1. ВВЕДЕНИЕ 3
2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 4
2.1. Общие характеристики и свойства урана, как химического элемента 4
2.2. Типичные соединения урана 7
2.3. Ион уранила и его роль в комплексообразовании 9
2.4. Кротоновая кислота 12
2.5. Известные комплексы U(VI) с кротонат-анионом 13
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 19
3.1. Методы исследования 19
3.2. Исходные реагенты 19
3.3. Методика синтеза 20
4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 21
4.1. Исследование Na[UO2(CH3-CH=CH-COO)3]2∙H2O методом ИК спектроскопии 21
4.2. Термическое исследование синтезированного комплекса 22
4.3. Анализ типов координации кротонат-ионов 24
5. ВЫВОДЫ 27
6. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 28
История урана насчитывает многие века и еще древние люди применяли соединения урана в качестве красителей для стекла и посуды. С развитием науки открывались новые свойства данного элемента. В конце 19 столетия было открыто, что уран – это радиоактивный элемент. В наши дни уран является основой атомного оружия и энергетики. Перед химиками стоят важные задачи по синтезированию новых соединений урана, изучению их физико-химических свойств, прогнозированию структур кристаллов, их применению в усовершенствовании ядерных реакторов и других сферах жизни.
В настоящее время уделяется большое внимание изучению комплексных соединений иона уранила c различными карбоновыми кислотами. На данный момент известно, что диоксоион UO22+ образует анионные комплексы с карбоновыми кислотами. Но известны комплексы и другого типа, что вызывает большой интерес для исследования данных соединений. Что касается комплексных частиц, содержащих в своем составе кротонат-ион, то на данный момент изучено 12 таких соединений с различными катионами металлов.
Целью данной работы является изучение комплексообразования в системе, содержащей ионы уранила, кротонат-ионы и катионы натрия.
Новизна работы заключается в получении нового комплекса кротонатоуранила натрия и изучении его физико-химических свойств методом инфракрасной спектроскопиии и термического анализа.
Была разработана успешная методика синтеза Na[UO2(CH3-CH=CH-COO)3]2∙2H2O и выращены его монокристаллы для дальнейшего проведения рентгеноструктурного анализа.
Методами ИК-спектроскопического и термического анализа был установлен предполагаемый состав полученного соединения, отвечающий формуле Na[UO2(CH3-CH=CH-COO)3]2∙2H2O.
Используя комплекс структурно-топологических программ TOPOS, был проведен кристаллохимический анализ всех соединений, содержащих кротонат-ион, из базы данных CSD. Показано, что в изученных соединениях кротонат-ионы проявляют 7 различных типов координации, из которых 2 наиболее часто встречаются и реализуются для 66,5% кротонат-ионов: B2 и B01-4.
1. Вдовенко В. М. Химия урана и трансурановых элементов. — 1960
2. Greenwood N., Earnshaw A. Chemistry of the elements. ButterworthHeinemann, 1997. 1600 p
3. Shurshikov E.N. Nuclear data sheets for A = 238. // Nucl. Data Sheets. 1988. V. 53. № 4. P. 601–676.
4. Anthony J.W., Bideaux R.A., Bladh K.W., Nichols M.C. Handbook of mineralogy: halides, hydroxides, oxides. V. III. Mineral Data Publishing, 1997. 648 p.
5. Каляцкая Г.В., Страшко А.Н. Химия и аналитическая химия урана и тория: учебное пособие; Томский политехнический университет. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011- 80с.
6. Краткая химическая энциклопедия / Под ред. И. Л. Кнунянц. М.: Сов.энциклопедия, 1967. Т.5, 661 с.
7. Cotton S. Lanthanide and actinide chemistry. Wiley, 2006. 280 p.
8. Zachariasen W.H. Crystal chemical studies of the 5f-series of elements. XXIII. On the crystal chemistry of uranyl compounds and of related compounds of transuranic elements. // Acta Cryst. 1954. V. 7. № 12. P. 795–799.
9. Denning R.G. Electronic structure and bonding in actinyl ions. // Complexes, clusters and crystal chemistry. Springer Berlin Heidelberg, 1992. P. 215– 276.
10. Denning R.G. Electronic structure and bonding in actinyl ions and their analogs. // J. Phys. Chem. A. 2007. V. 111. № 20. P. 4125–4143
11. Сережкин В.Н. Стереоатомная модель строения кристаллических веществ. // Теоретическая химия. Издательство Санкт-Петербургского университета, 2005. С. 503–582.
12. Сережкин В.Н., Медриш И.В., Сережкина Л.Б. Правило 18 электроновистроениесульфатсодержащихкомплексовуранила. // Коорд. химия. 2008. Т. 34. № 2. С. 150–60.
13. Серёжкин В.Н., Ковба Л.М., Трунов В.К. Строение двойных окислов урана и молибдена // Докл. АН СССР, 1973. Т.210, №5. С.1106 -1109.
14. Глебов В. А, Электронное строение и свойства уранильных соединений. Кристаллические поля лигандов и ионная модель уранила // Коорд.химия, 1981. Т.7, №7. С. 1053-1061.
15. Комплексные соединения уранила. / Под ред. И.И. Черняева. М.: Наука. 1964. 492 с.
16. Щелоков Р.Н. Реакции внутрисферного замещения в тетрацидосоединениях уранила. // Химия платиновых и тяжелых металлов. М.: Наука, 1975. С. 111–126
17. IUPAC SC-Database: A comprehensive database of published data on equilibrium constants of metal complexes and ligands. Academic Software.
18. Harper R.M., Kantar C. Encyclopedia of Ecology. Jørgensen S.E. Fath B.D., Eds. Academic Press. Oxford. 2008. P. 3662.
19. Химическая энциклопедия В 5 т. — Гл. ред. И.Л. Кнунянц. (1988). Место хранения оригинала - Российская национальная библиотека (РНБ).
20. Blumenstein J., Albert J., Schulz R. P., Kohlpaintner C. Crotonaldehyde and crotonic acid. Ullmann’s encyclopedia of industrial chemistry. – Weinheim, Germany: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA.– 2015. – P. 1–9
21. Allen F.H. The Cambridge Structural Database: a quarter of a million crystal structures and rising. // Acta Crystallogr. 2002. V. B58. № 3. P. 380‒388. 51
22. Savchenkov A.V., Pirozhkov P.A., Vologzhanina A.V., Zubavichus Y.V., Dorovatovskii P.V, Pushkin D. V., Serezhkina L.B. Uranyl Coordination Compounds with Alkaline Earth Metals and Crotonate Ligands // Chemistry Select. 2019. V. 4. Is. 29. P. 8416-8423.
23. Savchenkov A.V., Vologzhanina A.V., Serezhkina L.B., Pushkin D.V., Stefanovich S.Y. and Serezhkin V.N. Synthesis, Structure, and Nonlinear Optical Activity of K, Rb, and Cs Tris(crotonato)uranylates(VI) // Z. Anorg. Allg. Chem. 2015. V. 641. P. 1182-1187
24. Применение УФ-, ИК- и ЯМР-спектроскопии в органической химии. Л. А. Казицына, Н. Б. Куплетская. Издательство «Высшая школа» - Москва 1971.