超重核素266Bh的半衰期为10s，为后续开展其化学性质实验提供了条件。利用激光溅射飞行时间质谱（LA-TOF-MS）技术对部分过渡金属Mo，W，Re和Os在气相中生成羰基配合物的质量数进行了详细研究，并结合分子轨道理论、配位场理论及初步的量子化学计算分析，确定了这些离子型配合物的分子结构信息，为推断Bh羰基化合物的结构信息奠定了基础。