रदरफोर्ड: गुण, अधिग्रहण, इतिहास

रदरफोर्डियम परमाणु क्रमांक 104 वाला एक सिंथेटिक तत्व है, जो के समूह 4 से संबंधित है आवर्त सारणी, ट्रांसएक्टिनाइड श्रृंखला के पहले सदस्य होने के नाते। इसकी पहली पहचान 1964 से दुबना शहर की प्रसिद्ध प्रयोगशालाओं में हुई है। अन्य ट्रांसएक्टिनाइड्स की तरह, रसायन विज्ञान के इतिहास में शीत युद्ध के टुकड़े में, तत्व 104 का आधिकारिक नाम सोवियत और अमेरिकियों के बीच संघर्ष में शामिल था।

रदरफोर्डियम कोई व्यावहारिक अनुप्रयोग नहीं है, यह देखते हुए कि इसके सबसे स्थिर समस्थानिक में लगभग ढाई घंटे हाफ लाइफ. हालांकि, गैसीय प्रणालियों और समाधानों में अध्ययन समूह 4 के अन्य तत्वों जैसे कि जिरकोनियम और के साथ इसकी रासायनिक समानता साबित करते हैं। हेफ़नियम.

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रदरफोर्डियम का सारांश

• यह आवर्त सारणी के समूह 4 में स्थित एक सिंथेटिक रासायनिक तत्व है।
• इसे पहली बार 1964 में रूस के दुबना में संयुक्त परमाणु अनुसंधान संस्थान में संश्लेषित किया गया था।
• यह है एक रेडियोधर्मी तत्वदादी मा.
• अन्य ट्रांसएक्टिनाइड्स की तरह, रदरफोर्डियम कम स्थिरता से ग्रस्त है और अध्ययन के लिए काफी नमूनों को संश्लेषित करना मुश्किल है।
• अमेरिकियों और सोवियत संघ के बीच कई वर्षों के विवाद के बाद, इसका नाम केवल 1997 में आधिकारिक किया गया था।

रदरफोर्डियम गुण

• प्रतीक: आरएफ
• परमाणु संख्या: 104
• परमाणु भार: 267 घन मीटर
• इलेक्ट्रोनिक विन्यास: [आरएन] 7s² 5f¹⁴ 6डी²
• सबसे स्थिर आइसोटोप: ²⁶⁷आरएफ (2.5 ± 1.5 घंटे आधा जीवन)
• रासायनिक श्रृंखला: समूह 4, ट्रांसएक्टिनाइड्स, अतिभारी तत्व

रदरफोर्डियम की विशेषताएं

सभी ट्रांसएक्टिनाइड्स की तरह, यानी लॉरेंस (एलआर) के बाद के तत्व, रदरफोर्डियम एक रेडियोधर्मी तत्व है. इसका सबसे स्थिर आइसोटोप 2004 में पाया गया था और इसका आधा जीवन (इसकी मात्रा के लिए आवश्यक समय) रेडियो आइसोटोप आधे से गिरना) ढाई घंटे है, डेढ़ घंटे की त्रुटि के मार्जिन के साथ, कम या ज्यादा।

रदरफोर्डियम और अन्य की रासायनिक विशेषताओं को स्थापित करने में बड़ी कठिनाई ट्रांसएक्टिनाइड्स, सामान्य तौर पर, यह तथ्य है कि उत्पादन की दर कम है, या तो मात्रा में या में वेग। इन तत्वों में, उदाहरण के लिए, केवल एक ही रासायनिक रूप से मूल्यांकन करना बहुत आम है परमाणु, जो, एक तरह से, गणना के संदर्भ में अनुकूलन की आवश्यकता होती है, क्योंकि अधिकांश समीकरण एक से अधिक परमाणु वाले सिस्टम के लिए स्थापित होते हैं। इसके अलावा, अक्सर समस्थानिकों का आधा जीवन बहुत कम होता है, जो अधिक गहन अध्ययन को कठिन या असंभव भी बनाता है।

आरएफ के विशिष्ट मामले में, वैज्ञानिक पहले ही यह साबित करने में कामयाब रहे हैं कि तरल चरण में इसका व्यवहार अन्य तत्वों के समान है। हल्का समूह 4, ज़िरकोनियम और हेफ़नियम, आयन एक्सचेंज रेजिन में बाद में निष्कर्षण के साथ समाधान में फ्लोराइड के गठन के रूप में। इस व्यवहार ने आवर्त सारणी के समूह 4 में रदरफोर्डियम की उपस्थिति को मजबूत करने में मदद की।

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रदरफोर्डियम प्राप्त करना

Transactinides को अपने उत्पादन के लिए एक बड़े बुनियादी ढांचे की आवश्यकता होती है। सभी के साथ संश्लेषित किया जाता है कण त्वरकजिसमें आयनिक प्रजाति भारी तत्वों से टकराती है। इन तत्वों का पता लगाना भी सरल और सीधा नहीं है।

बनने पर, रेडियोधर्मी तत्व, अपनी प्रकृति से, अल्फा और बीटा कणों जैसे उत्सर्जन का क्षय और प्रदर्शन करना शुरू कर देता है। अक्सर इसका आकलन करना आवश्यक होता है रेडियोधर्मी क्षय एक पहेली के रूप में, इन परमाणु प्रतिक्रियाओं से उत्पन्न होने वाली परमाणु प्रजातियों की पहचान या यहां तक ​​​​कि परमाणु की पहचान भी हो सकती है।

इसे इस तथ्य में जोड़ें कि ट्रांसएक्टिनाइड आइसोटोप का आधा जीवन अक्सर कम होता है, की सीमा में सेकंड, जिससे केवल कुछ परमाणुओं या एक एकल की सीमा में एक राशि प्राप्त करना संभव हो जाता है परमाणु।

आरएफ के मामले में, इस तत्व के लिए रिपोर्ट किए गए पहले संश्लेषण में शामिल थे प्लूटोनियम समस्थानिकों का टकराव, पु, नियॉन समस्थानिक के आयनों के साथ 22, हुह।

हालांकि, रदरफोर्डियम के अन्य समस्थानिकों को टकराने वाली प्रजातियों को संशोधित करके उत्पादित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, आइसोटोप 261 ऑक्सीजन-18 और क्यूरियम-248 के बीच प्रतिक्रिया से पांच न्यूट्रॉन का उत्पादन कर सकता है।

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रदरफोर्डियम के साथ सावधानियां

चूंकि रदरफोर्डियम का उत्पादन काफी बड़े पैमाने पर भी नहीं किया जा सकता है, इसलिए इस तत्व से जुड़े जोखिम से जुड़े हुए हैं इसका प्रभाव विकिरण. हालांकि, एक नियंत्रित प्रयोगशाला में, इन जोखिमों का अनुमान लगाया जाता है और इस प्रकार कम से कम किया जाता है।

रदरफोर्डियम का इतिहास

रदरफोर्डियम ने न्यूजीलैंड के ऐतिहासिक वैज्ञानिक अर्नेस्ट रदरफोर्ड को सम्मानित किया।

1960 और 1970 के दशक में उनकी खोज की दौड़ में सभी ट्रांसएक्टिनाइड्स शामिल थे। इस प्रकरण के रूप में रिपोर्ट किया गया है तबादलों का युद्ध, का एक टुकड़ा शीत युद्ध रसायन विज्ञान के इतिहास में. वह कहे जाने के बावजूद, जो यह बताता है कि विवाद फर्मियम के बाद तत्वों पर हुआ, एक तत्व परमाणु क्रमांक 100, सीधे शामिल तत्व 104 से 109 थे, जो नए खोजे गए थे ट्रांसएक्टिनाइड्स।

रदरफोर्डियम के मामले में विवाद 1964 में शुरू हुआ था।, जब सोवियत शोधकर्ताओं ने डबनास शहर में संयुक्त परमाणु अनुसंधान संस्थान में रूस ने आयनों के साथ प्लूटोनियम -242 पर बमबारी करके तत्व 104 आइसोटोप 260 की खोज की सूचना दी नियॉन-22. लेकिन डबना के शोधकर्ताओं ने केवल एक सबूत पेश किया, जो एक आइसोटोप का पता लगाना था जो अपने द्रव्यमान और उसके समय की स्पष्ट रूप से पहचान किए बिना, स्वतः ही क्षय हो गया है हाफ लाइफ। नतीजतन, खोज को संदेह के साथ देखा गया था।

पांच साल बाद, 1969 में, कैलिफोर्निया के बर्कले में लॉरेंस बर्कले नेशनल लेबोरेटरी में अमेरिकी वैज्ञानिकों की एक टीम के नेतृत्व में अल्बर्ट घियोर्सो ने कहा कि उन्होंने कैलीफोर्नियम-249 से टकराकर तत्व 104 आइसोटोप 257 की खोज के लिए पर्याप्त सबूत उपलब्ध कराए हैं। कार्बन-12. वही वैज्ञानिक बाद में तत्व 104 के आइसोटोप 259 का उत्पादन करने में सक्षम थे। 1973 में, ओक रिज नेशनल लेबोरेटरी के वैज्ञानिकों ने स्वतंत्र रूप से पुष्टि की परमाणु संख्या बर्कले में उत्पादित द्रव्यमान 257 समस्थानिक के लिए 104।

1985 में, दोनों देशों के वैज्ञानिकों के बीच निम्नलिखित वर्षों में बहुत विवाद था, प्योर एंड एप्लाइड केमिस्ट्री (IUPAC) और इंटरनेशनल यूनियन ऑफ प्योर एंड एप्लाइड फिजिक्स (IUAP) फॉर्म ए नौ वैज्ञानिकों का मिश्रित आयोग, जिसे ट्रांसफर वर्किंग ग्रुप कहा जाता है (ट्रांसफरमियम वर्किंग ग्रुप या TWG)। TWG को यह तय करने के लिए बनाया गया था कि 101 से 112 तक के तत्वों की खोज के लिए वास्तव में कौन जिम्मेदार था।

फिर भी, TWG के निर्णय हमेशा बिना प्रश्न के नहीं थे। तत्व 104 के मामले में, कार्य समूह ने निर्णय लिया कि सोवियत और अमेरिकी वैज्ञानिकों के बीच क्रेडिट साझा किया जाना चाहिए, कुछ ऐसा जो बर्कले के वैज्ञानिकों को बिल्कुल भी पसंद नहीं आया।

1991 में, बर्कले टीम के घियोरसो और सीबोर्ग ने यहां तक ​​दावा किया कि डबना वैज्ञानिकों द्वारा तत्व 104 की पहचान की गई थी स्पष्ट रूप से गलत और, एक बिंदु पर, TWG के निष्कर्षों की वैधता से इनकार करते हुए, उन्हें समुदाय के लिए एक असहयोग मानते हुए वैज्ञानिक।

कोई आश्चर्य नहीं, में 1990 के दशक की शुरुआत में, नए तत्वों के नाम पर अभी भी आम सहमति नहीं थी।. तब जर्मन, रूसी और अमेरिकी वैज्ञानिकों को लेकर बातचीत हुई, जो निराशाजनक साबित हुई। वहां, 1992 में, जर्मन प्रयोगशाला Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) ने 102 से 109 तत्वों के लिए नाम प्रस्तावित किया, तत्व 104 के लिए meitnerium रखा।

फिर भी, सूची की प्रशंसा होने के बावजूद, इसमें शामिल वैज्ञानिकों द्वारा स्वीकार नहीं किया गया था। 1994 में Iupac Inorganic Compound Nomenclature Commission (CNIC) सम्मेलन के दौरान निर्णय लिया जा सकता था। इसमें, तत्व 104 के लिए ड्यूबनियम नाम चुना गया था, हालांकि, अमेरिकन केमिकल सोसाइटी ने उसी वर्ष, तत्व 104 के लिए रदरफोर्डियम नाम अपनाया। तत्व 104, अमेरिकियों की ओर से बदनामी के क्षण में, जो नए को औपचारिक रूप देने के लिए IUPAC के अधिकार पर सवाल उठाने आए थे names.

केवल 1997 में, जिनेवा में IUPAC महासम्मेलन में, वह है तत्व 104 को अंततः रदरफोर्डियम के रूप में आधिकारिक बना दिया गया, एसीएस द्वारा आस-पास के अन्य तत्वों के नामकरण में रास्ता देने के बाद।

रदरफोर्डियम पर हल किए गए अभ्यास

प्रश्न 1

रदरफोर्डियम एक सिंथेटिक तत्व है और इसका अध्ययन करने में मुख्य कठिनाइयों में से एक यह तथ्य है कि इसकी बड़ी मात्रा में संश्लेषित करना संभव नहीं है।

इस कठिनाई में योगदान करने वाले संभावित कारकों में, हम संकेत कर सकते हैं:

(ए) रदरफोर्डियम में लाखों वर्षों के क्रम के लंबे आधे जीवन के समस्थानिक हैं।

(बी) रदरफोर्डियम स्वचालित रूप से और बहुत तेजी से क्षय हो जाता है, इसकी मैक्रोस्कोपिक मात्रा का पता लगाने से रोकता है।

(सी) रदरफोर्डियम को संश्लेषित करने में सक्षम कोई प्रौद्योगिकियां नहीं हैं, उनका डेटा सख्ती से सैद्धांतिक और वैज्ञानिक आधार के बिना है।

(डी) रसायन विज्ञान के नियमों में कहा गया है कि उन तत्वों को संश्लेषित करना असंभव है जिनकी परमाणु संख्या लॉरेंस, 103 से अधिक है।

(ई) रदरफोर्डियम के संश्लेषण के दौरान, इसके समूह के हल्के तत्वों को रासायनिक रूप से प्राथमिकता दी जाती है।

जवाब: अक्षर बी

ट्रांसएक्टिनाइड तत्व, जैसे कि आरएफ, रेडियोधर्मी हैं और उच्च गति से स्वतः ही क्षय हो जाते हैं, क्योंकि उनका आधा जीवन छोटा होता है। इस प्रकार, प्रयोग के अंत में, सिंथेटिक प्रजातियों के कुछ परमाणु बचे हैं।

प्रश्न 2

1964 में, डबना के शोधकर्ताओं ने रदरफोर्डियम आइसोटोप-260 (Z = 104) को संश्लेषित करने का दावा किया। इस समस्थानिक की स्थिति में न्यूट्रॉनों की संख्या कितनी है?

(ए) 104

(बी) 260

(सी) 151

(डी) 156

(ई) 161

जवाब: पत्र डी

की संख्या न्यूट्रॉन (एन) की गणना निम्नलिखित समीकरण के माध्यम से द्रव्यमान संख्या (ए) और परमाणु संख्या (जेड) का उपयोग करके की जा सकती है:

ए = जेड + एन

प्रतिस्थापन, हमारे पास है:

260 = 104 + n

एन = 260 - 104

एन = 156

छवि क्रेडिट

[1] गुलाब के अब्बास / Shutterstock

स्टेफ़ानो अराउजो नोवाइस द्वारा
रसायन विज्ञान शिक्षक

स्रोत: ब्राजील स्कूल - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/rutherfordio-rf.htm