THE rutherfordium je syntetický prvok s atómovým číslom 104, ktorý patrí do skupiny 4 Periodická tabuľka, ktorý je prvým členom série transaktinidov. Jeho prvá detekcia pochádza z roku 1964, v známych laboratóriách mesta Dubna. Rovnako ako iné transaktinidy, oficiálny názov prvku 104 bol zapojený do konfliktu medzi Sovietmi a Američanmi, v diele studenej vojny v histórii chémie.
rutherfordium nemá praktické využitie, vzhľadom na to, že jeho najstabilnejší izotop má asi dve a pol hodiny polovičný život. Štúdie v plynných systémoch a roztokoch však dokazujú jeho chemickú podobnosť s ostatnými prvkami skupiny 4, ako je zirkón a hafnium.
Prečítajte si tiež: Seaborgium — syntetický prvok pomenovaný po vedcovi Glennovi Seaborgovi
Zhrnutie Rutherfordium
- Je to syntetický chemický prvok nachádzajúci sa v skupine 4 periodickej tabuľky.
- Prvýkrát bol syntetizovaný v roku 1964 v Spoločnom ústave pre jadrový výskum v Dubne v Rusku.
- Je to a rádioaktívny prvokbabička.
- Rovnako ako iné transaktinidy, rutherfordium trpí nízkou stabilitou a je ťažké syntetizovať značné vzorky na štúdie.
- Jeho názov sa stal oficiálnym až v roku 1997, po niekoľkých rokoch sporov medzi Američanmi a Sovietmi.
Vlastnosti Rutherfordium
- Symbol: Rf
- atómové číslo: 104
- atómová hmotnosť: 267 c.u.s.
- Elektronická konfigurácia: [Rn] 7 s2 5f14 6d2
- najstabilnejší izotop: 267Rf (polčas rozpadu 2,5 ± 1,5 hodiny)
- chemická séria: skupina 4, transaktinidy, superťažké prvky
Vlastnosti Rutherfordium
Ako všetky transaktinidy, t.j. prvky tesne po laurence (Lr), rutherfordium je rádioaktívny prvok. Jeho najstabilnejší izotop bol zistený v roku 2004 a jeho polčas rozpadu (čas potrebný na množstvo rádioizotop pokles o polovicu) je dve a pol hodiny, s odchýlkou jeden a pol hodiny, viac alebo menej.
Veľké ťažkosti pri stanovení chemických vlastností rutherfordium a iné transaktinidov je vo všeobecnosti skutočnosť, že existuje nízka miera produkcie, či už v množstve alebo v rýchlosť. V týchto prvkoch je napríklad veľmi bežné chemicky hodnotiť iba jeden atóm, čo si istým spôsobom vyžaduje úpravy z hľadiska výpočtov, pretože väčšina rovníc je stanovená pre systémy s viac ako jedným atómom. Okrem toho, často izotopy majú veľmi krátky polčas rozpadu, čo sťažuje alebo dokonca znemožňuje hlbšie štúdium.
V konkrétnom prípade Rf sa už vedcom podarilo dokázať, že jeho správanie v kvapalnej fáze je podobné ako u iných prvkov. ľahšia skupina 4, zirkónium a hafnium, ako pri tvorbe fluoridov v roztoku s následnou extrakciou v iónomeničových živiciach. Toto správanie pomohlo upevniť prítomnosť rutherfordium v skupine 4 periodickej tabuľky.
Prečítajte si tiež: Nové chemické prvky — štyri chýbajúce prvky v 7. perióde
Získanie Rutherfordium
Transaktinidy potrebujú na svoju produkciu veľkú infraštruktúru. Všetky sú syntetizované s urýchľovače častíc, v ktorom sa iónové druhy zrážajú s ťažkými prvkami. Detekcia týchto prvkov tiež nie je jednoduchá a priamočiara.
Keď sa vytvorí, rádioaktívny prvok sa svojou povahou začne rozpadať a vykazuje emisie, ako sú častice alfa a beta. Často je potrebné posúdiť rádioaktívny rozpad z vytvoreného atómu alebo dokonca identifikovať atómové druhy, ktoré môžu vzniknúť pri týchto jadrových reakciách, ako v hádanke.
Pridajte to k tomu, že polčasy izotopov transaktinidu sú často krátke, v rozsahu sekúnd, čo umožňuje získať len množstvo v rozsahu niekoľkých atómov alebo dokonca jedného atóm.
V prípade Rf prvá syntéza uvedená pre tento prvok zahŕňala zrážka izotopov plutónia, Pu, s iónmi neónového izotopu 22, Huh.
Iné izotopy rutherfordium však možno vyrobiť modifikáciou druhov, ktoré sa zrazia. Napríklad izotop 261 môže byť produkovaný reakciou medzi kyslíkom-18 a kúriom-248, pričom vzniká päť neutrónov.
Pozrite si to v našom podcaste: Ako funguje urýchľovač častíc?
Preventívne opatrenia s Rutherfordium
Keďže rutherfordium nie je možné vyrábať ani v značnom rozsahu, riziká spojené s týmto prvkom sú spojené s účinky žiarenia. V kontrolovanom laboratóriu sú však tieto riziká predvídané, a teda minimalizované.
História Rutherfordium
Všetky transaktinidy boli zapojené do pretekov o ich objav v 60. a 70. rokoch 20. storočia. Táto epizóda je hlásená ako Vojna transferov, kúsok z Studená vojna v dejinách chémie. Napriek tomu, že sa tak nazýva, čo naznačuje, že spory nastali o prvky po fermiu, prvku atómové číslo 100, prvky priamo zahrnuté boli 104 až 109, novoobjavený transaktinidy.
V prípade rutherfordium sa spor začal v roku 1964., keď sovietski výskumníci v Spojenom ústave pre jadrový výskum v meste Dubna Rusko oznámilo objavenie izotopu 260 prvku 104 bombardovaním plutónia-242 iónmi neón-22. Výskumníci z Dubna však predložili len jeden dôkaz, ktorým bola detekcia izotopu ktorý sa spontánne rozpadol bez toho, aby jasne identifikoval jeho hmotnosť a čas polovičný život. Výsledkom bolo, že objav bol vnímaný s podozrením.
O päť rokov neskôr, v roku 1969, tím amerických vedcov z Lawrence Berkeley National Laboratory v Berkeley v Kalifornii pod vedením Albert Ghiorso povedal, že poskytol dostatočné dôkazy na objavenie izotopu 257 prvku 104 zrážkou kalifornia-249 s uhlík-12. Tí istí vedci boli neskôr schopní vyrobiť izotop 259 prvku 104. V roku 1973 vedci z Národného laboratória Oak Ridge nezávisle potvrdili atómové číslo 104 pre izotop hmoty 257 vyrobený v Berkeley.
Nasledujúce roky boli medzi vedcami z týchto dvoch krajín veľmi sporné, až kým v roku 1985 nedošlo čistej a aplikovanej chémie (IUPAC) a Medzinárodnej únie čistej a aplikovanej fyziky (IUAP) forma a zmiešaná komisia deviatich vedcov s názvom Pracovná skupina pre transfery (Transfermium Working Group alebo TWG). TWG bola vytvorená, aby rozhodla, kto bol skutočne zodpovedný za objavy prvkov v rozmedzí od 101 do 112.
Napriek tomu neboli rozhodnutia TWG vždy bez pochybností. V prípade prvku 104 pracovná skupina rozhodla, že Kredit by si mali rozdeliť sovietski a americkí vedci, čo sa vedcom z Berkeley vôbec nepáčilo.
V roku 1991 Ghiorso a Seaborg z tímu Berkeley dokonca tvrdili, že identifikácia prvku 104 dubnskými vedcami bola zjavne nesprávne a v jednom bode poprel platnosť záverov TWG, pričom ich považoval za medvediu službu pre komunitu vedecký.
Niet divu, v Začiatkom 90. rokov 20. storočia ešte neboli názvy nových prvkov konsenzus.. Potom sa uskutočnili rokovania s nemeckými, ruskými a americkými vedcami, ktoré sa ukázali ako frustrované. V roku 1992 nemecké laboratórium Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) navrhlo názvy prvkov 102 až 109, pričom pre prvok 104 vložilo meitnérium.
Napriek tomu zoznam, napriek chvále, zainteresovaní vedci neprijali. Rozhodnutie mohlo byť prijaté v roku 1994 počas konferencie Iupac Anorganic Compound Nomenclature Commission (CNIC). V ňom bol pre prvok 104 zvolený názov dubnium, avšak Americká chemická spoločnosť v tom istom roku prijala pre prvok 104 názov rutherfordium. prvok 104, vo chvíli diskreditácie zo strany Američanov, ktorí prišli spochybniť právomoc IUPAC formalizovať nové mená.
len v roku 1997, na generálnej konferencii IUPAC v Ženeve, je to prvok 104 sa nakoniec stal oficiálnym ako rutherfordium, po tom, čo ACS ustúpilo v nomenklatúre iných blízkych prvkov.
Cvičenia riešené na rutherfordium
Otázka 1
Rutherfordium je syntetický prvok a jedným z hlavných problémov pri jeho štúdiu je skutočnosť, že nie je možné syntetizovať jeho veľké množstvo.
Medzi možné faktory, ktoré prispievajú k tejto ťažkosti, môžeme uviesť:
(A) Rutherfordium má izotopy s dlhým polčasom rozpadu rádovo miliónov rokov.
(B) Rutherfordium sa rozpadá spontánne a veľmi rýchlo, čo bráni detekcii jeho makroskopických množstiev.
(C) Neexistujú žiadne technológie schopné syntetizovať rutherfordium, ich údaje sú čisto teoretické a bez vedeckého základu.
(D) Chemické zákony hovoria, že nie je možné syntetizovať prvky, ktorých atómové číslo presahuje Lawrenceovo číslo 103.
(E) Počas syntézy rutherfordium sa chemicky uprednostňujú ľahšie prvky jeho skupiny.
Odpovedzte: písmeno B
Transaktinidové prvky, ako je Rf, sú rádioaktívne a spontánne sa rozkladajú vysokou rýchlosťou, pretože ich polčas rozpadu je krátky. Na konci experimentu teda zo syntetických druhov ostalo len málo atómov.
otázka 2
V roku 1964 výskumníci z Dubna tvrdili, že syntetizovali izotop rutherfordium-260 (Z = 104). Aký je počet neutrónov v prípade tohto izotopu?
(A) 104
(B) 260
(C) 151
(D) 156
(E) 161
Odpovedzte: písmeno D
Počet neutróny (n) možno vypočítať pomocou hmotnostného čísla (A) a atómového čísla (Z) pomocou nasledujúcej rovnice:
A = Z + n
Nahradením máme:
260 = 104 + n
n = 260 - 104
n = 156
obrazové kredity
[1] ruže abbas / shutterstock
Autor: Stefano Araújo Novais
Učiteľ chémie
Zdroj: Brazílska škola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/rutherfordio-rf.htm
