Chimie de coordination des éléments f (uranium, thorium et lanthanides)
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Les éléments f, lanthanides et actinides (principalement thorium et uranium), du fait de leurs orbitales 4f ou 5f et de la grande taille de leurs ions, s’associent à des molécules organiques (ligands) pour former des composés (ou "complexes") présentant des structures, des réactivités et des propriétés physiques remarquables, souvent différentes de celles des complexes des métaux de transition des séries d. Pour mettre en évidence la richesse réactionnelle de ces espèces qui se dégradent en présence de traces d’eau et d’oxygène, il faut les manipuler dans des milieux organiques anhydres et sous atmosphère inerte. Ces conditions permettent l’utilisation d’une large variété de ligands, souvent instables à l’air, qui favorisent le contrôle et la modulation des environnements stérique et électronique des ions métalliques et, de ce fait, la formation de complexes aux propriétés physico-chimiques désirées ou inattendues. 


 

Le laboratoire de Chimie de Coordination des Eléments f (LCCEf) est spécialisé dans l’étude de la chimie des éléments f dans ces conditions particulières, et montre une prédilection pour l’uranium qui présente une faible radioactivité et de très nombreux attraits sur le plan chimique (nombreux ions, disponibilité des orbitales 5f, grande réactivité…).1 L’uranium est en outre un élément « modèle » permettant de mieux appréhender le comportement chimique des actinides les plus radioactifs, et d’apporter des informations utiles dans le domaine du nucléaire.2,3 Les recherches variées menées par le LCCEf sur les ions de ces métaux f,1 visent à exploiter leurs particularités chimiques sur les plans fondamentaux et appliqués dans les divers domaines de la chimie moléculaire (synthèse, structure, réactivité,1,4,5 activation de petites molécules6 (voir aussi : Le recyclage du CO2), de la catalyse, des matériaux, du magnétisme et de l’optoélectronique.7 (Voir aussi : Nouveaux matériaux pour les diodes électroluminescentes) Le couplage des études expérimentales et théoriques8 permet de relier les propriétés physico-chimiques des complexes à la nature de l’interaction métal-ligand en soulignant le rôle des orbitales f.

 
 Chimie de coordination des éléments f (uranium, thorium et lanthanides)

Rampe vide-argon pour la manipulation des composés sensibles à l’eau et l’oxygène

 


Références

 

1- a) Michel Ephritikhine, l’actualité chimique - août-septembre 2008 - n° 322 ;
    b) Michel Ephritikhine et Martine Nierlich, la Chimie de Coordination des actinides, Clefs CEA n° 31, Hiver 1995-1996

2- Paul Rigny, l’actualité chimique - octobre 2010 - n° 345

3-Mise en évidence cristallographique de l’affinité et de la sélectivité des extractants polyazotés vis-à-vis des ions actinides et lanthanides, Brèves de l'IRAMIS n°119 (2002).

4- Diodes électroluminescentes organiques dopées avec des Lanthanides, Brèves de l'IRAMIS n°147 (2008).
5-a) Vers une renaissance de la chimie des sels d'uranyle, Journal Phase n°32 (Avril 2005).
 b) Références Google "JC Berthet et Uranyle";
 c) Un ion dans une cage ! Brèves de l'IRAMIS n° 184 (2009)
 d) De nouveaux assemblages métal-organique à partir du citrate d'uranyle, Brèves de l'IRAMIS n° 163 (2009)
 e) Une première : quatre uranyles d’un coup !, Brèves de l'IRAMIS n° 96 (2000)

6-a) Fixation de CO2 par une base azotée, Brèves de l'IRAMIS n°189 (2010)
   b) Fait marquant IRAMIS Avril 2010 : Fabriquer du plastique sans pétrole et à partir du CO2 ?
   c) Fantastique plastique, Défis du CEA n°152 (2010), p11-15.

7- Diodes électroluminescentes organiques dopées avec des Lanthanides, Brèves de l'IRAMIS n°172 (2008).

8- Fait marquant IRAMIS Janvier 2009 : Nouveau principe à 32 électrons : le cas de la famille de composés organométalliques (An = Th, Pa, U, Pu)

 


 

Contacts : Jean-Claude Berthet, Michel Ephritikhine et Pierre Thuéry.

CEA Saclay, IRAMIS- UMR SIS2M- LCCEf, Bât. 125, Gif-sur-Yvette 91191 Cedex.

 
#1685 - Màj : 01/02/2012

 

 

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