THE rutherfordium on synteettinen alkuaine, jonka atominumero on 104 ja joka kuuluu ryhmään 4 Jaksollinen järjestelmä, joka on transaktinidisarjan ensimmäinen jäsen. Sen ensimmäinen havaitseminen on vuodelta 1964 Dubnan kaupungin kuuluisissa laboratorioissa. Kuten muutkin transaktinidit, alkuaineen 104 virallinen nimi oli osallisena Neuvostoliiton ja amerikkalaisten välisessä konfliktissa kylmän sodan kemian historiassa.
rutherfordium ei ole käytännön sovellutuksia, koska sen stabiilimmalla isotoopilla on noin kaksi ja puoli tuntia puolikas elämä. Kaasumaisissa järjestelmissä ja liuoksissa tehdyt tutkimukset osoittavat kuitenkin sen kemiallisen samankaltaisuuden ryhmän 4 muiden alkuaineiden, kuten zirkoniumin ja hafnium.
Lue myös: Seaborgium - synteettinen alkuaine, joka on nimetty tiedemies Glenn Seaborgin mukaan
Yhteenveto Rutherfordiumista
- Se on synteettinen kemiallinen alkuaine, joka sijaitsee jaksollisen järjestelmän ryhmässä 4.
- Se syntetisoitiin ensimmäisen kerran vuonna 1964 Joint Institute for Nuclear Researchissa Dubnassa, Venäjällä.
- Se on a radioaktiivinen elementtiisoäiti.
- Kuten muutkin transaktinidit, rutherfordium kärsii alhaisesta stabiilisuudesta ja on vaikea syntetisoida merkittäviä näytteitä tutkimuksia varten.
- Sen nimi tehtiin viralliseksi vasta vuonna 1997, useiden vuosien kiistan jälkeen amerikkalaisten ja Neuvostoliiton välillä.
Rutherfordiumin ominaisuudet
- Symboli: Rf
- atominumero: 104
- atomimassa: 267 c.u.s.
- Sähköinen konfigurointi: [Rn] 7s2 5f14 6d2
- stabiilin isotooppi: 267Rf (2,5 ± 1,5 tunnin puoliintumisaika)
- kemiallinen sarja: ryhmä 4, transaktinidit, erittäin raskaat alkuaineet
Älä lopeta nyt... Mainoksen jälkeen on muutakin ;)
Rutherfordiumin ominaisuudet
Kuten kaikki transaktinidit, eli alkuaineet juuri laurencen jälkeen (Lr), rutherfordium on radioaktiivinen alkuaine. Sen stabiilin isotooppi havaittiin vuonna 2004 ja sen puoliintumisaika (aika, joka tarvitaan radioisotooppi pudota puoleen) on kaksi ja puoli tuntia, ja virhemarginaali on puolitoista tuntia, enemmän tai vähemmän.
Suuret vaikeudet rutherfordiumin ja muiden kemiallisten ominaisuuksien määrittämisessä transaktinidit ovat yleensä sitä, että tuotanto on alhainen, joko määrällisesti tai määrällisesti nopeus. Esimerkiksi näissä elementeissä on hyvin yleistä arvioida kemiallisesti vain yhtä atomi, joka tavallaan vaatii mukautuksia laskelmien suhteen, koska suurin osa yhtälöistä on laadittu järjestelmille, joissa on useampi kuin yksi atomi. Lisäksi usein isotoopeilla on hyvin lyhyet puoliintumisajat, mikä tekee syvällisemmistä tutkimuksista vaikeaa tai jopa mahdotonta.
Rf: n erityistapauksessa tutkijat ovat jo onnistuneet todistamaan, että sen käyttäytyminen nestefaasissa on samanlaista kuin muiden alkuaineiden. kevyempi ryhmä 4, zirkonium ja hafnium, kuten fluoridien muodostamisessa liuoksessa ja sen jälkeen uuttamalla ioninvaihtohartseissa. Tämä käyttäytyminen auttoi vahvistamaan rutherfordiumin esiintymistä jaksollisen järjestelmän ryhmässä 4.
Lue myös: Uudet kemialliset alkuaineet – neljä puuttuvaa alkuainetta 7. jaksolla
Rutherfordiumin hankkiminen
Transaktinidit tarvitsevat laajan infrastruktuurin tuotantoaan. Kaikki kanssa syntetisoidaan hiukkaskiihdyttimiä, jossa ioniset lajit törmäävät raskaiden alkuaineiden kanssa. Näiden elementtien havaitseminen ei myöskään ole yksinkertaista ja suoraviivaista.
Muodostuessaan radioaktiivinen alkuaine alkaa luonteeltaan hajota ja aiheuttaa päästöjä, kuten alfa- ja beetahiukkasia. Usein on tarpeen arvioida radioaktiivinen hajoaminen muodostuneesta atomista tai jopa tunnistaa atomilajeja, jotka voivat syntyä näistä ydinreaktioista, kuten palapelissä.
Lisää tämä siihen tosiasiaan, että transaktinidisotooppien puoliintumisajat ovat usein lyhyitä, noin sekuntia, jolloin on mahdollista saada vain muutaman atomin tai jopa yhden atomin määrä atomi.
Rf: n tapauksessa ensimmäinen tälle elementille raportoitu synteesi sisälsi plutonium-isotooppien, Pu, törmäys neon-isotoopin 22 ionien kanssa, Huh.
Muita rutherfordiumin isotooppeja voidaan kuitenkin tuottaa muokkaamalla törmääviä lajeja. Esimerkiksi isotooppi 261 voidaan tuottaa happi-18:n ja curium-248:n välisellä reaktiolla, jolloin syntyy viisi neutronia.
Katso se podcastistamme: Kuinka hiukkaskiihdytin toimii?
Varotoimet Rutherfordiumin kanssa
Koska rutherfordiumia ei voida valmistaa edes suuressa mittakaavassa, tähän elementtiin liittyvät riskit liittyvät vaikutukset säteilyä. Valvotussa laboratoriossa nämä riskit kuitenkin ennakoidaan ja siten minimoidaan.
Rutherfordiumin historia
Kaikki transaktinidit osallistuivat löytökilpailuun 1960- ja 1970-luvuilla. Tämä jakso on raportoitu nimellä Siirtojen sota, osa Kylmä sota kemian historiassa. Huolimatta siitä, että sitä kutsutaan sellaiseksi, mikä viittaa siihen, että kiistat tapahtuivat alkuaineista fermiumin, alkuaineen, jälkeen atominumero 100, suoraan mukana olevat alkuaineet olivat 104-109, vasta löydetty transaktinidit.
Rutherfordiumin tapauksessa kiista alkoi vuonna 1964., kun Neuvostoliiton tutkijat Joint Institute for Nuclear Researchissa Dubnan kaupungissa Venäjä ilmoitti alkuaineen 104 isotoopin 260 löytämisestä pommittamalla plutonium-242:ta ioneilla neon-22. Mutta Dubnan tutkijat esittivät vain yhden todisteen, joka oli isotoopin havaitseminen joka on spontaanisti rappeutunut, ilman että sen massaa ja syntymisaikaa on selvästi tunnistettu puolikas elämä. Tämän seurauksena löytöä suhtauduttiin epäilevästi.
Viisi vuotta myöhemmin, vuonna 1969, amerikkalaisten tutkijoiden ryhmä Lawrence Berkeleyn kansallisessa laboratoriossa Berkeleyssä, Kaliforniassa, johtama Albert Ghiorso sanoi esittäneensä riittävästi todisteita alkuaineen 104 isotoopin 257 löydöstä törmäämällä kalifornium-249:ään hiili-12. Samat tutkijat pystyivät myöhemmin tuottamaan alkuaineen 104 isotoopin 259. Vuonna 1973 Oak Ridge National Laboratoryn tutkijat vahvistivat itsenäisesti atominumero 104 Berkeleyssä tuotetun massan 257 isotoopille.
Seuraavat vuodet olivat suuria kiistoja kahden maan tutkijoiden välillä, kunnes vuonna 1985 Pure and Applied Chemistry (IUPAC) ja Kansainvälinen puhtaan ja sovelletun fysiikan liit (IUAP) muoto a yhdeksän tiedemiehen sekakomitea, nimeltään Transfers Working Group (Transfermium Working Group tai TWG). TWG perustettiin päättämään, kuka itse asiassa oli vastuussa elementtien 101-112 löydöistä.
Silti teknisen työryhmän päätökset eivät aina olleet kyseenalaisia. Elementin 104 tapauksessa työryhmä päätti, että Luotto pitäisi jakaa Neuvostoliiton ja Amerikan tiedemiesten kesken, josta Berkeleyn tiedemiehet eivät pitäneet ollenkaan.
Vuonna 1991 Ghiorso ja Seaborg Berkeleyn tiimistä väittivät jopa, että Dubnan tutkijat tunnistivat elementin 104. selvästi väärässä ja jossain vaiheessa kielsi TWG: n päätelmien pätevyyden pitäen niitä karhunpalveluksena yhteisölle tieteellinen.
Ei ihme, sisään 1990-luvun alussa uusien elementtien nimet eivät olleet vielä yksimielisiä.. Sitten käytiin neuvotteluja saksalaisten, venäläisten ja amerikkalaisten tutkijoiden kanssa, jotka osoittautuivat turhautuneiksi. Siellä vuonna 1992 saksalainen laboratorio Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) ehdotti nimiä elementeille 102-109 ja asetti elementille 104 meitneriumin.
Siitä huolimatta tutkijat eivät hyväksyneet luetteloa, vaikka sitä kehuttiin. Päätös voitiin tehdä vuonna 1994 Iupac Inorganic Compound Nomenclature Commissionin (CNIC) konferenssissa. Siinä elementille 104 valittiin nimi dubnium, mutta American Chemical Society otti samana vuonna käyttöön rutherfordium-nimen elementille 104. elementti 104, amerikkalaisten epäluottamuksen hetkellä, jotka tulivat kyseenalaistamaan IUPAC: n valtuudet virallistaa uusia nimet.
vasta vuonna 1997, IUPAC: n yleiskonferenssissa Genevessä, on se elementti 104 tehtiin lopulta viralliseksi rutherfordiumiksi, kun ACS väistyi muiden lähellä olevien elementtien nimikkeistössä.
Harjoitukset ratkaistu rutherfordiumilla
Kysymys 1
Rutherfordium on synteettinen alkuaine ja yksi suurimmista vaikeuksista sen tutkimisessa on se, että sitä ei ole mahdollista syntetisoida suuria määriä.
Mahdollisista tähän vaikeuteen vaikuttavista tekijöistä voimme mainita:
(A) Rutherfordiumilla on pitkät puoliintumisajat, miljoonien vuosien luokkaa.
(B) Rutherfordium hajoaa spontaanisti ja erittäin nopeasti, mikä estää sen makroskooppisten määrien havaitsemisen.
(C) Rutherfordiumin syntetisoimiseksi ei ole olemassa teknologioita, joiden tiedot ovat tiukasti teoreettisia ja ilman tieteellistä perustaa.
(D) Kemian lait sanovat, että on mahdotonta syntetisoida alkuaineita, joiden atomiluku on suurempi kuin Lawrence, 103.
(E) Rutherfordiumin synteesin aikana sen ryhmän kevyemmät alkuaineet asetetaan kemiallisesti etusijalle.
Vastaa: B-kirjain
Transaktinidielementit, kuten Rf, ovat radioaktiivisia ja hajoavat spontaanisti suurella nopeudella, koska niiden puoliintumisaika on lyhyt. Siten kokeen lopussa synteettisistä lajeista on jäljellä vain vähän atomeja.
kysymys 2
Vuonna 1964 Dubnan tutkijat väittivät syntetisoineen rutherfordium-isotoopin 260 (Z = 104). Mikä on neutronien lukumäärä tämän isotoopin tapauksessa?
(A) 104
(B) 260
(C) 151
(D) 156
(E) 161
Vastaa: kirjain D
Lukumäärä neutroneja (n) voidaan laskea käyttämällä massalukua (A) ja atomilukua (Z) seuraavan yhtälön avulla:
A = Z + n
Sen sijaan meillä on:
260 = 104 + n
n = 260 - 104
n = 156
kuvan krediittejä
[1] ruusuinen abbas / shutterstock
Kirjailija: Stefano Araújo Novais
Kemian opettaja
