Rutherfordas: savybės, įsigijimas, istorija

THE rutherfordiumas yra sintetinis elementas, kurio atominis numeris 104, priklausantis 4 grupei Periodinė elementų lentelė, kuris yra pirmasis transaktinidų serijos narys. Pirmasis jo aptikimas datuojamas 1964 m. garsiosiose Dubnos miesto laboratorijose. Kaip ir kiti transaktinidai, oficialus 104 elemento pavadinimas buvo susijęs su sovietų ir amerikiečių konfliktu, šaltojo karo kūriniu chemijos istorijoje.

rutherfordiumas neturi praktinio pritaikymo, atsižvelgiant į tai, kad jo stabiliausias izotopas turi maždaug dvi su puse valandos pusė gyvenimo. Tačiau dujinių sistemų ir tirpalų tyrimai įrodo jo cheminį panašumą su kitais 4 grupės elementais, tokiais kaip cirkonis ir hafnis.

Taip pat skaitykite: Seaborgium - sintetinis elementas, pavadintas mokslininko Glenno Seaborgo vardu

Rutherfordium santrauka

  • Tai sintetinis cheminis elementas, esantis 4 periodinės lentelės grupėje.
  • Pirmą kartą jis buvo susintetintas 1964 m. Jungtiniame branduolinių tyrimų institute Dubnoje, Rusijoje.
  • Tai yra radioaktyvusis elementasmočiutė.
  • Kaip ir kiti transaktinidai, rutherfordium turi mažą stabilumą ir sunku susintetinti didelius mėginius tyrimams.
  • Jos pavadinimas oficialiai paskelbtas tik 1997 m., po kelerius metus trukusio amerikiečių ir sovietų ginčo.

Rutherfordium savybės

  • Simbolis: Rf
  • atominis skaičius: 104
  • atominė masė: 267 c.u.s.
  • Elektroninė konfigūracija: [Rn] 7s2 5f14 6d2
  • stabiliausias izotopas: 267Rf (2,5 ± 1,5 valandos pusinės eliminacijos laikas)
  • cheminė serija: 4 grupė, transaktinidai, supersunkieji elementai

Rutherfordium savybės

Kaip ir visi transaktinidai, t.y. elementai iškart po laurenso (Lr), rutherfordium yra radioaktyvus elementas. Stabiliausias jo izotopas buvo aptiktas 2004 m. ir jo pusinės eliminacijos laikas (laikas, reikalingas radioizotopas kritimas per pusę) yra dvi su puse valandos, o paklaida yra pusantros valandos, daugiau ar mažiau.

Didelis sunkumas nustatant ruterfordžio ir kitų chemines savybes transaktinidai apskritai yra tai, kad yra mažas gamybos lygis tiek kiekiu, tiek kiekiu greitis. Pavyzdžiui, šiuose elementuose labai įprasta chemiškai įvertinti tik vieną atomas, kuri tam tikra prasme reikalauja pritaikymų skaičiavimų požiūriu, nes dauguma lygčių yra nustatytos sistemoms, turinčioms daugiau nei vieną atomą. Be to, dažnai izotopų pusinės eliminacijos laikas yra labai trumpas, todėl nuodugnesni tyrimai tampa sudėtingi arba net neįmanomi.

Konkrečiu Rf atveju mokslininkams jau pavyko įrodyti, kad jo elgesys skystoje fazėje yra panašus į kitų elementų elgesį. 4 žiebtuvėlis, cirkonis ir hafnis, kaip fluoridų susidarymas tirpale ir vėliau ekstrahuojamas jonų mainų dervomis. Šis elgesys padėjo sustiprinti rutherfordium buvimą 4 periodinės lentelės grupėje.

Taip pat skaitykite: Nauji cheminiai elementai – keturi trūkstami elementai 7-ajame periode

Rutherfordium gavimas

Transaktinidams gaminti reikalinga didelė infrastruktūra. Visi yra sintetinami su dalelių greitintuvai, kuriame joninės rūšys susiduria su sunkiais elementais. Šių elementų aptikimas taip pat nėra paprastas ir nesudėtingas.

Susidaręs radioaktyvusis elementas dėl savo prigimties pradeda irti ir išskiria emisijas, tokias kaip alfa ir beta dalelės. Dažnai reikia įvertinti radioaktyvusis skilimas susidariusio atomo ar net nustatyti atomų rūšis, kurios gali atsirasti dėl šių branduolinių reakcijų, kaip dėlionėje.

Pridėkite tai prie to, kad transaktinidų izotopų pusinės eliminacijos laikas dažnai yra trumpas, maždaug sekundžių, todėl galima gauti tik kelių atomų ar net vieno kiekį atomas.

Rf atveju pirmoji šio elemento sintezė buvo susijusi su Plutonio izotopų Pu susidūrimas su neono izotopo 22 jonais, Huh.

Plutonio izotopų reakcija su neoniniais izotopais, kad susidarytų ruterfordis

Tačiau modifikuojant rūšis, kurios susidurs, gali būti pagaminti kiti ruterfordžio izotopai. Pavyzdžiui, izotopas 261 gali susidaryti vykstant reakcijai tarp deguonies-18 ir kurio-248, gaminant penkis neutronus.

Reakcija tarp deguonies-18 ir curium-248, kad susidarytų ruterfordis

Patikrinkite tai mūsų podcast'e: Kaip veikia dalelių greitintuvas?

Atsargumo priemonės naudojant Rutherfordium

Kadangi rutherfordiumas net negali būti gaminamas dideliu mastu, su šiuo elementu susijusi rizika yra susijusi su poveikis radiacija. Tačiau kontroliuojamoje laboratorijoje ši rizika yra numatoma ir sumažinama iki minimumo.

Rutherfordium istorija

Ernesto Rutherfordo portretas
Rutherfordium pagerbia istorinį Naujosios Zelandijos mokslininką Ernestą Rutherfordą.

Visi transaktinidai dalyvavo lenktynėse dėl jų atradimo septintajame ir aštuntajame dešimtmečiuose. Šis epizodas pranešamas kaip Perėjimų karas, dalis Šaltasis karas chemijos istorijoje. Nepaisant to, kad jis taip vadinamas, o tai rodo, kad ginčai kilo dėl elementų po fermio, elemento atominis skaičius 100, tiesiogiai susiję elementai buvo nuo 104 iki 109, naujai atrasti transaktinidai.

Dėl ruterfordžio ginčas prasidėjo 1964 m., kai sovietų mokslininkai Jungtiniame branduolinių tyrimų institute Dubnos mieste Rusija pranešė apie elemento 104 izotopo 260 atradimą bombarduojant plutonį-242 jonais neoninis-22. Tačiau Dubnos tyrinėtojai pateikė tik vieną įrodymą – izotopo aptikimą kuris spontaniškai sunyko, aiškiai nenustačius jo masės ir laiko pusė gyvenimo. Dėl to į atradimą buvo žiūrima įtariai.

Po penkerių metų, 1969 m., Amerikos mokslininkų komanda Lawrence'o Berkeley nacionalinėje laboratorijoje Berklyje, Kalifornijoje, vadovaujama Albertas Ghiorso sakė pateikęs pakankamai įrodymų, leidžiančių atrasti elemento 104 izotopą 257 susidūrus su kaliforniu-249. anglis-12. Tie patys mokslininkai vėliau sugebėjo pagaminti 104 elemento izotopą 259. 1973 m. Oak Ridge nacionalinės laboratorijos mokslininkai nepriklausomai patvirtino atominis skaičius 104 257 masės izotopui, pagamintam Berklyje.

Vėlesni metai buvo didžiuliai ginčai tarp abiejų šalių mokslininkų, kol 1985 m grynosios ir taikomosios chemijos (IUPAC) ir Tarptautinės grynosios ir taikomosios fizikos sąjungos (IUAP) forma a mišri devynių mokslininkų komisija, vadinama Perkėlimų darbo grupe (Transfermium Working Group arba TWG). TWG buvo sukurta siekiant nuspręsti, kas iš tikrųjų buvo atsakingas už elementų nuo 101 iki 112 atradimus.

Nepaisant to, TDG sprendimai ne visada buvo neabejotini. 104 elemento atveju darbo grupė nusprendė, kad Paskolas turėtų dalytis sovietų ir amerikiečių mokslininkai, kas Berklio mokslininkams visiškai nepatiko.

1991 m. Ghiorso ir Seaborg iš Berklio komandos netgi teigė, kad Dubnos mokslininkai identifikavo 104 elementą. aiškiai neteisingas ir vienu metu paneigė TDG išvadų pagrįstumą, laikydamas jas meškos paslauga bendruomenei mokslinis.

Nenuostabu, kad Dešimtojo dešimtmečio pradžioje naujų elementų pavadinimai vis dar nebuvo vieningi.. Tada vyko derybos, kuriose dalyvavo vokiečių, rusų ir amerikiečių mokslininkai, kurios pasirodė nusivylusios. 1992 m. Vokietijos laboratorija Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) pasiūlė 102–109 elementų pavadinimus ir 104 elementui suteikė meitnerium.

Nepaisant to, šis sąrašas, nors ir buvo giriamas, nebuvo priimtas dalyvaujančių mokslininkų. Sprendimas galėjo būti priimtas 1994 m., per Iupac neorganinių junginių nomenklatūros komisijos (CNIC) konferenciją. Jame 104 elementui buvo pasirinktas pavadinimas dubnium, tačiau tais pačiais metais Amerikos chemijos draugija priėmė elemento 104 pavadinimą rutherfordium. 104 elementas, amerikiečių diskreditavimo akimirką, suabejojusių IUPAC įgaliojimu įforminti naujus vardai.

tik 1997 m, IUPAC generalinėje konferencijoje Ženevoje, yra tai 104 elementas pagaliau buvo oficialiai paskelbtas kaip rutherfordium, po to, kai ACS užleido vietą kitų netoliese esančių elementų nomenklatūroje.

Pratimai, atlikti ant rutherfordium

Klausimas 1

Rutherfordium yra sintetinis elementas ir vienas iš pagrindinių sunkumų jį tiriant yra tai, kad neįmanoma susintetinti didelio jo kiekio.

Tarp galimų veiksnių, prisidedančių prie šio sunkumo, galime nurodyti:

(A) Rutherfordium izotopų pusinės eliminacijos laikas yra milijonai metų.

(B) Rutherfordium suyra spontaniškai ir labai greitai, neleidžiant aptikti jo makroskopinių kiekių.

(C) Nėra technologijų, galinčių sintetinti rutherfordiumą, jų duomenys yra griežtai teoriniai ir be mokslinio pagrindo.

(D) Chemijos dėsniai teigia, kad neįmanoma susintetinti elementų, kurių atominis skaičius viršija Lawrence, 103, skaičių.

(E) Rutherfordium sintezės metu lengvesni jo grupės elementai yra chemiškai pirmenybę teikiantys.

Atsakyti: raidė B

Transaktinidiniai elementai, tokie kaip Rf, yra radioaktyvūs ir spontaniškai suyra dideliu greičiu, nes jų pusinės eliminacijos laikas yra trumpas. Taigi, eksperimento pabaigoje iš sintetinių rūšių liko nedaug atomų.

2 klausimas

1964 metais Dubnos tyrinėtojai teigė, kad susintetino ruterfordžio izotopą-260 (Z = 104). Koks yra šio izotopo neutronų skaičius?

(A) 104

(B) 260

(C) 151

(D) 156

(E) 161

Atsakyti: raidė D

Skaičius neutronų (n) gali būti apskaičiuojamas naudojant masės skaičių (A) ir atominį skaičių (Z) pagal šią lygtį:

A = Z + n

Pakeisdami turime:

260 = 104 + n

n = 260–104

n = 156

vaizdo kreditai

[1] rožių abas / shutterstock

Autorius Stefano Araújo Novais
Chemijos mokytojas

Šaltinis: Brazilijos mokykla - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/rutherfordio-rf.htm

3 ženklai, kurie greičiausiai sulaužys jūsų pasitikėjimą ir pažadus

Kai kurie žmonės linkę į pažadus žiūrėti labai rimtai. Todėl turėkite pasitikėti kas nors sulaužy...

read more

5 turite teises ir galbūt net nežinote, kad jos egzistuoja

Informacijos trūkumas, deja, yra kažkas, kas būdinga daugumos žmonių gyvenimui. Įprasta, kad braz...

read more

Kiek kainuoja atidaryti Kopenhagos franšizę ir kiek tai kainuoja?

Per atminimo datas Kopenhaga tampa kone privaloma stotele nusipirkti suvenyrą, kurį padovanoti ka...

read more