Сквозные нанопористые структуры из оксида алюминия для информационных технологий мембранной биологии

Химическая формула перхлорат уранила имеет следущий вид UO2(ClO4)2×5H2O. Кристалл состоит из уранильной группы UO22+ и пяти молекул воды, входящих во внутреннюю координационную сферу, и двух ионов ClO4 во внешней координационной сфере. В катионе [UO2(OH2)5]2+ атом урана имеет пентоганально-бипирамидальную координацию. Средняя длина экваториальной связи U-O(воды) = 2,45 А , аксиальной U-O(уранила) = 1,71 А. Динамику замещения первой координационной сферы иона уранила анализировали на основании изменения положения полосы антисимметричного колебания уранильной группировки и если это было возможно изменения оптической плотности полосы деформационного колебания молекулы воды. ИК-спектры изучаемого вещества получали используя cпектрофотометр “SPECORD IR 75”. При приготовлении образцов компоненты смешивались в ступке в течение 45- 60 минут.

При замещении молекулы воды на молекулу нейтрального лиганда (ДМФА, ДМСО) происходит, вследствие большей донорной способности последнего, а следовательно и большего отрицательного заряда переносимого на уран, ослабевание связи U-O в уранильной группе, что в свою очередь приводит к уменьшению частоты антисимметричных колебаний этой группы. Чем больше молекул воды замещается, тем больше смещение этой полосы в область длинноволновых колебаний. Таки образом наблюдая за смещением, расщеплением и шириной данной полосы при увеличении концентрации нейтрального лиганда в образце, мы можем качественно описать комплексный состав изучаемого образца.

Из анализа ИК-спектров (см. таблицу 1) можно сделать заключение, что при смешивании перхлорат уранила с диметилсульфоксидом в соотношении 1:1, 1:2, , 1:6 образуются новые комплексы уранилперхлората с молекулами ДМСО в первой координационной сфере иона уранила, причем в зависимости от соотношения меняется концентрация этих комплексов. При концентрации ДМСО 1:1 и 1:2 спектральная полоса антисимметричных колебаний уранила к сожалению перекрывается с полосой поглощения ДМСО n = 940 см-1 . При соотношении 1:3 уже удается различить пик данной спектральной полосы nаs = 920 см-1 иона уранила, причем сама полоса довольно широкая. При этом же соотношении спектральная полоса антисимметричных колебаний группы CIO4 наиболее широкая, что подтверждает, как следует из вида nаs уранильной группы, наличие при данном соотношении наибольшего числа комплексов с относительно небольшой разбежкой в концентрациях. Происходит перекрытие данных полос, принадлежащих различным комплексам. При соотношении 1:4 происходит расщепление nаs(UO22+) на компоненты 950, 920 и 917 см-1 . При дальнейшем увеличении концентрации ДМСО остаётся только одна полоса nаs = 917 см-1 . Изменения оптической плотности полосы деформационного колебания воды в образцах уранилпехлората с различным содержанием ДМСО приведены в таблице 1.

Таблица

Аналогичные изменения наблюдаются в спектрах ИК поглощения в системах UO2(ClO4)2×5H2O + nДМФА (см. таблицу 1). К сожалению, частичное перекрытие полосы валентных колебаний nc-o диметилформамида с полосой деформационных колебаний воды не дает, как в случае с ДМСО, такой наглядной картины падения оптической плотности последних при постепенном увеличении концентрации ДМФА. Однако дополнительные исследования полученных образцов в ИК области 2200-4000 см-1 показали уменьшение оптической плотности валентных колебаний воды с увеличением концентрации ДМФА, что так же подтверждает замещение молекул воды молекулами ДМФА.