Российские ученые создали новые гибридные соединения редкоземельных металлов

Ученые из Института общей и неорганической химии РАН (ИОНХ РАН) и Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики» разработали простой метод получения гибридных органо-неорганических соединений переходных и редкоземельных металлов. Новый способ работает при комнатной температуре и в водной среде.

Объектом исследования стал особый класс соединений — слоистые гидроксиды редкоземельных элементов. Их структура напоминает «слоеный пирог», в котором можно химически закреплять различные отрицательно заряженные ионы. До сих пор в качестве таких ионов выступали достаточно простые с химической точки зрения анионы органических или неорганических кислот. В данной работе в структуру слоистых гидроксидов редкоземельных элементов (РЗЭ) были впервые встроены сложные медьсодержащие комплексы сложного строения на основе малоновой кислоты.

«Медь(II)-малонатные комплексы не только обладают отрицательным зарядом, необходимым для их закрепления в структуре слоистых гидроксидов РЗЭ, но и схожи по своим свойствам с малонатами других переходных металлов, которые представляют собой соединения с высокой химической стабильностью и являются одними из наиболее интересных с химической точки зрения координационных соединений. Предложенные нами универсальные синтетические подходы позволят создавать широкий ряд гибридных веществ с пространственным разделением слоев переходных и редкоземельных металлов. Сочетание в одном соединении как переходных, так и редкоземельных элементов с уникальными физическими свойствами дает возможность использовать такие структуры для создания новых люминесцентных датчиков, систем записи информации, а также многих практически важных материалов», — отметил руководитель исследования, научный сотрудник Лаборатории синтеза функциональных материалов и переработки минерального сырья ИОНХ РАН, кандидат химических наук Алексей Япрынцев.

Авторы исследования не только выполнили синтез необычных и сложных по своему составу структур, но и доказали их строение, а также провели математическое моделирование. При этом оказалось, что комплексы меди входят в очень ограниченное пространство между гидроксидными слоями. Они так сильно сближаются, что химически взаимодействуют друг с другом и образуют более сложные структуры — димеры.

Ученые надеются, что полученные результаты работа существенно расширят возможности создания гибридных материалов на основе переходных и редкоземельных металлов с заданными функциональными свойствами и внесут заметный вклад в химию гибридных неорганических и координационных соединений.

Работа поддержана Российским научным фондом.