A rutherfordium egy 104-es rendszámú szintetikus elem, amely a 4. csoportjába tartozik Periódusos táblázat, amely a transzaktinid sorozat első tagja. Első észlelése 1964-ből származik, Dubna város híres laboratóriumaiban. Más transzaktinidákhoz hasonlóan a 104-es elem hivatalos neve is részt vett a szovjetek és az amerikaiak közötti konfliktusban, egy hidegháborús darabban a kémia történetében.
a rutherfordium nincs gyakorlati alkalmazása, tekintettel arra, hogy legstabilabb izotópja körülbelül két és fél óra fél élet. A gázhalmazállapotú rendszerekben és oldatokban végzett vizsgálatok azonban bizonyítják kémiai hasonlóságát a 4. csoport többi elemével, mint például a cirkónium ill. hafnium.
Olvasd el te is: Seaborgium – Glenn Seaborg tudósról elnevezett szintetikus elem
A Rutherfordium összefoglalása
- Ez egy szintetikus kémiai elem, amely a periódusos rendszer 4. csoportjában található.
- Először 1964-ben szintetizálták az oroszországi Dubna Nukleáris Kutatóintézetében.
- Ez egy radioaktív elemnagymama.
- Más transzaktinidekhez hasonlóan a rutherfordium is alacsony stabilitású, és nehéz jelentős mennyiségű mintát szintetizálni a vizsgálatokhoz.
- Nevét csak 1997-ben, az amerikaiak és a szovjetek közötti több éves vita után tették hivatalossá.
Rutherfordium tulajdonságai
- Szimbólum: Rf
- atomszám: 104
- atomtömeg: 267 c.u.s.
- Elektronikus konfiguráció: [Rn] 7s2 5f14 6d2
- a legstabilabb izotóp: 267Rf (2,5 ± 1,5 óra felezési idő)
- kémiai sorozat: 4. csoport, transzaktinidák, szupernehéz elemek
A Rutherfordium jellemzői
Mint minden transzaktinid, azaz közvetlenül a laurence utáni elemek (Lr), a rutherfordium radioaktív elem. Legstabilabb izotópját 2004-ben mutatták ki és felezési idejét (az a mennyiséghez szükséges idő). radioizotóp felére csökken) két és fél óra, másfél óra hibahatárral, többé-kevésbé.
A rutherfordium és egyéb kémiai jellemzők megállapításának nagy nehézségei A transzaktinidok általában az a tény, hogy mennyiségben vagy mennyiségben alacsony a termelés sebesség. Ezekben az elemekben például nagyon gyakori, hogy kémiailag csak egyet értékelnek atom, ami bizonyos értelemben adaptációt igényel a számítások szempontjából, mivel az egyenletek többsége egynél több atomos rendszerekre vonatkozik. Továbbá gyakran a Az izotópok felezési ideje nagyon rövid, ami az elmélyültebb tanulmányozást megnehezíti vagy akár lehetetlenné is teszi.
Az Rf konkrét esetében a tudósoknak már sikerült bebizonyítaniuk, hogy folyadékfázisban a viselkedése hasonló a többi eleméhez. könnyebb csoport 4, cirkónium és hafnium, mint a fluoridok oldatban történő képzése, majd az ioncserélő gyantákkal történő extrakció. Ez a viselkedés segített megszilárdítani a rutherfordium jelenlétét a periódusos rendszer 4. csoportjában.
Olvass te is: Új kémiai elemek – a négy hiányzó elem a 7. periódusban
Rutherfordium beszerzése
A transzaktinidák előállításához nagy infrastruktúrára van szükségük. Minden -vel szintetizálódnak részecskegyorsítók, amelyben ionos fajok ütköznek nehéz elemekkel. Ezeknek az elemeknek az észlelése sem egyszerű és egyértelmű.
Amikor kialakul, a radioaktív elem természeténél fogva bomlásnak indul, és kibocsátást, például alfa- és béta-részecskéket mutat. Gyakran fel kell mérni a radioaktív bomlás a kialakult atomról, vagy akár azonosítsa az ezekből a nukleáris reakciókból keletkező atomfajtákat, mint egy rejtvényben.
Tegyük ehhez hozzá, hogy a transzaktinid izotópok felezési ideje gyakran rövid, kb másodpercig, így csak néhány atomnyi vagy akár egyetlen atom mennyiségét lehet elérni atom.
Az Rf esetében az erre az elemre vonatkozóan közölt első szintézis a Plutónium izotópok (Pu) ütközése a 22-es neon izotóp ionjaival, Huh.
A rutherfordium más izotópjai azonban előállíthatók az ütköző fajok módosításával. Például a 261-es izotóp az oxigén-18 és a kúrium-248 reakciójával állítható elő, és öt neutron keletkezik.
Nézd meg podcastunkban: Hogyan működik a részecskegyorsító?
Óvintézkedések a Rutherfordiummal
Mivel a rutherfordiumot még jelentős mértékben sem lehet előállítani, az ezzel az elemmel kapcsolatos kockázatok a hatásai sugárzás. Egy ellenőrzött laboratóriumban azonban ezek a kockázatok előre láthatók, és így minimálisra csökkennek.
Rutherfordium története
Az 1960-as és 1970-es években minden transzaktinid részt vett a felfedezéséért folytatott versenyben. Ezt az epizódot a következőként jelentették: Átigazolások háborúja, egy darabja a Hidegháború a kémia történetében. Annak ellenére, hogy így hívják, ami azt sugallja, hogy a viták a fermium, az elem utáni elemek körül alakultak ki 100-as atomszámú, a közvetlenül érintett elemek 104 és 109 között voltak, az újonnan felfedezett transzaktinidek.
A rutherfordium esetében a vita 1964-ben kezdődött., amikor a szovjet kutatók a Dubna város Nukleáris Kutatási Közös Intézetében Oroszország a 104-es elem 260-as izotópjának felfedezéséről számolt be a plutónium-242 ionokkal történő bombázásával neon-22. De a dubnai kutatók csak egyetlen bizonyítékot mutattak be, ez egy izotóp kimutatása volt amely spontán módon bomlott, anélkül, hogy egyértelműen azonosította volna tömegét és idejét fél élet. Ennek eredményeként a felfedezést gyanakodva nézték.
Öt évvel később, 1969-ben a kaliforniai Berkeley-ben található Lawrence Berkeley Nemzeti Laboratóriumban egy amerikai tudóscsoport vezette: Albert Ghiorso azt mondta, hogy elegendő bizonyítékot szolgáltatott a 104-es elem, a 257-es izotóp felfedezésére a kalifornium-249 ütközéséből. szén-12. Ugyanezek a tudósok később elő tudták állítani a 104-es elem 259-es izotópját. 1973-ban az Oak Ridge National Laboratory tudósai egymástól függetlenül megerősítették a atomszám 104 a Berkeley-ben előállított 257-es tömegű izotóp esetében.
A következő évek nagy vitákat folytattak a két ország tudósai között, mígnem 1985-ben a a Pure and Applied Chemistry (IUPAC) és a Tiszta és Alkalmazott Fizika Nemzetközi Uniója (IUAP) forma a kilenc tudósból álló vegyes bizottság, az úgynevezett Transzfer Munkacsoport (Transfermium Working Group vagy TWG). A TWG-t azért hozták létre, hogy eldöntse, ki volt a felelős a 101-től 112-ig terjedő elemek felfedezéséért.
Ennek ellenére a TWG döntései nem mindig voltak megkérdőjelezhetetlenek. A 104-es elem esetében a munkacsoport úgy döntött, hogy a A hitelt meg kell osztani a szovjet és az amerikai tudósok között, ami a Berkeley-i tudósoknak egyáltalán nem tetszett.
1991-ben Ghiorso és Seaborg a Berkeley csapatból még azt állította, hogy a dubnai tudósok azonosították a 104-es elemet. nyilvánvalóan tévedett, és egy ponton tagadta a TWG következtetéseinek érvényességét, mivel azokat a közösség rossz szolgálatának tekintette. tudományos.
Nem csoda, be Az 1990-es évek elején az új elemek elnevezése még mindig nem volt konszenzus.. Ezután német, orosz és amerikai tudósok részvételével zajlottak a tárgyalások, amelyek csalódottnak bizonyultak. 1992-ben a német Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) laboratórium elnevezést javasolt a 102-109.
Ennek ellenére a listát, annak ellenére, hogy dicsérték, az érintett tudósok nem fogadták el. A döntés 1994-ben, az Iupac Inorganic Compound Nomenclature Commission (CNIC) konferenciáján születhetett meg. Ebben a dubnium nevet választották a 104-es elemre, azonban az American Chemical Society ugyanabban az évben a rutherfordium nevet vette fel a 104-es elemre. 104. elem, az amerikaiak hiteltelenségének pillanatában, akik megkérdőjelezték az IUPAC jogkörét az új neveket.
csak 1997-ben, a genfi IUPAC általános konferencián az A 104-es elemet végül rutherfordium néven tették hivatalossá, miután az ACS megadta magát a többi közeli elem nómenklatúrájában.
Rutherfordiumon megoldott gyakorlatok
1. kérdés
A rutherfordium szintetikus elem, és tanulmányozásának egyik fő nehézsége az, hogy nem lehet belőle nagy mennyiséget szintetizálni.
A nehézséghez hozzájáruló lehetséges tényezők közül megjelölhetjük:
(A) A Rutherfordium hosszú felezési idejű izotópjai több millió éves nagyságrendűek.
(B) A rutherfordium spontán és nagyon gyorsan bomlik, megakadályozva makroszkopikus mennyiségeinek kimutatását.
(C) Nincsenek rutherfordium szintetizálására alkalmas technológiák, adataik szigorúan elméletiek és tudományos alapot nélkülöznek.
(D) A kémia törvényei kimondják, hogy lehetetlen olyan elemeket szintetizálni, amelyek rendszáma meghaladja a Lawrence 103-at.
(E) A rutherfordium szintézise során kémiailag prioritást élveznek csoportjának könnyebb elemei.
Válasz: B betű
A transzaktinid elemek, mint például az Rf, radioaktívak és nagy sebességgel spontán bomlanak, mivel felezési idejük rövid. Így a kísérlet végén kevés atom maradt a szintetikus fajból.
2. kérdés
1964-ben a dubnai kutatók azt állították, hogy szintetizálták a rutherfordium 260-as izotópját (Z = 104). Mennyi a neutronok száma ennél az izotópnál?
(A) 104
(B) 260
(C) 151
(D) 156
(E) 161
Válasz: D betű
Száma neutronok (n) a tömegszám (A) és az atomszám (Z) felhasználásával a következő egyenlettel számítható ki:
A = Z + n
Helyettesítve a következőket kínáljuk:
260 = 104 + n
n = 260-104
n = 156
kép kreditek
[1] rózsás abbas / shutterstock
Írta: Stefano Araújo Novais
Kémia tanár
Forrás: Brazil iskola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/rutherfordio-rf.htm