THE рутерфордий е синтетичен елемент с атомен номер 104, принадлежащ към група 4 на Периодичната таблица, като първият член на трансактинидната серия. Първото му откриване датира от 1964 г. в известните лаборатории на град Дубна. Подобно на други трансактиниди, официалното име на елемент 104 е замесено в конфликт между Съветите и американците, в част от Студената война в историята на химията.
Ръдърфордий няма практически приложения, като се има предвид, че неговият най-стабилен изотоп има около два часа и половина полуживот. Изследванията на газови системи и разтвори обаче доказват химическото му сходство с другите елементи от група 4, като цирконий и хафний.
Прочетете също: Сиборгиум — синтетичен елемент, кръстен на учен Глен Сиборг
Резюме на Rutherfordium
- Това е синтетичен химичен елемент, разположен в група 4 на Периодичната таблица.
- За първи път е синтезиран през 1964 г. в Обединения институт за ядрени изследвания в Дубна, Русия.
- Това е радиоактивен елементбаба.
- Подобно на други трансактиниди, rutherfordium страда от ниска стабилност и е трудно да се синтезират значителни проби за изследвания.
- Името му става официално едва през 1997 г., след няколко години спор между американците и Съветите.
Свойства на Rutherfordium
- символ: Rf
- атомно число: 104
- атомна маса: 267 c.u.s.
- Електронна конфигурация: [Rn] 7s2 5f14 6г2
- най-стабилният изотоп: 267Rf (2,5 ± 1,5 часа полуживот)
- химическа серия: група 4, трансактиниди, свръхтежки елементи
Характеристики на Rutherfordium
Както всички трансактиниди, т.е. елементи непосредствено след лауренс (Lr), рутерфордий е радиоактивен елемент. Най-стабилният му изотоп е открит през 2004 г. и неговият полуживот (времето, необходимо за количеството на радиоизотоп падне наполовина) е два часа и половина, с допустима грешка от час и половина, повече или по-малко.
Голямата трудност при установяване на химичните характеристики на рутерфордий и др трансактиниди като цяло е фактът, че има нисък темп на производство, било то в количество или в скорост. В тези елементи, например, е много обичайно да се оценява химично само един атом, което по някакъв начин изисква адаптации по отношение на изчисленията, тъй като повечето от уравненията са установени за системи с повече от един атом. Освен това, често на изотопите имат много кратък период на полуразпад, което прави по-задълбочените проучвания трудни или дори невъзможни.
В конкретния случай на Rf учените вече успяха да докажат, че поведението му в течна фаза е подобно на това на други елементи. по-лека група 4, цирконий и хафний, както при образуването на флуориди в разтвор с последваща екстракция в йонообменни смоли. Това поведение помогна да се затвърди присъствието на рутерфордий в група 4 от периодичната таблица.
Прочетете също: Нови химични елементи — четирите липсващи елемента в 7-ми период
Получаване на Rutherfordium
Трансактинидите се нуждаят от голяма инфраструктура за тяхното производство. всичко се синтезират с ускорители на частици, при което йонни видове се сблъскват с тежки елементи. Откриването на тези елементи също не е просто и лесно.
Когато се образува, радиоактивният елемент, по своята природа, започва да се разпада и да проявява емисии, като алфа и бета частици. Често е необходимо да се оцени радиоактивен разпад на образувания атом или дори идентифициране на атомни видове, които могат да възникнат от тези ядрени реакции, като в пъзел.
Добавете това към факта, че полуживотът на трансактинидните изотопи често е кратък, в диапазона от секунди, което прави възможно получаването само на количество в диапазона от няколко атома или дори единичен атом.
В случая на Rf, първият докладван синтез за този елемент включва сблъсък на плутониеви изотопи, Pu, с йони на неоновия изотоп 22, ха.
Въпреки това, други изотопи на рутерфордий могат да бъдат произведени чрез модифициране на видовете, които ще се сблъскат. Например, изотоп 261 може да се получи чрез реакцията между кислород-18 и кюрий-248, произвеждайки пет неутрона.
Вижте го в нашия подкаст: Как работи ускорителят на частици?
Предпазни мерки с Rutherfordium
Тъй като рутерфордий дори не може да бъде произведен в значителни мащаби, рисковете, свързани с този елемент, са свързани с ефекти на радиация. Въпреки това, в контролирана лаборатория тези рискове се предвиждат и по този начин се свеждат до минимум.
История на Ръдърфордиум
Всички трансактиниди са участвали в надпревара за тяхното откриване през 60-те и 70-те години на миналия век. Този епизод се съобщава като War of Transfers, част от Студена война в историята на химията. Въпреки че се нарича така, което предполага, че споровете са възникнали за елементи след фермий, елемент атомен номер 100, пряко участващите елементи са от 104 до 109, новооткритият трансактиниди.
В случая с рудърфордий спорът започва през 1964 г., когато съветски изследователи от Обединения институт за ядрени изследвания в град Дубна Русия съобщи за откриването на елемент 104 изотоп 260 чрез бомбардиране на плутоний-242 с йони неон-22. Но изследователите от Дубна представиха само едно доказателство, което беше откриването на изотоп който спонтанно се е разложил, без ясно да се идентифицира масата му и времето му на полуживот. В резултат на откритието се гледа с подозрение.
Пет години по-късно, през 1969 г., екип от американски учени в Националната лаборатория Лорънс Бъркли в Бъркли, Калифорния, ръководен от Алберт Гиорсо каза, че е предоставил достатъчно доказателства за откриването на елемент 104 изотоп 257 чрез сблъсък на калифорний-249 с въглерод-12. По-късно същите учени успяха да произведат изотоп 259 на елемент 104. През 1973 г. учени от Националната лаборатория Оук Ридж независимо потвърдиха атомно число 104 за масовия изотоп 257, произведен в Бъркли.
Следващите години бяха на голям спор между учените от двете страни, докато през 1985 г. по чиста и приложна химия (IUPAC) и Международния съюз по чиста и приложна физика (IUAP) форма а смесена комисия от девет учени, наречена Работна група за трансфери (Работна група Transfermium или TWG). TWG е създадена, за да реши кой всъщност е отговорен за откритията на елементи, вариращи от 101 до 112.
Въпреки това решенията на TWG не винаги са били безспорни. В случай на елемент 104 работната група реши, че Заслугата трябва да бъде споделена между съветски и американски учени, нещо, което учените от Бъркли изобщо не харесаха.
През 1991 г. Гиорсо и Сиборг от екипа на Бъркли дори твърдят, че идентифицирането на елемент 104 от учените от Дубна е било очевидно погрешно и в един момент отрече валидността на заключенията на TWG, считайки ги за лоша услуга на общността научен.
Нищо чудно, в В началото на 90-те години имената на новите елементи все още не бяха консенсус.. След това имаше преговори с участието на немски, руски и американски учени, които се оказаха разочаровани. Там през 1992 г. немската лаборатория Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) предложи имена за елементи от 102 до 109, поставяйки meitnerium за елемент 104.
Въпреки това списъкът, въпреки че беше похвален, не беше приет от участващите учени. Решението може да бъде взето през 1994 г., по време на конференцията на Комисията по номенклатурата на неорганичните съединения на Iupac (CNIC). В него името dubnium е избрано за елемент 104, но Американското химическо дружество приема през същата година името rutherfordium за елемент 104. елемент 104, в момент на дискредитация от страна на американците, които дойдоха да поставят под съмнение правомощията на IUPAC да формализира нови имена.
само през 1997г, на генералната конференция на IUPAC в Женева, е това елемент 104 най-накрая беше официален като рутерфордий, след като ACS отстъпи място в номенклатурата на други близки елементи.
Упражнения, решени на рутерфордий
Въпрос 1
Ръдърфордият е синтетичен елемент и една от основните трудности при изучаването му е фактът, че не е възможно да се синтезират големи количества от него.
Сред възможните фактори, които допринасят за това затруднение, можем да посочим:
(A) Rutherfordium има изотопи с дълъг полуразпад от порядъка на милиони години.
(B) Rutherfordium се разпада спонтанно и много бързо, предотвратявайки откриването на неговите макроскопски количества.
(C) Няма технологии, способни да синтезират рутерфордий, техните данни са строго теоретични и без научна основа.
(D) Законите на химията гласи, че е невъзможно да се синтезират елементи, чийто атомен номер надвишава този на Лоурънс, 103.
(E) По време на синтеза на рутерфордий, по-леките елементи от неговата група са химически приоритетни.
Отговор: буква Б
Трансактинидните елементи, като Rf, са радиоактивни и спонтанно се разпадат с висока скорост, тъй като техният полуживот е кратък. Така в края на експеримента от синтетичния вид остават малко атоми.
въпрос 2
През 1964 г. изследователи от Дубна твърдят, че са синтезирали рутерфордиевия изотоп-260 (Z = 104). Какъв е броят на неутроните в случая на този изотоп?
(А) 104
(Б) 260
(В) 151
(Г) 156
(E) 161
Отговор: буква D
Броят на неутрони (n) може да се изчисли, като се използва масовото число (A) и атомното число (Z), чрез следното уравнение:
A = Z + n
Замествайки, имаме:
260 = 104 + n
n = 260 - 104
n = 156
кредити за изображения
[1] роза Абас / затвор
От Стефано Араужо Новаис
Учител по химия
Източник: Бразилско училище - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/rutherfordio-rf.htm
