DET rutherfordium er et syntetisk grundstof med atomnummer 104, der tilhører gruppe 4 i Periodiske system, som er det første medlem af transactinid-serien. Dens første opdagelse stammer fra 1964 i de berømte laboratorier i byen Dubna. Ligesom andre transaktinider var det officielle navn på grundstof 104 involveret i en konflikt mellem sovjetterne og amerikanerne i et stykke fra den kolde krig i kemiens historie.
rutherfordiet har ingen praktiske anvendelser, givet at dens mest stabile isotop har omkring to og en halv time af halvt liv. Imidlertid beviser undersøgelser i gasformige systemer og opløsninger dets kemiske lighed med de andre grundstoffer i gruppe 4, såsom zirconium og hafnium.
Læs også: Seaborgium — syntetisk grundstof opkaldt efter videnskabsmanden Glenn Seaborg
Resumé af Rutherfordium
- Det er et syntetisk kemisk grundstof placeret i gruppe 4 i det periodiske system.
- Det blev først syntetiseret i 1964 på Joint Institute for Nuclear Research i Dubna, Rusland.
- Det er en radioaktivt grundstofbedstemor.
- Som andre transaktinider lider rutherfordium af lav stabilitet, og det er vanskeligt at syntetisere betydelige prøver til undersøgelser.
- Dens navn blev først gjort officielt i 1997, efter flere års strid mellem amerikanerne og sovjetterne.
Rutherfordium ejendomme
- Symbol: Rf
- Atom nummer: 104
- atommasse: 267 c.u.s.
- Elektronisk konfiguration: [Rn] 7s2 5f14 6d2
- mest stabile isotop: 267Rf (2,5 ± 1,5 timers halveringstid)
- kemisk serie: gruppe 4, transaktinider, supertunge grundstoffer
Stop ikke nu... Der er mere efter annoncen ;)
Funktioner af Rutherfordium
Som alle transaktinider, dvs. grundstoffer lige efter laurence (Lr), rutherfordium er et radioaktivt grundstof. Dens mest stabile isotop blev påvist i 2004 og dens halveringstid (den tid, der kræves for mængden af radioisotop fald til det halve) er to en halv time, med en fejlmargin på halvanden time, mere eller mindre.
Den store vanskelighed med at fastslå de kemiske egenskaber af rutherfordium og andre transactinider er generelt det faktum, at der er en lav produktionshastighed, enten i mængde eller i hastighed. I disse grundstoffer er det for eksempel meget almindeligt kun at kemisk vurdere en enkelt atom, hvilket på en måde kræver tilpasninger i form af beregninger, da de fleste ligninger er etableret for systemer med mere end et atom. Desuden ofte isotoper har meget korte halveringstider, hvilket gør mere dybdegående undersøgelser vanskelige eller endda umulige.
I det specifikke tilfælde af Rf har forskere allerede formået at bevise, at dens adfærd i flydende fase ligner andre elementers. lettere gruppe 4, zirconium og hafnium, som ved dannelse af fluorider i opløsning med efterfølgende ekstraktion i ionbytterharpikser. Denne adfærd hjalp med at størkne tilstedeværelsen af rutherfordium i gruppe 4 i det periodiske system.
Læs også: Nye kemiske grundstoffer - de fire manglende grundstoffer i den 7. periode
At få Rutherfordium
Transactinider har brug for en stor infrastruktur til deres produktion. Alle er syntetiseret med partikelacceleratorer, hvor ioniske arter kolliderer med tunge grundstoffer. Detekteringen af disse elementer er heller ikke enkel og ligetil.
Når det dannes, begynder det radioaktive grundstof i sagens natur at henfalde og udvise emissioner, såsom alfa- og beta-partikler. Det er ofte nødvendigt at vurdere Radioaktivt henfald af det dannede atom eller endda identificere atomarter, der kan opstå fra disse nukleare reaktioner, som i et puslespil.
Føj dette til det faktum, at halveringstiden for transaktinid-isotoper ofte er korte, dvs. sekunder, hvilket gør det kun muligt at opnå en mængde i området af nogle få atomer eller endda et enkelt atom.
I tilfælde af Rf involverede den første syntese rapporteret for dette element kollision af plutonium isotoper, Pu, med ioner af neon isotop 22, Huh.
Imidlertid kan andre isotoper af rutherfordium fremstilles ved at modificere den art, der vil kollidere. For eksempel kan isotop 261 fremstilles ved reaktionen mellem oxygen-18 og curium-248, der producerer fem neutroner.
Tjek det ud på vores podcast: Hvordan fungerer en partikelaccelerator?
Forholdsregler med Rutherfordium
Da rutherfordium ikke engang kan fremstilles i betydeligt omfang, er risiciene forbundet med dette grundstof virkninger af stråling. Men i et kontrolleret laboratorium er disse risici forudset og dermed minimeret.
Rutherfordiums historie
Alle transaktinider var involveret i et kapløb om deres opdagelse i 1960'erne og 1970'erne. Denne episode er rapporteret som War of Transfers, et stykke af Kold krig i kemiens historie. På trods af at det kaldes det, hvilket tyder på, at stridighederne opstod om grundstoffer efter fermium, et grundstof atomnummer 100, de direkte involverede grundstoffer var 104 til 109, det nyopdagede transaktinider.
I tilfældet med rutherfordium begyndte striden i 1964., da sovjetiske forskere ved Joint Institute for Nuclear Research i byen Dubna Rusland, rapporterede opdagelsen af grundstof 104 isotop 260 ved at bombardere plutonium-242 med ioner neon-22. Men Dubna-forskerne fremlagde kun ét bevis, som var påvisningen af en isotop som spontant er forfaldet uden klart at identificere dens masse og dens tidspunkt for halvt liv. Som følge heraf blev opdagelsen set med mistænksomhed.
Fem år senere, i 1969, blev et hold amerikanske videnskabsmænd ved Lawrence Berkeley National Laboratory i Berkeley, Californien, ledet af Albert Ghiorso sagde, at han leverede tilstrækkelige beviser for opdagelsen af grundstof 104 isotop 257 ved at kollidere californium-249 med kulstof-12. De samme videnskabsmænd var senere i stand til at producere isotopen 259 af element 104. I 1973 bekræftede forskere ved Oak Ridge National Laboratory uafhængigt Atom nummer 104 for masse 257 isotopen produceret i Berkeley.
De følgende år var præget af stor strid mellem videnskabsmændene i de to lande, indtil i 1985 of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) og International Union of Pure and Applied Physics (IUAP) danne a blandet kommission af ni videnskabsmænd, kaldet Transfers Working Group (Transfermium Working Group eller TWG). TWG blev oprettet for at afgøre, hvem der faktisk var ansvarlig for opdagelserne af elementer fra 101 til 112.
Alligevel var TWG's beslutninger ikke altid uden tvivl. I sagen om element 104 besluttede arbejdsgruppen, at den Kredit skal deles mellem sovjetiske og amerikanske videnskabsmænd, noget som Berkeley-forskere slet ikke kunne lide.
I 1991 hævdede Ghiorso og Seaborg, fra Berkeley-holdet, endda, at identifikationen af element 104 af Dubna-forskerne var klart forkert og benægtede på et tidspunkt gyldigheden af TWG's konklusioner og betragtede dem som en bjørnetjeneste for samfundet videnskabelig.
Ikke så mærkeligt, i I begyndelsen af 1990'erne var navnene på de nye elementer stadig ikke konsensus.. Der var derefter forhandlinger med tyske, russiske og amerikanske videnskabsmænd, som viste sig at være frustrerede. Der, i 1992, foreslog det tyske laboratorium Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) navne for grundstofferne 102 til 109, og satte meitnerium for grundstof 104.
Alligevel blev listen, på trods af at den blev rost, ikke accepteret af de involverede videnskabsmænd. Beslutningen kunne træffes i 1994 under Iupac Inorganic Compound Nomenclature Commission (CNIC) konferencen. I den blev navnet dubnium valgt for grundstof 104, men American Chemical Society vedtog samme år navnet rutherfordium for grundstof 104. element 104, i et øjeblik af miskredit fra amerikanernes side, som kom til at stille spørgsmålstegn ved IUPAC's autoritet til at formalisere nye navne.
først i 1997, på IUPAC's generalkonference i Genève, er det element 104 blev endelig gjort officielt som rutherfordium, efter at ACS gav efter i nomenklaturen for andre nærliggende elementer.
Øvelser løst på rutherfordium
Spørgsmål 1
Rutherfordium er et syntetisk element, og en af de største vanskeligheder ved at studere det er det faktum, at det ikke er muligt at syntetisere store mængder af det.
Blandt de mulige faktorer, der bidrager til denne vanskelighed, kan vi angive:
(A) Rutherfordium har isotoper med lang halveringstid i størrelsesordenen millioner af år.
(B) Rutherfordium henfalder spontant og meget hurtigt, hvilket forhindrer påvisning af dets makroskopiske mængder.
(C) Der er ingen teknologier, der er i stand til at syntetisere rutherfordium, deres data er strengt teoretiske og uden videnskabeligt grundlag.
(D) Kemiens love siger, at det er umuligt at syntetisere grundstoffer, hvis atomnummer overstiger Lawrence, 103.
(E) Under syntesen af rutherfordium er lettere elementer i dens gruppe kemisk prioriteret.
Svar: bogstav B
Transactinid-elementer, såsom Rf, er radioaktive og henfalder spontant ved høj hastighed, da deres halveringstid er kort. Ved eksperimentets afslutning er der således kun få atomer tilbage af den syntetiske art.
spørgsmål 2
I 1964 hævdede forskere fra Dubna at have syntetiseret rutherfordium-isotopen-260 (Z = 104). Hvad er antallet af neutroner i tilfælde af denne isotop?
(A) 104
(B) 260
(C) 151
(D) 156
(E) 161
Svar: bogstav D
Antallet af neutroner (n) kan beregnes ved hjælp af massetallet (A) og atomnummeret (Z) gennem følgende ligning:
A = Z + n
I stedet for har vi:
260 = 104 + n
n = 260 - 104
n = 156
billedkreditter
[1] roset abbas / skodder
Af Stefano Araújo Novais
Kemi lærer
