TEN rutherford jest pierwiastkiem syntetycznym o liczbie atomowej 104, należącym do grupy 4 Układ okresowy pierwiastków, będąc pierwszym członkiem serii transaktynidów. Jego pierwsze wykrycie datuje się na 1964 r. w słynnych laboratoriach miasta Dubna. Podobnie jak inne transaktynowce, oficjalna nazwa pierwiastka 104 była zaangażowana w konflikt między Sowietami a Amerykanami, w artykule z czasów zimnej wojny w historii chemii.
rutherford nie ma praktycznych zastosowań, biorąc pod uwagę, że jego najbardziej stabilny izotop ma około dwie i pół godziny pół życia. Jednak badania w układach i roztworach gazowych dowodzą jego chemicznego podobieństwa z innymi pierwiastkami z grupy 4, takimi jak cyrkon i hafn.
Przeczytaj też: Seaborgium — syntetyczny pierwiastek nazwany na cześć naukowca Glenna Seaborga
Podsumowanie Rutherfordium
- Jest to syntetyczny pierwiastek chemiczny znajdujący się w grupie 4 układu okresowego.
- Po raz pierwszy został zsyntetyzowany w 1964 roku we Wspólnym Instytucie Badań Jądrowych w Dubnej w Rosji.
- To jest pierwiastek radioaktywnybabcia.
- Podobnie jak inne transaktynidy, rutherford ma niską stabilność i trudno jest zsyntetyzować znaczne próbki do badań.
- Jego nazwa została oficjalnie ogłoszona dopiero w 1997 roku, po kilku latach sporu między Amerykanami a Sowietami.
Właściwości Rutherfordu
- Symbol: Rf
- Liczba atomowa: 104
- masa atomowa: 267 j.m.
- Elektroniczna Konfiguracja: [Rn] 7s2 5f14 6d2
- najbardziej stabilny izotop: 267Rf (okres półtrwania 2,5 ± 1,5 godziny)
- seria chemiczna: grupa 4, transaktynidy, pierwiastki superciężkie
Cechy Rutherfordium
Jak wszystkie transaktynidy, czyli pierwiastki tuż po laurence (Lr), rutherfordium jest pierwiastkiem radioaktywnym. Jego najbardziej stabilny izotop został wykryty w 2004 roku, a jego okres półtrwania (czas wymagany dla ilości radioizotop spadek o połowę) wynosi dwie i pół godziny, z marginesem błędu wynoszącym mniej więcej półtorej godziny.
Ogromna trudność w ustaleniu właściwości chemicznych rutherfordu i innych transaktynidy to, ogólnie rzecz biorąc, fakt, że tempo produkcji jest niskie, zarówno pod względem ilości, jak i w prędkość. Na przykład w tych pierwiastkach bardzo często ocenia się chemicznie tylko jeden atom, co w pewnym sensie wymaga adaptacji w zakresie obliczeń, ponieważ większość równań ustalana jest dla układów z więcej niż jednym atomem. Ponadto często izotopy mają bardzo krótki okres półtrwania, co utrudnia lub wręcz uniemożliwia pogłębienie badań.
W konkretnym przypadku Rf naukowcom udało się już udowodnić, że jego zachowanie w fazie ciekłej jest podobne do innych pierwiastków. lżejsza grupa 4, cyrkon i hafn, jak w tworzeniu fluorków w roztworze z następną ekstrakcją w żywicach jonowymiennych. To zachowanie pomogło utrwalić obecność rutherfordu w grupie 4 układu okresowego.
Przeczytaj też: Nowe pierwiastki chemiczne — cztery brakujące pierwiastki w siódmym okresie
Zdobycie Rutherfordu
Do produkcji transaktynidów potrzebna jest duża infrastruktura. Wszystkie są syntetyzowane z akceleratory cząstek, w którym gatunki jonowe zderzają się z pierwiastkami ciężkimi. Wykrywanie tych elementów również nie jest proste i jednoznaczne.
Po utworzeniu pierwiastek radioaktywny ze swej natury zaczyna się rozpadać i wykazywać emisje, takie jak cząstki alfa i beta. Często konieczna jest ocena rozpad radioaktywny utworzonego atomu lub nawet zidentyfikować gatunki atomowe, które mogą powstać w wyniku tych reakcji jądrowych, jak w układance.
Dodaj to do faktu, że okresy półtrwania izotopów transaktynidów są często krótkie, w zakresie sekund, dzięki czemu możliwe jest uzyskanie tylko ilości w zakresie kilku atomów lub nawet jednego atom.
W przypadku Rf pierwsza synteza zgłoszona dla tego pierwiastka obejmowała zderzenie izotopów plutonu Pu z jonami neonu 22, Huh.
Jednak inne izotopy rutherfordu można wytwarzać poprzez modyfikację gatunków, które się zderzają. Na przykład izotop 261 można wytworzyć w reakcji tlenu-18 z kiurem-248, wytwarzając pięć neutronów.
Sprawdź to w naszym podcastie: Jak działa akcelerator cząstek?
Środki ostrożności z Rutherfordium
Ponieważ rutherfordium nie może być nawet produkowane na dużą skalę, ryzyko związane z tym pierwiastkiem jest związane z: efekty promieniowanie. Jednak w kontrolowanym laboratorium ryzyko to jest przewidywane, a tym samym minimalizowane.
Historia Rutherfordium
Wszystkie transaktyny brały udział w wyścigu o ich odkrycie w latach 60. i 70. XX wieku. Ten odcinek jest zgłaszany jako Wojna transferów, kawałek Zimna wojna w historii chemii. Pomimo tego, że tak się nazywa, co sugeruje, że spory miały miejsce po pierwiastkach po fermie, pierwiastek liczba atomowa 100, pierwiastki bezpośrednio zaangażowane to 104 do 109, nowo odkryte transaktynidy.
W przypadku rutherfordium spór rozpoczął się w 1964 roku., kiedy radzieccy badacze w Zjednoczonym Instytucie Badań Jądrowych w mieście Dubna Rosja poinformowała o odkryciu pierwiastka 104 izotopu 260 przez bombardowanie plutonu-242 jonami neon-22. Jednak badacze z Dubnej przedstawili tylko jeden dowód, którym było wykrycie izotopu która uległa samoistnemu rozkładowi, bez wyraźnego określenia jego masy i czasu pół życia. W rezultacie odkrycie było traktowane z podejrzliwością.
Pięć lat później, w 1969 roku, zespół amerykańskich naukowców z Lawrence Berkeley National Laboratory w Berkeley w Kalifornii, kierowany przez Albert Ghiorso powiedział, że dostarczył wystarczających dowodów na odkrycie pierwiastka 104 izotopu 257 poprzez zderzenie kalifornu-249 z węgiel-12. Ci sami naukowcy byli później w stanie wyprodukować izotop 259 pierwiastka 104. W 1973 roku naukowcy z Oak Ridge National Laboratory niezależnie potwierdzili, że: Liczba atomowa 104 dla masy 257 izotopu produkowanego w Berkeley.
Kolejne lata były wielkim sporem między naukowcami z obu krajów, aż w 1985 r Chemii Czystej i Stosowanej (IUPAC) oraz Międzynarodowej Unii Fizyki Czystej i Stosowanej (IUAP) formować się mieszana komisja dziewięciu naukowców, zwana Transfers Working Group (Grupa Robocza ds. Transferu lub TWG). TWG została utworzona, aby decydować, kto był faktycznie odpowiedzialny za odkrycia pierwiastków w zakresie od 101 do 112.
Mimo to decyzje TWG nie zawsze były bezdyskusyjne. W przypadku elementu 104 grupa robocza zdecydowała, że Kredyt powinien być dzielony między naukowców sowieckich i amerykańskich, coś, co w ogóle nie podobało się naukowcom z Berkeley.
W 1991 roku Ghiorso i Seaborg z zespołu Berkeley twierdzili nawet, że identyfikacja pierwiastka 104 przez naukowców z Dubna była wyraźnie błędne i, w pewnym momencie, zaprzeczył słuszności wniosków TWG, uznając je za krzywdę społeczności naukowy.
Nic dziwnego, w Na początku lat 90. nazwy nowych elementów wciąż nie były zgodne.. Toczyły się wówczas negocjacje z udziałem naukowców niemieckich, rosyjskich i amerykańskich, które okazały się sfrustrowane. Tam, w 1992 roku, niemieckie laboratorium Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) zaproponowało nazwy pierwiastków od 102 do 109, umieszczając meitnerium na pierwiastek 104.
Mimo to lista, mimo pochwał, nie została zaakceptowana przez zaangażowanych naukowców. Decyzja mogła zostać podjęta w 1994 roku podczas konferencji Komisji Nomenklatury Związków Nieorganicznych Iupac (CNIC). W nim wybrano nazwę dubnium dla pierwiastka 104, jednak Amerykańskie Towarzystwo Chemiczne przyjęło w tym samym roku nazwę rutherfordium dla pierwiastka 104. element 104, w chwili dyskredytacji ze strony Amerykanów, którzy zaczęli kwestionować uprawnienia IUPAC do sformalizowania nowego nazwy.
dopiero w 1997 roku, na konferencji generalnej IUPAC w Genewie, czy? element 104 został ostatecznie uznany za oficjalny jako rutherfordium, po tym, jak ACS ustąpił miejsca w nomenklaturze innych pobliskich elementów.
Ćwiczenia rozwiązywane na rutherfordium
Pytanie 1
Rutherford jest pierwiastkiem syntetycznym i jedną z głównych trudności w jego badaniu jest fakt, że nie można go syntetyzować w dużych ilościach.
Wśród możliwych czynników, które przyczyniają się do tej trudności, możemy wskazać:
(A) Rutherford ma izotopy o długim okresie półtrwania rzędu milionów lat.
(B) Rutherford rozpada się spontanicznie i bardzo szybko, uniemożliwiając wykrycie jego makroskopowych ilości.
(C) Nie ma technologii zdolnych do syntezy rutherfordu, ich dane są ściśle teoretyczne i nie mają podstaw naukowych.
(D) Prawa chemii mówią, że nie da się zsyntetyzować pierwiastków, których liczba atomowa przekracza liczbę Lawrence'a, 103.
(E) Podczas syntezy rutherfordu, lżejsze pierwiastki z jego grupy są traktowane priorytetowo chemicznie.
Odpowiedź: literka B
Pierwiastki transaktynowe, takie jak Rf, są radioaktywne i spontanicznie rozpadają się z dużą prędkością, ponieważ ich okres półtrwania jest krótki. Tak więc pod koniec eksperymentu z syntetycznych form pozostało niewiele atomów.
pytanie 2
W 1964 roku naukowcy z Dubnej twierdzili, że zsyntetyzowali izotop rutherfordu-260 (Z = 104). Jaka jest liczba neutronów w przypadku tego izotopu?
(A) 104
(B) 260
(C) 151
(D) 156
(E) 161
Odpowiedź: litera D
Liczba neutrony (n) można obliczyć, wykorzystując liczbę masową (A) i liczbę atomową (Z) za pomocą następującego równania:
A = Z + n
Zastępując, mamy:
260 = 104 + n
n = 260 - 104
n = 156
kredyty graficzne
[1] różany opat / żaluzja
Stefano Araújo Novais
Nauczyciel chemii
Źródło: Brazylia Szkoła - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/rutherfordio-rf.htm