Ο ρουδερφόρδιο είναι ένα συνθετικό στοιχείο με ατομικό αριθμό 104, που ανήκει στην ομάδα 4 του Περιοδικός Πίνακας, όντας το πρώτο μέλος της σειράς τρανσακτινιδών. Η πρώτη του ανίχνευση χρονολογείται από το 1964, στα διάσημα εργαστήρια της πόλης Dubna. Όπως και άλλες τρανσακτινίδες, το επίσημο όνομα του στοιχείου 104 ενεπλάκη σε μια σύγκρουση μεταξύ των Σοβιετικών και των Αμερικανών, σε ένα κομμάτι του Ψυχρού Πολέμου στην ιστορία της χημείας.
το ρουδερφόρδιο δεν έχει πρακτικές εφαρμογές, δεδομένου ότι το πιο σταθερό ισότοπό του έχει περίπου δυόμισι ώρες ημιζωή. Ωστόσο, μελέτες σε αέρια συστήματα και διαλύματα αποδεικνύουν τη χημική του ομοιότητα με τα άλλα στοιχεία της ομάδας 4, όπως το ζιρκόνιο και άφνιο.
Διαβάστε επίσης: Seaborgium — συνθετικό στοιχείο που πήρε το όνομά του από τον επιστήμονα Glenn Seaborg
Περίληψη του Rutherfordium
- Είναι ένα συνθετικό χημικό στοιχείο που βρίσκεται στην ομάδα 4 του Περιοδικού Πίνακα.
- Συντέθηκε για πρώτη φορά το 1964 στο Κοινό Ινστιτούτο Πυρηνικής Έρευνας στη Ντούμπνα της Ρωσίας.
- Είναι ένα ραδιενεργό στοιχείογιαγιά.
- Όπως και άλλα τρανσακτινίδια, το ρουθερφορίδιο υποφέρει από χαμηλή σταθερότητα και είναι δύσκολο να συντεθούν σημαντικά δείγματα για μελέτες.
- Το όνομά του επισημοποιήθηκε μόλις το 1997, μετά από αρκετά χρόνια διαμάχης μεταξύ των Αμερικανών και των Σοβιετικών.
Ιδιότητες Rutherfordium
- Σύμβολο: Rf
- ατομικός αριθμός: 104
- ατομική μάζα: 267 c.u.s.
- Ηλεκτρονική διαμόρφωση: [Rn] 7s2 5στ14 6δ2
- πιο σταθερό ισότοπο: 267Rf (2,5 ± 1,5 ώρες ημιζωή)
- χημική σειρά: ομάδα 4, τρανσακτινίδες, υπερβαριά στοιχεία
Μη σταματάς τώρα… Υπάρχουν και άλλα μετά τη διαφήμιση ;)
Χαρακτηριστικά του Rutherfordium
Όπως όλα τα τρανσακτινίδια, δηλαδή στοιχεία αμέσως μετά το laurence (Lr), το ρουθερφόρδιο είναι ραδιενεργό στοιχείο. Το πιο σταθερό ισότοπό του ανιχνεύθηκε το 2004 και ο χρόνος ημιζωής του (ο χρόνος που απαιτείται για την ποσότητα του ραδιοϊσότοπο πτώση κατά το ήμισυ) είναι δυόμισι ώρες, με περιθώριο σφάλματος μιάμιση ώρα, περισσότερο ή λιγότερο.
Η μεγάλη δυσκολία στον καθορισμό των χημικών χαρακτηριστικών του ρουθερφορδίου και άλλων τρανσακτινίδες είναι, γενικά, το γεγονός ότι υπάρχει χαμηλός ρυθμός παραγωγής, είτε σε ποσότητα είτε σε ταχύτητα. Σε αυτά τα στοιχεία, για παράδειγμα, είναι πολύ συνηθισμένο να αξιολογείται χημικά μόνο ένα μόνο άτομο, το οποίο, κατά κάποιο τρόπο, απαιτεί προσαρμογές ως προς τους υπολογισμούς, αφού οι περισσότερες εξισώσεις καθορίζονται για συστήματα με περισσότερα από ένα άτομα. Επιπλέον, συχνά το Τα ισότοπα έχουν πολύ σύντομο χρόνο ημιζωής, γεγονός που καθιστά τις πιο εις βάθος μελέτες δύσκολες ή και αδύνατες.
Στη συγκεκριμένη περίπτωση του Rf, οι επιστήμονες έχουν ήδη καταφέρει να αποδείξουν ότι η συμπεριφορά του σε υγρή φάση είναι παρόμοια με αυτή άλλων στοιχείων. ελαφρύτερη ομάδα 4, ζιρκόνιο και άφνιο, όπως στον σχηματισμό φθοριδίων σε διάλυμα με επακόλουθη εκχύλιση σε ρητίνες ανταλλαγής ιόντων. Αυτή η συμπεριφορά βοήθησε να στερεοποιηθεί η παρουσία του ρουθερφορδίου στην ομάδα 4 του Περιοδικού Πίνακα.
Διαβάστε επίσης: Νέα χημικά στοιχεία — τα τέσσερα στοιχεία που λείπουν στην 7η περίοδο
Απόκτηση Rutherfordium
Τα τρανσακτινίδια χρειάζονται μεγάλη υποδομή για την παραγωγή τους. Ολα συντίθενται με επιταχυντές σωματιδίων, κατά την οποία ιοντικά είδη συγκρούονται με βαριά στοιχεία. Η ανίχνευση αυτών των στοιχείων δεν είναι επίσης απλή και απλή.
Όταν σχηματίζεται, το ραδιενεργό στοιχείο, από τη φύση του, αρχίζει να αποσυντίθεται και να εμφανίζει εκπομπές, όπως σωματίδια άλφα και βήτα. Συχνά είναι απαραίτητο να αξιολογηθεί η ραδιενεργή διάσπαση του ατόμου που σχηματίζεται ή ακόμη και να προσδιορίζει τα ατομικά είδη που μπορεί να προκύψουν από αυτές τις πυρηνικές αντιδράσεις, όπως σε ένα παζλ.
Προσθέστε αυτό στο γεγονός ότι οι χρόνοι ημιζωής των ισοτόπων τρανσακτινιδών είναι συχνά σύντομοι, στην περιοχή δευτερόλεπτα, καθιστώντας δυνατή τη λήψη μόνο μιας ποσότητας στην περιοχή λίγων ατόμων ή ακόμη και ενός μόνο άτομο.
Στην περίπτωση του Rf, η πρώτη σύνθεση που αναφέρθηκε για αυτό το στοιχείο αφορούσε το σύγκρουση ισοτόπων πλουτωνίου, Pu, με ιόντα του ισοτόπου νέου 22, Χχ.
Ωστόσο, άλλα ισότοπα του ρουθερφορδίου μπορούν να παραχθούν τροποποιώντας τα είδη που θα συγκρούονται. Για παράδειγμα, το ισότοπο 261 μπορεί να παραχθεί από την αντίδραση μεταξύ οξυγόνου-18 και κουρίου-248, παράγοντας πέντε νετρόνια.
Δείτε το στο podcast μας: Πώς λειτουργεί ένας επιταχυντής σωματιδίων;
Προφυλάξεις με το Rutherfordium
Δεδομένου ότι το rutherfordium δεν μπορεί να παραχθεί σε μεγάλη κλίμακα, οι κίνδυνοι που συνδέονται με αυτό το στοιχείο συνδέονται με αποτελέσματα του ακτινοβολία. Ωστόσο, σε ένα ελεγχόμενο εργαστήριο, αυτοί οι κίνδυνοι αναμένονται και επομένως ελαχιστοποιούνται.
Ιστορία του Rutherfordium
Όλες οι τρανσακτινίδες συμμετείχαν σε έναν αγώνα δρόμου για την ανακάλυψή τους τις δεκαετίες του 1960 και του 1970. Αυτό το επεισόδιο αναφέρεται ως το War of Transfers, ένα κομμάτι του Ψυχρός πόλεμος στην ιστορία της χημείας. Παρά το γεγονός ότι ονομάζεται έτσι, πράγμα που υποδηλώνει ότι οι διαφωνίες συνέβησαν για στοιχεία μετά το φέρμιο, ένα στοιχείο ατομικός αριθμός 100, τα στοιχεία που εμπλέκονται άμεσα ήταν 104 έως 109, το πρόσφατα ανακαλυφθέν τρανσακτινίδια.
Στην περίπτωση του rutherfordium, η διαμάχη ξεκίνησε το 1964., όταν Σοβιετικοί ερευνητές στο Κοινό Ινστιτούτο Πυρηνικής Έρευνας στην πόλη Ντούμπνα Η Ρωσία ανέφερε την ανακάλυψη του ισοτόπου 260 του στοιχείου 104 βομβαρδίζοντας το πλουτώνιο-242 με ιόντα νέον-22. Αλλά οι ερευνητές της Dubna παρουσίασαν μόνο ένα αποδεικτικό στοιχείο, το οποίο ήταν η ανίχνευση ενός ισοτόπου η οποία έχει αυθόρμητα αποσυντεθεί, χωρίς να προσδιορίζεται με σαφήνεια η μάζα της και ο χρόνος της ημιζωή. Ως αποτέλεσμα, η ανακάλυψη αντιμετωπίστηκε με καχυποψία.
Πέντε χρόνια αργότερα, το 1969, μια ομάδα Αμερικανών επιστημόνων στο Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Berkeley στο Μπέρκλεϋ της Καλιφόρνια, με επικεφαλής τον Ο Albert Ghiorso, είπε ότι παρείχε επαρκή στοιχεία για την ανακάλυψη του ισοτόπου 257 του στοιχείου 104, συγκρούοντας το Californium-249 με άνθρακα-12. Οι ίδιοι επιστήμονες μπόρεσαν αργότερα να παράγουν το ισότοπο 259 του στοιχείου 104. Το 1973, επιστήμονες στο Εθνικό Εργαστήριο Oak Ridge επιβεβαίωσαν ανεξάρτητα το ατομικός αριθμός 104 για το ισότοπο μάζας 257 που παράγεται στο Μπέρκλεϋ.
Τα επόμενα χρόνια ήταν μεγάλης διαμάχης μεταξύ των επιστημόνων των δύο χωρών, ώσπου, το 1985, Καθαρής και Εφαρμοσμένης Χημείας (IUPAC) και της Διεθνούς Ένωσης Καθαρής και Εφαρμοσμένης Φυσικής (IUAP) μορφή α μικτή επιτροπή εννέα επιστημόνων, που ονομάζεται Ομάδα Εργασίας Μεταγραφών (Ομάδα Εργασίας Transfermium ή TWG). Το TWG δημιουργήθηκε για να αποφασίσει ποιος ήταν πραγματικά υπεύθυνος για τις ανακαλύψεις στοιχείων που κυμαίνονται από 101 έως 112.
Ακόμα κι έτσι, οι αποφάσεις της TWG δεν ήταν πάντα αναμφισβήτητες. Στην περίπτωση του στοιχείου 104, η ομάδα εργασίας αποφάσισε ότι το Τα εύσημα πρέπει να μοιραστούν μεταξύ Σοβιετικών και Αμερικανών επιστημόνων, κάτι που δεν άρεσε καθόλου στους επιστήμονες του Μπέρκλεϊ.
Το 1991, οι Ghiorso και Seaborg, από την ομάδα του Μπέρκλεϋ, ισχυρίστηκαν ακόμη ότι η αναγνώριση του στοιχείου 104 από τους επιστήμονες της Dubna ήταν ξεκάθαρα λάθος και, σε ένα σημείο, αρνήθηκε την εγκυρότητα των συμπερασμάτων της TWG, θεωρώντας τα ως ζημία στην κοινότητα επιστημονικός.
Δεν είναι περίεργο, μέσα Στις αρχές της δεκαετίας του 1990, τα ονόματα για τα νέα στοιχεία δεν ήταν ακόμη συναίνεση.. Υπήρχαν τότε διαπραγματεύσεις με τη συμμετοχή Γερμανών, Ρώσων και Αμερικανών επιστημόνων, οι οποίες αποδείχθηκαν απογοητευμένες. Εκεί, το 1992, το γερμανικό εργαστήριο Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) πρότεινε ονόματα για τα στοιχεία 102 έως 109, βάζοντας meitnerium για το στοιχείο 104.
Ακόμα κι έτσι, ο κατάλογος, παρότι εγκωμιάστηκε, δεν έγινε αποδεκτός από τους εμπλεκόμενους επιστήμονες. Η απόφαση θα μπορούσε να ληφθεί το 1994, κατά τη διάρκεια της διάσκεψης Iupac Inorganic Compound Nomenclature Commission (CNIC). Σε αυτό, το όνομα dubnium επιλέχθηκε για το στοιχείο 104, ωστόσο, η Αμερικανική Χημική Εταιρεία υιοθέτησε, την ίδια χρονιά, το όνομα rutherfordium για το στοιχείο 104. στοιχείο 104, σε μια στιγμή απαξίωσης εκ μέρους των Αμερικανών, που ήρθαν να αμφισβητήσουν την εξουσία της IUPAC να επισημοποιήσει νέα ονόματα.
μόλις το 1997, στη γενική διάσκεψη της IUPAC στη Γενεύη, είναι αυτό Το στοιχείο 104 έγινε τελικά επίσημο ως ρουδερφόρδιο, αφού το ACS υποχώρησε στην ονοματολογία άλλων κοντινών στοιχείων.
Ασκήσεις λυμένες στο ρουθερφόρδιο
ερώτηση 1
Το Rutherfordium είναι ένα συνθετικό στοιχείο και μια από τις κύριες δυσκολίες στη μελέτη του είναι το γεγονός ότι δεν είναι δυνατή η σύνθεση μεγάλων ποσοτήτων του.
Μεταξύ των πιθανών παραγόντων που συμβάλλουν σε αυτή τη δυσκολία, μπορούμε να αναφέρουμε:
(Α) Το Rutherfordium έχει ισότοπα μεγάλης ημιζωής της τάξης των εκατομμυρίων ετών.
(Β) Το Rutherfordium διασπάται αυθόρμητα και πολύ γρήγορα, εμποδίζοντας την ανίχνευση των μακροσκοπικών ποσοτήτων του.
(Γ) Δεν υπάρχουν τεχνολογίες ικανές να συνθέσουν το rutherfordium, τα δεδομένα τους είναι αυστηρά θεωρητικά και χωρίς επιστημονική βάση.
(Δ) Οι νόμοι της χημείας δηλώνουν ότι είναι αδύνατο να συντεθούν στοιχεία των οποίων ο ατομικός αριθμός υπερβαίνει αυτόν του Lawrence, 103.
(Ε) Κατά τη σύνθεση του ρουθερφορδίου, τα ελαφρύτερα στοιχεία της ομάδας του έχουν χημική προτεραιότητα.
Απάντηση: γράμμα Β
Τα τρανσακτινιδικά στοιχεία, όπως το Rf, είναι ραδιενεργά και διασπώνται αυθόρμητα με υψηλή ταχύτητα, καθώς ο χρόνος ημιζωής τους είναι σύντομος. Έτσι, στο τέλος του πειράματος, λίγα άτομα έχουν απομείνει από το συνθετικό είδος.
Ερώτηση 2
Το 1964, ερευνητές από την Ντούμπνα ισχυρίστηκαν ότι συνέθεσαν το ισότοπο ρουθερφορδίου-260 (Z = 104). Στην περίπτωση αυτού του ισοτόπου, ποιος είναι ο αριθμός των νετρονίων;
(Α) 104
(Β) 260
(Γ) 151
(Δ) 156
(Ε) 161
Απάντηση: γράμμα Δ
Ο αριθμός των νετρόνια Το (n) μπορεί να υπολογιστεί, χρησιμοποιώντας τον μαζικό αριθμό (A) και τον ατομικό αριθμό (Z), μέσω της ακόλουθης εξίσωσης:
A = Z + n
Αντικαθιστώντας, έχουμε:
260 = 104 + n
n = 260 - 104
n = 156
πιστώσεις εικόνας
[1] τριαντάφυλλο αββάς / shutterstock
Του Stefano Araújo Novais
Καθηγητής Χημείας
