ウラン・トリウムを内包したアクチノイド金属フラーレンの電子状態に関する研究

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先年度の成果を踏まえ、トリウム(Th)を内包した金属フラーレン、Th@C_<84>の^<13>C-NMRスペクトルについてフラーレンケージ構造の再度検討をおこなった。また、ウラン(U)、Thと同じアクチノイド元素の一つであるカリフォルニウム(Cf)について金属フラーレンの合成を試みた。1)Th@C_<84>のフラーレンケージ構造の再度検討Th@C_<84>の^<13>C-NMRスペクトルでは16本の明確な^<13>Cシグナルが観測されており、プロトンデカップリングをおこなったスペクトルのシグナル強度の変化から、Th@C_<84>におけるC_<84>ケージはD_<2d>対称をもつと考えていた。しかしながら先年度に得られた知見を元に再解析を行ったところ、Th@C_<84>を構成する炭素ケージはD_<2d>対称を持ったC_<84>ではなく、C_<3v>対称を持ったC_<82>ケージであり.内包原子(団)はトリウムカーバイド(ThC_2)の形をとっている可能性が高いことが分かった。現在得られている^<13>C-NMRスペクトルは内包カーバイドのシグナルを得るにはバックグラウンドノイズが大きく、Thフラーレンが(ThC_2)@C_<82>であるという確証はまだ得られていない。この確証を得るため、現在Thフラーレンの大量精製を試みている。2)Cf金属フラーレンの合成これまでの研究結果から、フラーレン中の内包原子の酸化数はイオン化エネルギーの大きさによりほぼ決定することが分かっている。原子番号98番のCf以降では、イオン化エネルギーから見積もられる酸化数が2価となる。これを実験的に確かめるため、加速器において合成したCfを用いて金属フラーレンの合成、HPLCクロマトグラムから内包原子の酸化状態決定を試みた。しかしながらCfフラーレンの生成量が非常に低いため酸化数決定には至らず、国内のアクチノイド元素が合成可能な加速器では酸化状態決定に必要なCf量が確保できないことが判明した。