ה רותרפורדיום הוא יסוד סינתטי עם מספר אטומי 104, השייך לקבוצה 4 של טבלה מחזורית, בהיותו החבר הראשון בסדרת הטרנסאקטינידים. גילויו הראשון הוא משנת 1964, במעבדות המפורסמות של העיר דובנה. כמו טרנסאקטינידים אחרים, השם הרשמי של יסוד 104 היה מעורב בסכסוך בין הסובייטים לאמריקאים, ביצירה של מלחמה קרה בהיסטוריה של הכימיה.
הרותרפורדיום אין יישומים מעשיים, בהתחשב בכך שלאיזוטופ היציב ביותר שלו יש כשעתיים וחצי של חצי חיים. עם זאת, מחקרים במערכות ותמיסות גזים מוכיחים את הדמיון הכימי שלו עם שאר היסודות מקבוצה 4, כגון זירקוניום ו הפניום.
קראו גם: סיבורגיום - יסוד סינתטי על שם המדען גלן סיבורג
סיכום של Rutherfordium
- זהו יסוד כימי סינתטי הממוקם בקבוצה 4 של הטבלה המחזורית.
- הוא סונתז לראשונה בשנת 1964 במכון המשותף למחקר גרעיני בדובנה, רוסיה.
- זה יסוד רדיואקטיביסַבתָא.
- כמו טרנסאקטינידים אחרים, רותרפורד סובל מיציבות נמוכה וקשה לסנתז דגימות ניכרות למחקרים.
- שמו הפך לרשמי רק ב-1997, לאחר כמה שנים של מחלוקת בין האמריקאים לסובייטים.
נכסי Rutherfordium
- סֵמֶל: Rf
- מספר אטומי: 104
- מסה אטומית: 267 C.u.s
- תצורה אלקטרונית: [Rn] 7 שניות2 5ו14 6ד2
- איזוטופ יציב ביותר: 267Rf (2.5 ± 1.5 שעות מחצית חיים)
- סדרה כימית: קבוצה 4, טרנסאקטינידים, יסודות סופר-כבדים
תכונות של Rutherfordium
כמו כל הטרנסאקטינידים, כלומר יסודות מיד לאחר לורנס (Lr), rutherfordium הוא יסוד רדיואקטיבי. האיזוטופ היציב ביותר שלו זוהה בשנת 2004 וזמן מחצית החיים שלו (הזמן הנדרש לכמות רדיואיזוטופ ליפול בחצי) הוא שעתיים וחצי, עם מרווח טעות של שעה וחצי, פחות או יותר.
הקושי הגדול בביסוס המאפיינים הכימיים של רותרפורד ואחרים טרנסאקטינידים היא, באופן כללי, העובדה שיש קצב ייצור נמוך, או בכמות או ב מְהִירוּת. ביסודות אלה, למשל, מקובל מאוד להעריך כימית רק יחיד אָטוֹם, שבמובן מסוים דורש התאמות מבחינת חישובים, שכן רוב המשוואות נקבעות למערכות עם יותר מאטום אחד. יתר על כן, לעתים קרובות ה לאיזוטופים יש זמן מחצית חיים קצר מאוד, מה שמקשה או אפילו בלתי אפשרי לימודים מעמיקים יותר.
במקרה הספציפי של Rf, מדענים כבר הצליחו להוכיח שהתנהגותו בשלב נוזלי דומה לזו של יסודות אחרים. קבוצה מצית 4, זירקוניום והפניום, כמו ביצירת פלואורידים בתמיסה עם מיצוי לאחר מכן בשרף חילופי יונים. התנהגות זו עזרה לגבש את הנוכחות של רותרפודיום בקבוצה 4 של הטבלה המחזורית.
קרא גם: יסודות כימיים חדשים - ארבעת היסודות החסרים בתקופה השביעית
השגת Rutherfordium
טרנסאקטינידים זקוקים לתשתית גדולה לייצורם. את כל מסונתזים עם מאיצי חלקיקים, שבהם מינים יוניים מתנגשים ביסודות כבדים. גם איתור האלמנטים הללו אינו פשוט וישיר.
כאשר נוצר, היסוד הרדיואקטיבי, מטבעו, מתחיל להתפרק ולהפגין פליטות, כגון חלקיקי אלפא ובטא. לעתים קרובות יש צורך להעריך את ריקבון רדיואקטיבי של האטום שנוצר או אפילו לזהות מינים אטומיים שעלולים להיווצר מתגובות גרעיניות אלו, כמו בפאזל.
הוסף זאת לעובדה שזמן מחצית החיים של איזוטופים טרנסאקטינידים הם לרוב קצרים, בטווח של שניות, מה שמאפשר להשיג רק כמות בטווח של כמה אטומים או אפילו בודד אָטוֹם.
במקרה של Rf, הסינתזה הראשונה שדווחה עבור אלמנט זה כללה את התנגשות של איזוטופים פלוטוניום, Pu, עם יונים של איזוטופ ניאון 22, הא.
עם זאת, ניתן לייצר איזוטופים אחרים של רותרפודיום על ידי שינוי המינים שיתנגשו. לדוגמה, איזוטופ 261 יכול להיווצר על ידי התגובה בין חמצן-18 לקוריום-248, לייצור חמישה נויטרונים.
בדוק את זה בפודקאסט שלנו: כיצד פועל מאיץ חלקיקים?
אמצעי זהירות עם Rutherfordium
מכיוון שלא ניתן אפילו לייצר רתרפורדיום בקנה מידה ניכר, הסיכונים הקשורים לאלמנט זה קשורים ל- השפעות של קְרִינָה. עם זאת, במעבדה מבוקרת, הסיכונים הללו צפויים ובכך ממוזערים.
היסטוריה של רתרפורדיום
כל הטרנסאקטינידים היו מעורבים במרוץ לגילוים בשנות ה-60 וה-70. הפרק הזה מדווח בתור מלחמת העברות, חלק מה מלחמה קרה בהיסטוריה של הכימיה. למרות שנקרא כך, מה שמרמז שהמחלוקות התרחשו על יסודות לאחר פרמיום, יסוד מספר אטומי 100, היסודות המעורבים ישירות היו 104 עד 109, החדש שהתגלה טרנסאקטינידים.
במקרה של rutherfordium, המחלוקת החלה ב-1964., כאשר חוקרים סובייטים במכון המשותף למחקר גרעיני בעיר דובנה רוסיה, דיווחה על גילוי יסוד 104 איזוטופ 260 על ידי הפצצת פלוטוניום-242 עם יונים ניאון-22. אבל חוקרי דובנא הציגו רק ראיה אחת, שהיא זיהוי איזוטופ שהתכלה באופן ספונטני, מבלי לזהות בבירור את המסה שלה ואת הזמן שלה חצי חיים. כתוצאה מכך, התגלית נתפסה בחשדנות.
חמש שנים מאוחר יותר, ב-1969, צוות של מדענים אמריקאים במעבדה הלאומית לורנס ברקלי בברקלי, קליפורניה, בראשות אלברט גיורסו, אמר שהוא סיפק ראיות מספיקות לגילוי יסוד 104 איזוטופ 257 על ידי התנגשות בקליפורניום-249 עם פחמן-12. אותם מדענים הצליחו מאוחר יותר לייצר את האיזוטופ 259 של יסוד 104. בשנת 1973, מדענים במעבדה הלאומית אוק רידג' אישרו באופן עצמאי את זה מספר אטומי 104 לאיזוטופ מסה 257 המיוצר בברקלי.
בשנים הבאות היו מחלוקת גדולה בין המדענים של שתי המדינות, עד שבשנת 1985 של כימיה טהורה ויישומית (IUPAC) והאיגוד הבינלאומי לפיזיקה טהורה ויישומית (IUAP) טופס א ועדה מעורבת של תשעה מדענים, הנקראת קבוצת העבודה של העברות (Transfermium Working Group או TWG). ה-TWG נוצר כדי להחליט מי אחראי למעשה לגילויים של אלמנטים שנעים בין 101 ל-112.
למרות זאת, החלטות ה-TWG לא תמיד היו ללא ספק. במקרה של רכיב 104, קבוצת העבודה החליטה כי קרדיט צריך להתחלק בין מדענים סובייטים ואמריקאים, משהו שמדעני ברקלי כלל לא אהבו.
בשנת 1991, Ghiorso ו-Seaborg, מצוות ברקלי, אפילו טענו שהזיהוי של יסוד 104 על ידי מדעני דובנה היה שגוי בעליל, ובשלב מסוים הכחיש את תקפות המסקנות של TWG, ורואה בהן שירות רע לקהילה מַדָעִי.
לא פלא, ב בתחילת שנות ה-90, השמות של האלמנטים החדשים עדיין לא היו קונצנזוס.. היה אז משא ומתן בהשתתפות מדענים גרמנים, רוסים ואמריקאים, שהתגלה כמתוסכל. שם, בשנת 1992, המעבדה הגרמנית Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) הציעה שמות ליסודות 102 עד 109, והציבה מיטנריום עבור יסוד 104.
למרות זאת, הרשימה, למרות שזכתה לשבחים, לא התקבלה על ידי המדענים המעורבים. ההחלטה יכולה להתקבל בשנת 1994, במהלך ועידת Iupac Inorganic Compound Nomenclature Commission (CNIC). בו נבחר השם דובניום ליסוד 104, אולם האגודה האמריקנית לכימיה אימצה, באותה שנה, את השם רותרפודיום ליסוד 104. אלמנט 104, ברגע של הכפשה מצד האמריקנים, שבאו להטיל ספק בסמכותה של ה-IUPAC להכשיר חדש שמות.
רק ב-1997, בוועידה הכללית של IUPAC בז'נבה, זה אלמנט 104 הפך לבסוף לרשמי כ-rutherfordium, לאחר שה-ACS פינה את מקומו במינוח של אלמנטים סמוכים אחרים.
תרגילים שנפתרו ב-rutherfordium
שאלה 1
Rutherfordium הוא יסוד סינטטי ואחד הקשיים העיקריים בלימודו הוא העובדה שלא ניתן לסנתז כמויות גדולות ממנו.
בין הגורמים האפשריים התורמים לקושי זה, אנו יכולים לציין:
(א) לרותרפודיום יש איזוטופים ארוכים של מחצית חיים בסדר גודל של מיליוני שנים.
(ב) Rutherfordium מתפרק באופן ספונטני ומהיר מאוד, ומונע זיהוי של הכמויות המקרוסקופיות שלו.
(ג) אין טכנולוגיות המסוגלות לסנתז רותרפודיום, הנתונים שלהן הם תיאורטיים לחלוטין וללא בסיס מדעי.
(ד) חוקי הכימיה קובעים שאי אפשר לסנתז יסודות שמספרם האטומי עולה על זה של לורנס, 103.
(ה) במהלך הסינתזה של רותרפורדיום, יסודות קלים יותר מקבוצתו מקבלים עדיפות כימית.
תשובה: אות ב
יסודות טרנסאקטינידים, כגון Rf, הם רדיואקטיביים ומתפרקים באופן ספונטני במהירות גבוהה, מכיוון שזמן מחצית החיים שלהם קצר. כך, בסוף הניסוי, נותרו מעט אטומים מהמינים הסינתטיים.
שאלה 2
בשנת 1964, חוקרים מדובנה טענו שסנתזו את האיזוטופ-260 של רותרפורדיום (Z = 104). במקרה של איזוטופ זה, מה מספר הנייטרונים?
(א) 104
(ב) 260
(ג) 151
(ד) 156
(ה) 161
תשובה: האות ד
מספר ה נויטרונים (n) ניתן לחשב, באמצעות מספר המסה (A) והמספר האטומי (Z), באמצעות המשוואה הבאה:
A = Z + n
מחליף, יש לנו:
260 = 104 + n
n = 260 - 104
n = 156
קרדיט תמונה
[1] ורד עבאס / shutterstock
מאת סטפנו אראוחו נובאיס
מורה לכימיה
מָקוֹר: בית ספר ברזיל - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/rutherfordio-rf.htm