THE rutherfordij je sintetični element z atomsko številko 104, ki spada v skupino 4 Periodični sistem, ki je prvi član serije transaktinidov. Njegovo prvo odkritje sega v leto 1964 v znamenitih laboratorijih mesta Dubna. Tako kot drugi transaktinidi je bilo uradno ime elementa 104 vpleteno v konflikt med Sovjeti in Američani, v delu hladne vojne v zgodovini kemije.
rutherfordij nima praktične uporabe, glede na to, da ima njegov najbolj stabilen izotop približno dve uri in pol polovično življenje. Vendar pa študije plinastih sistemov in raztopin dokazujejo njegovo kemijsko podobnost z drugimi elementi skupine 4, kot sta cirkonij in hafnij.
Preberite tudi: Seaborgium — sintetični element, poimenovan po znanstveniku Glennu Seaborgu
Povzetek Rutherfordiuma
- Je sintetični kemični element, ki se nahaja v skupini 4 periodnega sistema.
- Prvič je bil sintetiziran leta 1964 na Skupnem inštitutu za jedrske raziskave v Dubni v Rusiji.
- Je radioaktivni elementbabica.
- Tako kot drugi transaktinidi ima tudi rutherfordij nizko stabilnost in je težko sintetizirati znatne vzorce za študije.
- Njegovo ime je postalo uradno šele leta 1997, po več letih spora med Američani in Sovjeti.
Lastnosti Rutherfordija
- Simbol: Rf
- atomsko število: 104
- atomska masa: 267 c.u.s.
- Elektronska konfiguracija: [Rn] 7s2 5f14 6d2
- najbolj stabilen izotop: 267Rf (2,5 ± 1,5 ure razpolovni čas)
- kemična serija: skupina 4, transaktinidi, supertežki elementi
Značilnosti Rutherfordiuma
Kot vsi transaktinidi, torej elementi takoj po laurence (Lr), tudi rutherfordij je radioaktivni element. Njegov najbolj stabilen izotop je bil odkrit leta 2004 in njegova razpolovna doba (čas, potreben za količino radioizotop padec za polovico) je dve uri in pol, z odstopanjem od ene ure in pol, več ali manj.
Velike težave pri ugotavljanju kemičnih lastnosti rutherfordija in drugih transaktinidi je na splošno dejstvo, da obstaja nizka stopnja proizvodnje, bodisi v količini bodisi v hitrost. Pri teh elementih je na primer zelo običajno, da se kemično ovrednoti samo en sam atom, kar na nek način zahteva prilagoditve v smislu izračunov, saj je večina enačb vzpostavljenih za sisteme z več kot enim atomom. Poleg tega pogosto izotopi imajo zelo kratko razpolovno dobo, kar otežuje ali celo onemogoča poglobljene študije.
V konkretnem primeru Rf so znanstveniki že uspeli dokazati, da je njegovo obnašanje v tekoči fazi podobno kot pri drugih elementih. lažja skupina 4, cirkonij in hafnij, kot pri tvorbi fluoridov v raztopini z naknadno ekstrakcijo v ionsko izmenjevalnih smolah. To vedenje je pomagalo utrditi prisotnost rutherfordija v skupini 4 periodične tabele.
Preberite tudi: Novi kemični elementi — štirje manjkajoči elementi v 7. obdobju
Pridobivanje Rutherfordija
Transaktinidi potrebujejo veliko infrastrukturo za svojo proizvodnjo. vse se sintetizirajo z pospeševalniki delcev, pri katerem ionske vrste trčijo s težkimi elementi. Odkrivanje teh elementov tudi ni preprosto in preprosto.
Ko nastane, se radioaktivni element po svoji naravi začne razpadati in oddajati emisije, kot so alfa in beta delci. Pogosto je treba oceniti radioaktivni razpad nastalega atoma ali celo identificirati atomske vrste, ki lahko nastanejo zaradi teh jedrskih reakcij, kot v uganki.
Dodajte to dejstvu, da je razpolovna doba izotopov transaktinidov pogosto kratka, v območju od sekundah, zaradi česar je mogoče pridobiti le količino v območju nekaj atomov ali celo enega atom.
V primeru Rf je prva sinteza, o kateri so poročali za ta element, vključevala trk izotopov plutonija, Pu, z ioni neonskega izotopa 22, Huh.
Vendar pa lahko s spreminjanjem vrste, ki bo trčila, proizvedemo druge izotope rutherfordija. Na primer, izotop 261 se lahko proizvede z reakcijo med kisikom-18 in kurijem-248, pri čemer nastane pet nevtronov.
Preverite v našem podcastu: Kako deluje pospeševalnik delcev?
Previdnostni ukrepi pri uporabi zdravila Rutherfordium
Ker rutherfordija niti ni mogoče proizvesti v velikem obsegu, so tveganja, povezana s tem elementom, povezana z učinki sevanje. Vendar pa so v nadzorovanem laboratoriju ta tveganja predvidena in s tem minimalizirana.
Zgodovina Rutherfordiuma
Vsi transaktinidi so bili vključeni v tekmo za njihovo odkritje v šestdesetih in sedemdesetih letih prejšnjega stoletja. Ta epizoda je poročana kot Vojna prenosov, del Hladna vojna v zgodovini kemije. Kljub temu, da se tako imenuje, kar kaže na to, da so se spori zgodili zaradi elementov po fermiju, elementu atomsko število 100, neposredno vpleteni elementi so bili od 104 do 109, na novo odkrito transaktinidi.
V primeru rutherfordija se je spor začel leta 1964., ko so sovjetski raziskovalci na Skupnem inštitutu za jedrske raziskave v mestu Dubna Rusija je poročala o odkritju elementa 104 izotopa 260 z bombardiranjem plutonija-242 z ioni neon-22. Toda raziskovalci Dubna so predstavili le en dokaz, in sicer odkrivanje izotopa ki je spontano razpadel, ne da bi jasno identificirali svojo maso in čas polovično življenje. Posledično so na odkritje gledali s sumom.
Pet let pozneje, leta 1969, je skupina ameriških znanstvenikov v nacionalnem laboratoriju Lawrence Berkeley v Berkeleyju v Kaliforniji pod vodstvom Albert Ghiorso, je dejal, da je zagotovil zadostne dokaze za odkritje elementa 104 izotopa 257 s trkom kalifornija-249 z ogljik-12. Isti znanstveniki so kasneje lahko proizvedli izotop 259 elementa 104. Leta 1973 so znanstveniki v nacionalnem laboratoriju Oak Ridge neodvisno potrdili atomsko število 104 za izotop mase 257, proizveden v Berkeleyju.
Naslednja leta so bila velika spora med znanstveniki obeh držav, dokler leta 1985 ni čiste in uporabne kemije (IUPAC) in Mednarodne zveze za čisto in uporabno fiziko (IUAP) obrazec a mešana komisija devetih znanstvenikov, imenovana Delovna skupina za prenose (Transfermium Working Group ali TWG). TWG je bila ustanovljena, da bi odločila, kdo je bil dejansko odgovoren za odkritja elementov od 101 do 112.
Kljub temu odločitve TWG niso bile vedno brez dvoma. V primeru elementa 104 je delovna skupina odločila, da je Zasluge bi si morali deliti sovjetski in ameriški znanstveniki, kar znanstvenikom z Berkeleyja sploh ni bilo všeč.
Leta 1991 sta Ghiorso in Seaborg iz ekipe Berkeley celo trdila, da so znanstveniki iz Dubne identificirali element 104. očitno napačno in na neki točki zanikal veljavnost zaključkov TWG, saj je menil, da so medvedja usluga skupnosti znanstveni.
Nič čudnega, notri V zgodnjih devetdesetih letih prejšnjega stoletja imena novih elementov še vedno niso bila soglasna.. Nato so potekala pogajanja z nemškimi, ruskimi in ameriškimi znanstveniki, ki so bila razočarana. Tam je leta 1992 nemški laboratorij Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) predlagal imena za elemente od 102 do 109, pri čemer je za element 104 postavil meitnerium.
Kljub temu seznama, kljub pohvali, vpleteni znanstveniki niso sprejeli. Odločitev je bila sprejeta leta 1994 na konferenci Iupacove komisije za nomenklaturo anorganskih spojin (CNIC). V njej je bilo za element 104 izbrano ime dubnij, vendar je Ameriško kemijsko združenje istega leta za element 104 sprejelo ime rutherfordij. element 104, v trenutku diskreditacije s strani Američanov, ki so začeli dvomiti v avtoriteto IUPAC za formalizacijo novih imena.
šele leta 1997, na generalni konferenci IUPAC v Ženevi, je to element 104 je bil končno uraden kot rutherfordij, potem ko je ACS popustil v nomenklaturi drugih bližnjih elementov.
Rešene vaje na rutherfordiju
Vprašanje 1
Rutherfordij je sintetični element in ena glavnih težav pri njegovem preučevanju je dejstvo, da ga ni mogoče sintetizirati v velikih količinah.
Med možnimi dejavniki, ki prispevajo k tej težavi, lahko navedemo:
(A) Rutherfordij ima izotope z dolgim razpolovnim časom reda milijonov let.
(B) Rutherfordij razpada spontano in zelo hitro, kar preprečuje odkrivanje njegovih makroskopskih količin.
(C) Tehnologije, ki bi lahko sintetizirale rutherfordij, ni, njihovi podatki so strogo teoretični in brez znanstvene podlage.
(D) Kemijski zakoni pravijo, da je nemogoče sintetizirati elemente, katerih atomsko število presega Lawrenceovo, 103.
(E) Med sintezo rutherfordija so kemično prednostni lažji elementi njegove skupine.
Odgovori: črka B
Transaktinidni elementi, kot je Rf, so radioaktivni in spontano razpadajo z veliko hitrostjo, saj je njihova razpolovna doba kratka. Tako je na koncu poskusa od sintetične vrste ostalo le nekaj atomov.
vprašanje 2
Leta 1964 so raziskovalci iz Dubne trdili, da so sintetizirali izotop-260 rutherfordija (Z = 104). Kakšno je število nevtronov v primeru tega izotopa?
(A) 104
(B) 260
(C) 151
(D) 156
(E) 161
Odgovori: črka D
Število nevtroni (n) se lahko izračuna z uporabo masnega števila (A) in atomskega števila (Z) z naslednjo enačbo:
A = Z + n
Z zamenjavo imamo:
260 = 104 + n
n = 260 - 104
n = 156
zasluge za slike
[1] vrtnica abas / shutterstock
Avtor: Stefano Araújo Novais
Učiteljica kemije
vir: brazilska šola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/rutherfordio-rf.htm
