Химики из Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН и Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики» разработали простой метод получения гибридных органо-неорганических соединений переходных и редкоземельных металлов при комнатной температуре в водной среде.

Объектом исследования стал особый класс соединений — слоистые гидроксиды редкоземельных элементов. Их структура напоминает «слоёный пирог», в котором можно химически закреплять различные отрицательно заряженные ионы. До сих пор в качестве таких ионов служили достаточно простые с химической точки зрения анионы органических или неорганических кислот. Результаты работы опубликованы в высокорейтинговом журнале Inorganic Chemistry.

В данной работе в структуру слоистых гидроксидов редкоземельных элементов 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 слоёв 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 работыкандидат химических наук Алексей Япрынцев.

Авторы исследования не только провели успешный синтез необычных и сложных по своему составу структур, но и доказали их строение и провели математическое моделирование. При этом оказалось, что структура комплексов меди, внедрённых между слоями гидроксида РЗЭ, необычным образом искажена. За счёт того, что комплексы входят в очень ограниченное пространство между гидроксидными слоями, они так сильно сближаются, что химически взаимодействуют друг с другом и образуют более сложные структуры — димеры.

Работа существенно расширяет возможности создания гибридных материалов на основе переходных и редкоземельных металлов с заданными функциональными свойствами и вносит заметный вклад в химию гибридных неорганических и координационных соединений.

Работа поддержана Российским научным фондом (№ 24-73-00216).

Источник: пресс-служба Минобрнауки России.