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Enregistrement W2003684790 · doi:10.1021/ar800271r

Theoretical Actinide Molecular Science

2009· article· en· W2003684790 sur OpenAlexaff
Georg Schreckenbach, Grigory A. Shamov

Notice bibliographique

RevueAccounts of Chemical Research · 2009
Typearticle
Langueen
DomaineChemistry
ThématiqueRadioactive element chemistry and processing
Établissements canadiensUniversity of Manitoba
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésActinideUraniumAmericiumChemistryRelativistic quantum chemistryComputational chemistryDensity functional theoryScalar (mathematics)Basis setQuantum chemistryMoleculeThermodynamicsPhysicsAtomic physicsMathematicsInorganic chemistryNuclear physicsOrganic chemistry

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Interest in the chemistry of the early actinide elements (notably uranium through americium) usually results either from the nuclear waste problem or the unique chemistry of these elements that result from 5f contributions to bonding. Computational actinide chemistry provides one useful tool for studying these processes. Theoretical actinide chemistry is challenging because three principal axes of approximation have to be optimized. These are the model chemistry (the choice of approximate electron-electron correlation method and basis sets), the approximate relativistic method, and a method for modeling solvent (condensed phase) effects. In this Account, we arrange these approximations in a three-dimensional diagram, implying that they are relatively independent of each other. A fourth level of approximation concerns the choice of suitable models for situations too complex to treat in their entirety. We discuss test cases for each of these approximations. Gas-phase data for uranium fluorides and oxofluorides such as UF(6) and UO(2)F(2) show that GGA functionals provide accurate geometries and frequencies while hybrid density functional theory (DFT) functionals are superior for energetics. MP2 is seen to be somewhat erratic for this set of compounds, and CCSD(T) gives the most accurate results. Three different relativistic methods, small-core effective core potentials (SC-ECP), ZORA, and all-electron scalar, provide comparable results. The older large-core ECP (LC-ECP) approach is consistently worse and should not be used. We confirmed these conclusions through studies of the actinyl aquo complexes [AnO(2)(OH(2))(5)](n+), (An = U, Np, or Pu and n = 1 or 2) that are also used to test solvation models. As long as the first coordination sphere of the metal is included explicitly, continuum solvation models are reliable, and we found no clear advantage for the (costly) explicit treatment of the second coordination sphere. Spin-orbit effects must be included to reproduce the correct trend in An(VI)/An(V) reduction potentials. We propose a multistep mechanism for the experimentally observed oxygen exchange of UO(2)(2+) cations in highly alkaline solutions present in tank wastes. This process involves an equilibrium between [UO(2)(OH)(4)](2-) and [UO(2)(OH)(5)](3-), followed by formation of the stable [UO(3)(OH)(3)](3-) intermediate that forms from [UO(2)(OH)(5)](3-) through intramolecular water elimination. The [UO(3)(OH)(3)](3-) intermediate facilitates oxygen exchange through proton shuttling. We explain the experimentally observed stabilization of the pentavalent oxidation state of actinyl ions by macrocyclic ligands (such as 18-crown-6) as an effect of solvation: the large macrocycle screens the positive charge of the ion from the polarizable solvent. Alkyl-substituted isoamethyrin complexes are bent despite being aromatic because of steric factors, rather than fit/misfit criteria regarding the actinyl ion. By application of an efficient DFT code, actinide molecules with more than 100 atoms can now be studied routinely. "Real" chemical questions can be answered as long as we take great care to apply methods that are accurate with respect to the three axes of approximation described above. While the exclusive focus of this Account has been on the early actinide elements, these conclusions also apply elsewhere in the periodic table.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Théorique ou conceptuel · Signal consensuel: Théorique ou conceptuel
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,015
Score d'incertitude au seuil0,052

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0010,002
Science ouverte0,0020,001
Intégrité de la recherche0,0010,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0150,002

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,031
Tête enseignante GPT0,405
Écart entre enseignants0,373 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeThéorique ou conceptuel
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations235
Publié2009
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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