研究表明鋅的氧化態(tài)可以變成+3

VCU 研究員 Puru Jena 的一篇新論文“表明原子的基本化學(xué)性質(zhì)是可以改變的”，并可能導(dǎo)致合成新材料并應(yīng)用于許多行業(yè)。

弗吉尼亞州里士滿(2021 年 8 月 16 日)— 傳統(tǒng)上，鋅的價(jià)數(shù)為 2，這意味著兩個(gè)電子參與元素的化學(xué)反應(yīng)。弗吉尼亞聯(lián)邦大學(xué)研究員Puru Jena博士的一篇新論文表明，鋅的化學(xué)性質(zhì)可以從根本上改變，使用適當(dāng)?shù)脑噭┦蛊渥優(yōu)槿齼r(jià)或三價(jià)。

“這項(xiàng)技術(shù)可以讓你在基本層面操縱化學(xué)，使得可能出現(xiàn)的特制性能的新材料的合成，”耶拿特聘教授說，物理學(xué)在人文科學(xué)學(xué)院。

雖然鋅被歸類為過渡金屬元素，但它的第三個(gè)電子殼層 - 圍繞原子核排列并包含電子 - 是完整的，與常規(guī)過渡金屬不同，它不參與鋅的化學(xué)反應(yīng)，也不允許鋅具有磁性。然而，耶拿發(fā)現(xiàn)，當(dāng)與高度穩(wěn)定的三陰離子反應(yīng)時(shí)，鋅的性質(zhì)會發(fā)生變化。

“它的 [第三殼] d 電子參與化學(xué)反應(yīng)，鋅可以攜帶磁矩，”耶拿說。“這項(xiàng)研究表明，原子的基本化學(xué)性質(zhì)是可以改變的。”

Jena 的論文“實(shí)現(xiàn) Zn3+ 氧化態(tài)”發(fā)表在Nanoscale雜志上。該研究由美國能源部資助。

Jena 是大約 650 篇論文和 14 本書的作者，從事原子團(tuán)簇和納米粒子的研究已經(jīng)超過 35 年。

“納米材料的顯著特性是它們與大塊材料非常不同。例如，當(dāng)尺寸減小到納米時(shí)，金這種貴金屬可能會發(fā)生反應(yīng)，”他說。“這就是我們所說的現(xiàn)代煉金術(shù)。”

他說，Jena 對鋅的突破性發(fā)現(xiàn)建立在他過去的工作基礎(chǔ)上，因?yàn)樗屯乱恢痹陂_發(fā)攜帶多個(gè)電荷時(shí)可以高度穩(wěn)定的原子簇。

“我們一直在探索具有人們認(rèn)為無法實(shí)現(xiàn)的特性的新材料;我們通過控制它們的大小、組成和電荷狀態(tài)來做到這一點(diǎn)，”他說。“可能性是無限的。”

除了耶拿之外，該研究的合著者還包括物理系研究助理教授Hong Fang博士，以及博士后研究人員 Deepika 博士和 Huta Banjade 博士。

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