Voor het eerst is het gelukt om bij kamertemperatuur een uranium(VI)nitride in handen te krijgen. En het lijkt veel meer op een ordinair chroom-, molybdeen- of wolfraamnitride dan je op grond van het Periodiek Systeem zou verwachten, melden Stephen Liddle en collega’s van de universiteit van Nottingham in Nature Chemistry.

Vorig jaar presenteerde dezelfde groep in Science al het eerste uranium(V)nitride dat bij kamertemperatuur stabiel bleef. De nieuwe variant met zeswaardig uranium borduurt daarop voort.

Het probleem met zulke ‘terminale’ uraniumnitrides, met een drievoudige binding tussen U en N, is dat ze heel erg reactief zijn. Het is haast niet te doen om de stikstofkern verder ‘kaal’ te houden, en als er eenmaal iets aanhangt krijg je het er vrijwel niet meer af. Tot voor kort lukte het alleen bij 268 graden onder nul om ze stabiel in handen te krijgen.

De kunst is volgens Liddle om uit te gaan van uranium(III) dat je omringt met kroonethers als liganden. De dimensies kies je zo dat er net genoeg ruimte overblijft voor een natriumazidemolecuul dat het uranium verder oxideert tot uranium(V)nitride terwijl de kroonethers verder alles uit de buurt houden dat groter is en met het nitride zou kunnen reageren.

De laatste stap van uranium(V) naar uranium(VI) kreeg Liddle uiteindelijk voor elkaar met jodium als oxidator.

Hij heeft inmiddels kunnen constateren dat het resultaat erg gevoelig is voor zonlicht. Het zou kunnen betekenen dat er al eerder uranium(VI)nitrides zijn gemaakt maar dat ze uit elkaar vielen voordat de desbetreffende onderzoekers het in de gaten hadden.

Toen eenmaal bekend was hoe het complex er uit ziet en wat de afstanden tussen de atoomkernen zijn, kon met behulp van dichtheidsfunctionaaltheorie worden gerekend aan de drievoudige U-N-binding. Daar kwam dus uit dat het verschil met chroom en andere groep 6-overgangsmetalen helemaal niet zo groot is, ondanks het feit dat uranium in een heel ander rijtje van het Periodiek System staat. Dat kan dan weer consequenties hebben voor pogingen om uranium af te scheiden uit (afval)water op basis van verschillen in chemische reactiviteit.

bron: University of Nottingham