악티노센
1. 개요
악티노센은 악티늄족 원소를 중심으로 하는 샌드위치 화합물이다. 토륨, 프로트악티늄, 우라늄, 넵투늄, 플루토늄 등의 악티늄족 원소를 포함하며, 각 원소에 따라 다른 물리화학적 특성을 보인다. 우라노센(U(C8H8)2)이 대표적이며, 넵투노센과 플루토노센은 방사선 위험성으로 인해 연구가 제한적이다. 악티노센의 결합은 악티나이드 6d 오비탈과 리간드 π-오비탈의 혼합으로 인한 공유 결합 특성을 가지며, 란타넘족 원소로 이루어진 유사 화합물인 란타노센과는 결합 방식에서 차이를 보인다.
이미지 준비중입니다.
이미지 준비중입니다.
| 화학식 | C₈H₈²⁻ |
|---|
2. 종류별 성질
악티노센은 중심 금속인 악티늄족 원소의 종류에 따라 다른 물리화학적 성질을 나타낸다.
2.1. 우라노센
우라노센(U(C8H8)2)은 1968년에 합성된 최초의 악티노센 계열 화합물이며, 이 계열 화합물의 대표적인 예시로 여겨진다. 우라노센은 짙은 녹색 결정 형태를 띤다. U-COT 거리는 1.926 Å이고, 공간군은 P21/n이다.
| 이름 | 화학식 | AnIV 중심 | 최초 합성 | 결정 색상 | An-COT 거리 (Å) | 공간군 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 토로센 | Th(C8H8)2 | Th | 1969년 | 밝은 노란색 | 2.004 | P21/n |
| 프로탁티노센 | Pa(C8H8)2 | Pa | 1974년 | 노란색 | – | P21/n |
| 우라노센 | U(C8H8)2 | U | 1968년 | 짙은 녹색 | 1.926 | P21/n |
| 넵투노센 | Np(C8H8)2 | Np | 1970년 | 노란색-갈색 | 1.909 | P21/n |
| 플루토노센 | Pu(C8H8)2 | Pu | 1970년 | 짙은 빨간색 | 1.898 | I2/m |
2.2. 넵투노센과 플루토노센
넵투노센(Np(C8H8)2)과 플루토노센(Pu(C8H8)2)은 1970년에 합성되었다. 그러나 이들은 방사선 위험 때문에 1980년대 이후로는 실험적 연구가 제한적이었다.
| 이름 | 화학식 | AnIV 중심 | 최초 합성 | 결정 색상 | An-COT 거리 (Å) | 공간군 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 넵투노센 | Np(C8H8)2 | Np | 1970년 | 노란색-갈색 | 1.909 | P21/n |
| 플루토노센 | Pu(C8H8)2 | Pu | 1970년 | 짙은 빨간색 | 1.898 | I2/m |
3. 결합
악티나이드-사이클로옥타테트라에닐 결합은 이론화학적으로 많은 관심을 받아왔다.
3.1. 계산 화학적 연구
악티나이드-사이클로옥타테트라에닐 결합은 여러 이론 연구에서 관심을 받아왔다. 계산 화학적 방법에 따르면 악티나이드 6d 오비탈과 리간드 π-오비탈이 주로 혼성되어 큰 공유 결합 특성을 가지는 결합이 형성되며, 악티나이드 5f 오비탈과 리간드 π-오비탈 간의 상호작용은 상대적으로 작다. 이러한 공유 결합성은 악티나이드로의 전자 밀도 공여로 특징지어진다.
란타넘족 M = Nd, Tb, Yb에 대해서도 유사한 샌드위치형 M(C8H8)2 화합물이 존재하지만, 이들의 결합은 공유 결합보다는 대부분 이온성이다(란타노센 참조).