THE rutherfordium je syntetický prvek s atomovým číslem 104, patřící do skupiny 4 Periodická tabulka, který je prvním členem řady transaktinidů. Jeho první detekce se datuje od roku 1964 ve slavných laboratořích města Dubna. Stejně jako ostatní transaktinidy byl oficiální název prvku 104 zapojen do konfliktu mezi Sověty a Američany, v díle studené války v dějinách chemie.
rutherfordium nemá praktické využitívzhledem k tomu, že jeho nejstabilnější izotop má asi dvě a půl hodiny poločas rozpadu. Studie v plynných systémech a roztocích však prokazují jeho chemickou podobnost s ostatními prvky skupiny 4, jako je zirkonium a hafnium.
Přečtěte si také: Seaborgium — syntetický prvek pojmenovaný po vědci Glennu Seaborgovi
Shrnutí Rutherfordium
- Je to syntetický chemický prvek nacházející se ve skupině 4 periodické tabulky.
- Poprvé byl syntetizován v roce 1964 ve Spojeném ústavu pro jaderný výzkum v Dubně v Rusku.
- Je to a radioaktivní prvekbabička.
- Stejně jako ostatní transaktinidy trpí rutherfordium nízkou stabilitou a je obtížné syntetizovat značné vzorky pro studie.
- Oficiálně se jeho název stal až v roce 1997, po několika letech sporů mezi Američany a Sověty.
Vlastnosti Rutherfordium
- Symbol: Rf
- protonové číslo: 104
- atomová hmotnost: 267 c.u.s.
- Elektronická konfigurace: [Rn] 7s2 5f14 6d2
- nejstabilnější izotop: 267Rf (polčas rozpadu 2,5 ± 1,5 hodiny)
- chemická řada: skupina 4, transaktinidy, supertěžké prvky
Vlastnosti Rutherfordium
Jako všechny transaktinidy, tedy prvky těsně po laurence (Lr), rutherfordium je radioaktivní prvek. Jeho nejstabilnější izotop byl detekován v roce 2004 a jeho poločas rozpadu (doba potřebná pro množství radioizotop pokles o polovinu) je dvě a půl hodiny, s odchylkou jedné a půl hodiny, více či méně.
Velké potíže při stanovení chemických vlastností rutherfordium a další transaktinidů je obecně skutečnost, že existuje nízká míra produkce, ať už co do množství, nebo co do objemu rychlost. V těchto prvcích je například velmi běžné chemicky hodnotit pouze jeden atom, což svým způsobem vyžaduje úpravy z hlediska výpočtů, protože většina rovnic je stanovena pro systémy s více než jedním atomem. Navíc často izotopy mají velmi krátký poločas rozpadu, což ztěžuje nebo dokonce znemožňuje hlubší studium.
Na konkrétním případě Rf se již vědcům podařilo prokázat, že jeho chování v kapalné fázi je podobné jako u jiných prvků. lehčí skupina 4, zirkonium a hafnium, jako při tvorbě fluoridů v roztoku s následnou extrakcí v iontoměničových pryskyřicích. Toto chování pomohlo upevnit přítomnost rutherfordia ve skupině 4 periodické tabulky.
Čtěte také: Nové chemické prvky — čtyři chybějící prvky v 7. období
Získání Rutherfordium
Transaktinidy potřebují pro svou produkci rozsáhlou infrastrukturu. Všechno jsou syntetizovány s urychlovače částic, ve kterém se iontové druhy srážejí s těžkými prvky. Detekce těchto prvků také není jednoduchá a přímočará.
Když se vytvoří, radioaktivní prvek se ze své podstaty začne rozkládat a vystavuje emise, jako jsou částice alfa a beta. Často je nutné posoudit radioaktivní rozpad atomu vytvořeného nebo dokonce identifikovat atomové druhy, které mohou vzniknout z těchto jaderných reakcí, jako v hádance.
Přidejte to ke skutečnosti, že poločasy izotopů transaktinidu jsou často krátké, v rozmezí sekund, takže je možné získat pouze množství v rozsahu několika atomů nebo dokonce jednoho atom.
V případě Rf první syntéza hlášená pro tento prvek zahrnovala srážka izotopů plutonia, Pu, s ionty izotopu neonu 22, Huh.
Nicméně, jiné izotopy rutherfordium mohou být produkovány modifikací druhu, který se srazí. Například izotop 261 může být produkován reakcí mezi kyslíkem-18 a kuriem-248, za vzniku pěti neutronů.
Podívejte se na náš podcast: Jak funguje urychlovač částic?
Opatření s Rutherfordium
Vzhledem k tomu, že rutherfordium nelze ani vyrábět ve značném měřítku, jsou rizika spojená s tímto prvkem spojena s účinky záření. V kontrolované laboratoři jsou však tato rizika předvídána, a tím minimalizována.
Historie Rutherfordium
Všechny transaktinidy byly v 60. a 70. letech 20. století zapojeny do závodu o jejich objev. Tato epizoda je hlášena jako War of Transfers, kus Studená válka v dějinách chemie. Navzdory tomu, že se tak nazývá, což naznačuje, že ke sporům došlo o prvky po fermiu, prvku atomové číslo 100, prvky přímo zahrnuté byly 104 až 109, nově objevený transaktinidy.
V případě rutherfordium začal spor v roce 1964., kdy sovětští vědci ve Spojeném ústavu pro jaderný výzkum ve městě Dubna Rusko oznámilo objev prvku 104 izotop 260 bombardováním plutonia-242 ionty neon-22. Výzkumníci z Dubny ale předložili pouze jeden důkaz, kterým byla detekce izotopu který se spontánně rozložil, aniž by jasně identifikoval jeho hmotnost a dobu poločas rozpadu. V důsledku toho byl objev vnímán s podezřením.
O pět let později, v roce 1969, tým amerických vědců z Lawrence Berkeley National Laboratory v Berkeley v Kalifornii pod vedením Albert Ghiorso řekl, že poskytl dostatečné důkazy pro objev prvku 104 izotop 257 srážkou kalifornia-249 s uhlík-12. Stejní vědci byli později schopni vyrobit izotop 259 prvku 104. V roce 1973 vědci z Národní laboratoře Oak Ridge nezávisle potvrdili protonové číslo 104 pro hmotnostní izotop 257 vyrobený v Berkeley.
Následující roky byly mezi vědci z těchto dvou zemí velmi sporné, až v roce 1985 čisté a aplikované chemie (IUPAC) a Mezinárodní unie čisté a aplikované fyziky (IUAP) forma a smíšená komise devíti vědců, tzv. Transfers Working Group (Transfermium Working Group nebo TWG). TWG byla vytvořena, aby rozhodla, kdo byl skutečně zodpovědný za objevy prvků v rozmezí od 101 do 112.
Přesto nebyla rozhodnutí TWG vždy bez pochyb. V případě prvku 104 pracovní skupina rozhodla, že O zásluhy by se měli dělit sovětští a američtí vědci, což se vědcům z Berkeley vůbec nelíbilo.
V roce 1991 Ghiorso a Seaborg z týmu Berkeley dokonce tvrdili, že identifikace prvku 104 vědci z Dubny byla zjevně nesprávný a v jednom bodě popřel platnost závěrů TWG, protože je považoval za medvědí službu pro komunitu vědecký.
Není divu, v Na začátku 90. let 20. století stále nebyly názvy nových prvků konsensuální.. Poté probíhala jednání s německými, ruskými a americkými vědci, která se ukázala být frustrovaná. Tam v roce 1992 německá laboratoř Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) navrhla názvy pro prvky 102 až 109, přičemž pro prvek 104 vložila meitnerium.
I přesto seznam, přestože byl chválen, nebyl zainteresovanými vědci přijat. Rozhodnutí mohlo být přijato v roce 1994 během konference Iupac Anorganic Compound Nomenclature Commission (CNIC). V něm byl pro prvek 104 zvolen název dubnium, Americká chemická společnost však v témže roce přijala pro prvek 104 název rutherfordium. prvek 104, ve chvíli diskreditace ze strany Američanů, kteří přišli zpochybnit pravomoc IUPAC formalizovat nové jména.
teprve v roce 1997, na generální konferenci IUPAC v Ženevě, je to prvek 104 byl nakonec oficiálně schválen jako rutherfordium, poté, co ACS ustoupil v názvosloví dalších blízkých prvků.
Cvičení řešená na rutherfordium
Otázka 1
Rutherfordium je syntetický prvek a jedním z hlavních problémů při jeho studiu je skutečnost, že není možné syntetizovat jeho velké množství.
Mezi možné faktory, které přispívají k této obtížnosti, můžeme uvést:
(A) Rutherfordium má izotopy s dlouhým poločasem rozpadu v řádu milionů let.
(B) Rutherfordium se samovolně a velmi rychle rozkládá, což brání detekci jeho makroskopických množství.
(C) Neexistují žádné technologie schopné syntetizovat rutherfordium, jejich data jsou čistě teoretická a bez vědeckého základu.
(D) Chemické zákony říkají, že je nemožné syntetizovat prvky, jejichž atomové číslo převyšuje Lawrenceovo číslo 103.
(E) Při syntéze rutherfordia jsou chemicky upřednostňovány lehčí prvky jeho skupiny.
Odpověď: písmeno B
Transaktinidové prvky, jako je Rf, jsou radioaktivní a spontánně se rozkládají vysokou rychlostí, protože jejich poločas rozpadu je krátký. Na konci experimentu tedy ze syntetických druhů zbylo jen málo atomů.
otázka 2
V roce 1964 výzkumníci z Dubny tvrdili, že syntetizovali izotop rutherfordium-260 (Z = 104). Jaký je v případě tohoto izotopu počet neutronů?
(A) 104
(B) 260
(C) 151
(D) 156
(E) 161
Odpověď: písmeno D
Počet neutrony (n) lze vypočítat pomocí hmotnostního čísla (A) a atomového čísla (Z) pomocí následující rovnice:
A = Z + n
Nahrazením máme:
260 = 104 + n
n = 260 - 104
n = 156
obrazové kredity
[1] růžový abbas / shutterstock
Autor: Stefano Araújo Novais
Učitel chemie
Zdroj: Brazilská škola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/rutherfordio-rf.htm
