KIT | KIT-Bibliothek | Impressum | Datenschutz

The role of the 5f valence orbitals of early actinides in chemical bonding

Vitova, T. ORCID iD icon 1; Pidchenko, I. 1; Fellhauer, D. 1; Bagus, P. S.; Joly, Y.; Pruessmann, T. ORCID iD icon 1,2,3; Bahl, S. 1; Gonzalez-Robles, E. 1; Rothe, J. ORCID iD icon 1; Altmaier, M. 1; Denecke, M. A. 1,3; Geckeis, H. 1
1 Institut für Nukleare Entsorgung (INE), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
2 Institut für Technische Chemie und Polymerchemie (ITCP), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
3 Institut für Katalyseforschung und -technologie (IKFT), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

One of the long standing debates in actinide chemistry is the level of localization and participation of the actinide 5f valence orbitals in covalent bonds across the actinide series. Here we illuminate the role of the 5f valence orbitals of uranium, neptunium and plutonium in chemical bonding using advanced spectroscopies: actinide M4,5 HR-XANES and 3d4f RIXS. Results reveal that the 5f orbitals are active in the chemical bonding for uranium and neptunium, shown by significant variations in the level of their localization evidenced in the spectra. In contrast, the 5f orbitals of plutonium appear localized and surprisingly insensitive to different bonding environments. We envisage that this report of using relative energy differences between the 5fδ/φ and 5fπ*/5fσ* orbitals as a qualitative measure of overlap-driven actinyl bond covalency will spark activity, and extend to numerous applications of RIXS and HR-XANES to gain new insights into the electronic structures of the actinide elements.

Volltext §
DOI: 10.5445/IR/1000072139
DOI: 10.1038/ncomms16053
Zitationen: 97
Web of Science
Zitationen: 96
Zitationen: 105
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Katalyseforschung und -technologie (IKFT)
Institut für Nukleare Entsorgung (INE)
Institut für Technische Chemie und Polymerchemie (ITCP)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsjahr 2017
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 2041-1723
KITopen-ID: 1000072139
HGF-Programm 32.01.04 (POF III, LK 01) Entw.u.Anpassung v.Speziationsmethoden
Erschienen in Nature Communications
Verlag Nature Research
Band 8
Seiten 16053
Bemerkung zur Veröffentlichung Gefördert durch den KIT-Publikationsfonds
Nachgewiesen in Dimensions
Web of Science
KIT – Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft
KITopen Landing Page