Jabarkan Kimia dari Nobelium

Kimia nobelium tidak sepenuhnya dicirikan dan hanya diketahui dalam larutan berair, di mana ia dapat mengambil keadaan oksidasi +3 atau +2, yang terakhir menjadi yang lebih stabil. Sebagian besar diperkirakan sebelum penemuan nobelium bahwa dalam larutan, ia akan berperilaku seperti aktinida lainnya, dengan keadaan trivalen yang dominan; namun, pada tahun 1949, Seaborg meramalkan bahwa keadaan +2 juga akan relatif stabil untuk nobelium, karena ion No2+ akan memiliki konfigurasi elektron keadaan dasar [Rn]5f14, termasuk kulit 5f14 yang terisi stabil. Butuh sembilan belas tahun sebelum prediksi ini dikonfirmasi.

Pada tahun 1967, percobaan dilakukan untuk membandingkan perilaku kimia nobelium dengan terbium, kalifornium, dan fermium. Keempat unsur tersebut direaksikan dengan klorin dan klorida yang dihasilkan disimpan di sepanjang tabung, di mana mereka dibawa oleh gas. Ditemukan bahwa nobelium klorida yang dihasilkan teradsorpsi kuat pada permukaan padat, membuktikan bahwa ia tidak volatil, seperti klorida dari tiga unsur lain yang diteliti. Namun, baik NoCl2 maupun NoCl3 diperkirakan menunjukkan perilaku nonvolatil dan karenanya percobaan ini tidak dapat disimpulkan karena keadaan oksidasi nobelium yang disukai tidak diketahui. Penentuan kesukaan nobelium pada keadaan +2 harus menunggu hingga tahun depan, ketika eksperimen kromatografi penukar kation dan kopresipitasi dilakukan pada sekitar 50.000 atom 255No, menemukan bahwa perilakunya berbeda dari aktinida lain dan lebih mirip logam alkali tanah divalen. Ini membuktikan bahwa dalam larutan berair, nobelium paling stabil dalam keadaan divalen ketika pengoksidasi kuat tidak ada. Eksperimen selanjutnya pada tahun 1974 menunjukkan bahwa nobelium terelusi dengan logam alkali tanah, antara Ca2+ dan Sr2+. Nobelium adalah satu-satunya unsur blok-f yang dikenal dengan keadaan +2 yang paling umum dan stabil dalam larutan berair. Ini terjadi karena celah energi yang besar antara orbital 5f dan 6d pada akhir deret aktinida.

Diperkirakan bahwa stabilisasi relativistik subkulit 7s sangat mendestabilisasi nobelium dihidrida, NoH2, dan stabilisasi relativistik spinor 7p1/2 di atas spinor 6d3/2 mengartikan bahwa keadaan tereksitasi dalam atom nobelium memiliki kontribusi 7s dan 7p alih-alih kontribusi 6d yang diperkirakan. Jarak No–H yang panjang dalam molekul NoH2 dan transfer muatan yang signifikan menyebabkan ionisitas ekstrem dengan momen dipol sebesar 5,94 D untuk molekul ini. Dalam molekul ini, nobelium diperkirakan menunjukkan perilaku seperti golongan utama, khususnya bertindak seperti logam alkali tanah dengan konfigurasi kulit valensi ns2 dan orbital 5f mirip intinya.

Kemampuan mengomplekskan nobelium dengan ion klorida paling mirip dengan barium, yang kompleksnya agak lemah. Kemampuan kompleksnya dengan sitrat, oksalat, dan asetat dalam larutan berair 0,5 M amonium nitrat adalah antara kalsium dan stronsium, meskipun agak lebih dekat dengan stronsium.

Potensial reduksi standar pasangan E°(No3+→No2+) diperkirakan pada tahun 1967 antara +1,4 dan +1,5 V; kemudian ditemukan pada tahun 2009 hanya sekitar +0,75 V. Nilai positif menunjukkan bahwa No2+ lebih stabil daripada No3+ dan No3+ adalah zat pengoksidasi yang baik. Walaupun nilai yang dikutip untuk E°(No2+→No0) dan E°(No3+→No0) bervariasi di antara sumber, perkiraan standar yang diterima adalah −2,61 dan −1,26 V. Telah diperkirakan bahwa nilai untuk pasangan E°(No4+→No3+) akan menjadi +6,5 V. Energi pembentukan Gibbs untuk No3+ dan No2+ masing-masing diperkirakan sebesar −342 dan −480 kJ/mol.