رذرفورد: الخصائص والاستحواذ والتاريخ

ال رذرفورديوم هو عنصر اصطناعي برقم ذري 104 ، ينتمي إلى المجموعة 4 من الجدول الدوري، كونه أول عضو في سلسلة المعاملات. يعود تاريخ اكتشافه الأول إلى عام 1964 ، في مختبرات مدينة دوبنا الشهيرة. مثل المعاملات الأخرى ، كان الاسم الرسمي للعنصر 104 متورطًا في صراع بين السوفييت والأمريكيين ، في مقال عن الحرب الباردة في تاريخ الكيمياء.

رذرفورديوم ليس له تطبيقات عملية، بالنظر إلى أن نظيرها الأكثر استقرارًا له حوالي ساعتين ونصف الساعة نصف الحياة. ومع ذلك ، أثبتت الدراسات في الأنظمة والمحاليل الغازية تشابهها الكيميائي مع العناصر الأخرى للمجموعة 4 ، مثل الزركونيوم و الهافنيوم.

اقرأ أيضا: Seaborgium - عنصر اصطناعي سمي على اسم العالم جلين سيبورج

ملخص رذرفورديوم

• إنه عنصر كيميائي اصطناعي يقع في المجموعة 4 من الجدول الدوري.
• تم تصنيعه لأول مرة في عام 1964 في المعهد المشترك للأبحاث النووية في دوبنا ، روسيا.
• إنها عنصر مشعجدة.
• مثل المعاملات الأخرى ، يعاني الرذرفورديوم من ثبات منخفض ومن الصعب تجميع عينات كبيرة للدراسات.
• أصبح اسمها رسميًا فقط في عام 1997 ، بعد عدة سنوات من الخلاف بين الأمريكيين والسوفييت.

خصائص رذرفورديوم

• رمز: الترددات اللاسلكية
• العدد الذري: 104
• الكتلة الذرية: 267 c.u.s.
• التكوين الإلكترونية: [آكانيوز] 7s² 5f¹⁴ 6 د²
• أكثر النظائر استقرارًا: ²⁶⁷RF (نصف عمر 2.5 ± 1.5 ساعة)
• سلسلة كيميائية: المجموعة 4 ، المعاملات ، العناصر الثقيلة

ملامح رذرفورديوم

مثل جميع المعاملات ، أي العناصر بعد لورنس (Lr) ، رذرفورديوم هو عنصر مشع. تم الكشف عن أكثر نظائره استقرارًا في عام 2004 وعمره النصفي (الوقت اللازم لمقدار النظائر المشعة تسقط بمقدار النصف) ساعتين ونصف ، بهامش خطأ ساعة ونصف ، أكثر أو أقل.

الصعوبة الكبيرة في تحديد الخواص الكيميائية للراذرفورديوم وغيره المعاملات التجارية ، بشكل عام ، هي حقيقة أن هناك معدل إنتاج منخفضًا ، سواء من حيث الكمية أو في ● السرعة. في هذه العناصر ، على سبيل المثال ، من الشائع جدًا إجراء تقييم كيميائي لعنصر واحد فقط ذرة، والتي تتطلب ، بطريقة ما ، تكيفات من حيث الحسابات ، حيث يتم إنشاء معظم المعادلات للأنظمة التي تحتوي على أكثر من ذرة واحدة. علاوة على ذلك ، في كثير من الأحيان تتمتع النظائر بنصف عمر قصير جدًا، مما يجعل إجراء المزيد من الدراسات المتعمقة أمرًا صعبًا أو مستحيلًا.

في الحالة المحددة لـ Rf ، تمكن العلماء بالفعل من إثبات أن سلوكه في المرحلة السائلة مشابه لسلوك العناصر الأخرى. أخف مجموعة 4 ، الزركونيوم والهافنيوم ، كما هو الحال في تكوين الفلوريدات في محلول مع الاستخراج اللاحق في راتنجات التبادل الأيوني. ساعد هذا السلوك في ترسيخ وجود الرذرفورديوم في المجموعة 4 من الجدول الدوري.

اقرأ أيضا: عناصر كيميائية جديدة - العناصر الأربعة المفقودة في الفترة السابعة

الحصول على رذرفورديوم

تحتاج Transactinides إلى بنية تحتية كبيرة لإنتاجها. الجميع يتم تصنيعها مع مسرعات الجسيمات، حيث تصطدم الأنواع الأيونية بالعناصر الثقيلة. كما أن اكتشاف هذه العناصر ليس بسيطًا ومباشرًا.

عندما يتشكل العنصر المشع ، بطبيعته ، يبدأ في التحلل ويظهر انبعاثات ، مثل جسيمات ألفا وبيتا. غالبًا ما يكون من الضروري تقييم الاضمحلال الإشعاعي تشكلت الذرة أو حتى تحدد الأنواع الذرية التي قد تنشأ من هذه التفاعلات النووية ، كما هو الحال في اللغز.

أضف هذا إلى حقيقة أن نصف عمر نظائر المعاملات غالبًا ما تكون قصيرة ، في نطاق ثواني ، مما يجعل من الممكن فقط الحصول على كمية في نطاق ذرات قليلة أو حتى ذرة واحدة ذرة.

في حالة التردد الراديوي ، كان أول توليف تم الإبلاغ عنه لهذا العنصر يتضمن اصطدام نظائر البلوتونيوم ، بو ، مع أيونات نظير النيون 22، هاه.

ومع ذلك ، يمكن إنتاج نظائر أخرى للروذرفورديوم عن طريق تعديل الأنواع التي ستصطدم. على سبيل المثال ، يمكن إنتاج النظير 261 بالتفاعل بين الأكسجين -18 والكوريوم -248 ، مما ينتج عنه خمسة نيوترونات.

تحقق من ذلك على البودكاست الخاص بنا: كيف يعمل مسرع الجسيمات؟

الاحتياطات مع رذرفورديوم

نظرًا لأنه لا يمكن إنتاج الرذرفورديوم على نطاق واسع ، فإن المخاطر المرتبطة بهذا العنصر مرتبطة بـ آثار إشعاع. ومع ذلك ، في المختبر الخاضع للرقابة ، من المتوقع حدوث هذه المخاطر وبالتالي يتم تقليلها.

تاريخ رذرفورديوم

رذرفورديوم يكرم العالم النيوزيلندي التاريخي إرنست رذرفورد.

شاركت جميع المعاملات في سباق لاكتشافها في الستينيات والسبعينيات من القرن الماضي. ذكرت هذه الحلقة على أنها حرب النقل ، قطعة من الحرب الباردة في تاريخ الكيمياء. على الرغم من تسميته بذلك ، مما يوحي بأن الخلافات حدثت حول عناصر بعد عنصر الفيرميوم العدد الذري 100 ، العناصر المعنية مباشرة كانت من 104 إلى 109 ، المكتشفة حديثًا المعاملات.

في حالة رذرفورديوم ، بدأ الخلاف في عام 1964.عندما كان باحثون سوفيات في المعهد المشترك للأبحاث النووية في مدينة دوبنا أبلغت روسيا عن اكتشاف العنصر 104 نظير 260 بقصف البلوتونيوم 242 بالأيونات النيون 22. لكن باحثي دوبنا قدموا قطعة واحدة فقط من الأدلة ، وهي اكتشاف نظير التي اضمحلت تلقائيًا ، دون تحديد واضح لكتلتها وزمنها نصف الحياة. نتيجة لذلك ، تم النظر إلى الاكتشاف بارتياب.

بعد خمس سنوات ، في عام 1969 ، قام فريق من العلماء الأمريكيين في مختبر لورانس بيركلي الوطني في بيركلي ، كاليفورنيا ، بقيادة ألبرت غيورسو ، قال إنه قدم أدلة كافية لاكتشاف العنصر 104 نظير 257 عن طريق اصطدام كاليفورنيوم 249 مع الكربون 12. تمكن نفس العلماء فيما بعد من إنتاج النظير 259 للعنصر 104. في عام 1973 ، أكد العلماء في مختبر أوك ريدج الوطني بشكل مستقل وجود العدد الذري 104 للكتلة 257 نظير تم إنتاجه في بيركلي.

كانت السنوات التالية محل نزاع كبير بين علماء البلدين ، حتى عام 1985 م في الكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC) والاتحاد الدولي للفيزياء البحتة والتطبيقية (IUAP) شكل أ لجنة مختلطة من تسعة علماء ، تسمى مجموعة عمل التحويلات (مجموعة عمل Transfermium أو TWG). تم إنشاء TWG لتحديد المسؤول الفعلي عن اكتشافات العناصر التي تتراوح من 101 إلى 112.

ومع ذلك ، لم تكن قرارات TWG دائمًا بدون تساؤل. في حالة العنصر 104 ، قرر الفريق العامل أن يجب تقاسم الفضل بين العلماء السوفييت والأمريكيين، وهو أمر لم يحبه علماء بيركلي على الإطلاق.

في عام 1991 ، زعم كل من Ghiorso و Seaborg ، من فريق Berkeley ، أن تحديد العنصر 104 بواسطة علماء Dubna كان من الواضح أنها خاطئة ، وفي مرحلة ما أنكرت صحة استنتاجات TWG ، معتبرةً إياها ضررًا للمجتمع علمي.

لا عجب في في أوائل التسعينيات ، كانت أسماء العناصر الجديدة لا تزال غير متفق عليها.. ثم جرت بعد ذلك مفاوضات شارك فيها علماء ألمان وروس وأمريكيون ، والتي ثبت أنها محبطة. هناك ، في عام 1992 ، اقترح المختبر الألماني Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) أسماء العناصر من 102 إلى 109 ، ووضع المايتريوم للعنصر 104.

ومع ذلك ، فإن القائمة ، على الرغم من الإشادة بها ، لم يتم قبولها من قبل العلماء المعنيين. يمكن اتخاذ القرار في عام 1994 ، خلال مؤتمر Iupac Inorganic Compound Nomenclature Commission (CNIC). في ذلك ، تم اختيار اسم dubnium للعنصر 104 ، ومع ذلك ، اعتمدت الجمعية الكيميائية الأمريكية ، في نفس العام ، اسم rutherfordium للعنصر 104. العنصر 104 ، في لحظة تشويه سمعة من جانب الأمريكيين ، الذين جاءوا للتشكيك في سلطة IUPAC لإضفاء الطابع الرسمي على الجديد الأسماء.

فقط في عام 1997، في المؤتمر العام IUPAC في جنيف ، هو هذا أصبح العنصر 104 أخيرًا رسميًا باسم rutherfordium، بعد أن أفسحت ACS الطريق في تسمية العناصر المجاورة الأخرى.

تمارين حلها على رذرفورديوم

السؤال رقم 1

Rutherfordium هو عنصر اصطناعي وإحدى الصعوبات الرئيسية في دراسته هي حقيقة أنه لا يمكن تصنيع كميات كبيرة منه.

من بين العوامل المحتملة التي تساهم في هذه الصعوبة ، يمكننا الإشارة إلى:

(أ) يحتوي Rutherfordium على نظائر نصف عمر طويلة تصل إلى ملايين السنين.

(ب) يتحلل الرذرفورديوم تلقائيًا وبسرعة كبيرة ، مما يمنع الكشف عن كمياته العيانية.

(ج) لا توجد تقنيات قادرة على تخليق الرذرفورديوم ، حيث أن بياناتها نظرية بحتة وبدون أساس علمي.

(د) تنص قوانين الكيمياء على أنه من المستحيل تجميع العناصر التي يزيد عددها الذري عن رقم لورنس ، 103.

(هـ) أثناء تخليق الرذرفورديوم ، يتم إعطاء الأولوية للعناصر الأخف من مجموعته كيميائيًا.

رد: حرف الباء

تعتبر عناصر Transactinide ، مثل Rf ، مشعة وتتحلل تلقائيًا بسرعة عالية ، لأن نصف عمرها قصير. وهكذا ، في نهاية التجربة ، بقي عدد قليل من الذرات من الأنواع الاصطناعية.

السؤال 2

في عام 1964 ، ادعى باحثون من دوبنا أنهم صنعوا نظير رذرفورديوم -260 (Z = 104). في حالة هذا النظير ، ما هو عدد النيوترونات؟

(أ) 104

(ب) 260

(ج) 151

(د) 156

(هـ) 161

رد: حرف د

عدد ال النيوترونات (ن) يمكن حسابها باستخدام رقم الكتلة (أ) والعدد الذري (ع) ، من خلال المعادلة التالية:

أ = ع + ن

الاستبدال ، لدينا:

260 = 104 + ن

ن = 260-104

ن = 156

اعتمادات الصورة

[1] روزيد عباس / صراع الأسهم

بقلم ستيفانو أروجو نوفايس
مدرس كيمياء

مصدر: مدرسة البرازيل - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/rutherfordio-rf.htm