Микроскопическая модель кристаллогенезиса из водных растворов селената уранила

Abstract

Проведенные экспериментальные исследования продуктов кристаллизации из водных растворов селената уранила позволили предложить основные параметры качественной модели кристаллогенезиса в таких системах. В качестве направлений дальнейших исследований можно наметить: (а) изучение комплексообразования в растворах селената уранила спектроскопическими методами и методом рассеяния синхротронного излучения; (б) исследование кинетики кристаллизации рентгеновскими дифракционными методами in situ; (в) моделирование кинетических параметров на основе конденсации циклических тетрамеров в растворе; (г) дальнейшую разработку моделей самоорганизации в системах с органическими темплатами. Полученные данные представляют интерес для изучения наноуровневых процессов самоорганизации в ураносодержащих системах и могут служить руководством для создания ураносолевых наноструктурированных материалов.

On the basis of experimental studies of crystallization products from aqueous solutions of uranyl selenate, a model of microscopic crystallogenesis has been suggested that is based upon the following principles. 1. Prenucleation structural building units in uranyl selenate solutions are cyclic tetramers or 4-membered rings of U and Se coordination polyhedra. 2. Crystallogenesis from the uranyl selenate aqueous solutions is a many-step process that involves formation of intermediate metastable structures based upon cyclic tetramers. Transition between different structures is solution-mediated and involves a dissolution-reprecipitation mechanism. Structural evolution is towards complexes of increasing dimensionality. 3. In organically templated systems, crystallogenesis involves self-assembly of organic and inorganic substructures. For short-chain and branched diamines, a principle of hydrophillic and hydrophobic zones plays an important role, whereas, for long-chain amines, formation of cylindrical or 2-D block micelles is observed. The model suggested can be used for investigations of nanoscale self-assembly processes in uranium-based systems in order to create nanostructured uranium oxysalt materials.