3 月 19 日消息，有机金属分子由金属离子包裹于碳基框架中形成。此类结构在铀（原子序数 92）等早期锕系元素中相对常见，但在锫（原子序数 97）等后期锕系元素中极为罕见。

布法罗大学和美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室科学家领导的团队发现了首个含有锫（Berkelium）的有机金属分子 ——“锫茂”（Berkelocene），为深入理解物质构成的基本原则开辟了新途径。

▲ 图源：伯克利实验室

相关研究论文发表于新一期《科学》杂志。伯克利实验室科学家、通讯作者 Stefan Minasian 表示，“这是首次获得锫与碳形成化学键的直接证据。该发现为理解锫及其他锕系元素在元素周期表中的化学行为提供了新视角。”

布法罗大学化学系杰出教授 Jochen Autschbach 表示，“理论计算与实验结果共同证明，锫茂打破了学界对超钚元素理化特性的传统认知。”

查询发现，锫元素由著名核化学家格伦・西博格于 1949 年在伯克利实验室发现。这也是他在超铀元素研究中的里程碑成就之一，而他也因此与同事埃德温・麦克米伦共同斩获 1951 年诺贝尔化学奖。

锕系元素有机金属化合物通常具有更高对称性，与碳形成更强共价键，因而成为研究锕系独特电子结构的理想模型。

Minasian 解释称“高对称性结构有助于科学家理解物质在原子层面的组织规律”，但锫的研究面临多重挑战：其放射性极强，全球年产量仅毫克级；有机金属分子对空气敏感且易自燃。伯克利实验室是全球少数具备相关研究条件的机构。

针对这些困难，研究团队采用了定制的新型手套箱，实现高放射性同位素的无空气合成。他们利用仅 0.3 毫克的锫-249 同位素，成功完成单晶 X 射线衍射实验。

结果显示：锫原子被夹在两个八元碳环之间，形成对称结构。研究人员以铀的类似化合物“铀茂”（uranocene）为参照，将该分子命名为“锫茂”。

▲ 伯克利实验室重元素研究实验室的 Dominic Russo、Amy Price、Alyssa Gaiser、Polly Arnold、Jacob Branson 和 Jennifer Wacker

传统周期律认为锫应与镧系元素铽性质相似，但研究发现四价态锫离子比预期更稳定。研究者指出，建立更精确的锕系元素行为模型，对解决核废料长期存储与处理等重大问题具有关键意义。