Rutherfordium

← Lawrencium | Dubniu →

104

hf
↑
Rf
↓
(upo)

104 RF

Proprietățile atomului

Nume, simbol, număr

Rutherfordium / Rutherfordium (Rf), 104

Masa atomica
( masa molara )

267 a. e. m. ( g / mol )

Configuratie electronica

[ Rn ]5f 14 6d 2 7s 2

Proprietăți chimice

Stări de oxidare

numar CAS

53850-36-5

104	Rutherfordium
RF(267)
5f 14 6d 2 7s 2

Rutherfordium (Rf), lat. Rutherfordium , până în 1997 în URSS și Rusia a fost cunoscut sub numele de kurchatovy (Ku) - al 104-lea element din sistemul periodic . Rutherfordul este un element extrem de radioactiv sintetizat artificial , timpul de înjumătățire al celui mai stabil izotop cunoscut ( 267 Rf) este de aproximativ 1,3 ore. Acest element nu poate fi folosit nicăieri și se știu puține despre el, deoarece nu a fost niciodată obținut în cantități macroscopice. Rutherfordium este primul element transactinoid , proprietățile sale chimice prezise sunt apropiate de cele ale hafniului .

Istorie

Pentru prima dată, elementul o sută al patrulea al sistemului periodic a fost sintetizat în 1964 de oamenii de știință ai Institutului Comun de Cercetare Nucleară din Dubna , sub conducerea lui G. N. Flerov . Au bombardat o țintă de plutoniu-242 cu nuclee neon-22 cu o energie de aproximativ 115 MeV:

{\mathrm {^{{242}}_{{94}}{Pu}+_{{{10}}^{{{22}}Ne\rightarrow _{{{104}}^{{264}}Rf^{ *))}{\begin{matrix}\nearrow {\mathrm {^{{260}}_{{{104}}Rf+4_{0}^{1}n}}\\\searrow {\mathrm {^ {{259}}_{{104}}Rf+5_{0}^{1}n}}\end{matrice}}

Atomii formați ai celui de-al 104-lea element au căzut în mediul de clorură de zirconiu gazoasă , unde s-au asociat cu clorul și au fost transferați la detectoare de fisiune spontană.

A fost posibil să se distingă două timpi de înjumătățire în fisiunea spontană observată - 0,1 și 3,5 s, precum și să se cuantifice proprietățile chimice ale elementului - punctul de fierbere al RfCl 4 egal cu 450 ± 50 °. Această realizare a fost recunoscută drept descoperire științifică și înscrisă în Registrul de Stat al Descoperirilor URSS sub nr. 37 cu prioritate din 9 iulie 1964 [1] . Ulterior, primul dintre aceste timpi de înjumătățire nu a fost confirmat ( 260 Rf are un timp de înjumătățire de 21 ms), în timp ce al doilea corespunde cu 259 Rf (conform datelor moderne, 2,8 s).

În 1969, elementul a fost obținut de un grup de oameni de știință de la Universitatea din Berkeley, California , care au susținut că nu pot repeta experimentele oamenilor de știință sovietici. Ei au folosit o țintă de californiu-249 care a fost iradiată cu ioni de carbon-12 [2] :

{\mathrm {^{{249}}_{{98}}{Cf}+_{6}^{{{12}}C\rightarrow _{{{104}}^{{{261}}Rf^{*} \rightarrow _{{104}}^{{257}}Rf+4_{0}^{1}n}}

Sinteza conform metodei americane a fost confirmată în mod independent în 1973 prin identificarea ruterfordiului ca sursă a liniilor observate de raze X K α , indicând formarea unui produs de degradare a ruterfordiului - nobeliu-253 [3] .

În 1974, ruterfordul a fost obținut la Institutul Comun pentru Cercetări Nucleare în reacția de fuziune la rece a atomilor de plumb-208 și titan-50 [4] :

{\mathrm {^{{208}}_{{82}}Pb+_{{{22}}^{{{50}}Ti\rightarrow _{{{104}}^{{{258}}Rf^{*} }}{\begin{matrix}\nearrow {\mathrm {^{{255}}_{{{104}}Rf+3_{0}^{1}n}}\\\rightarrow {\mathrm {^{{ 256}}_{{104}}Rf+2_{0}^{1}n}}\\\searrow {\mathrm {^{{257}}_{{{{104}}Rf+_{0}^{ 1}n}}\end{matrice}}

În 1970, cercetătorii de la Universitatea din California conduși de Albert Ghiorso au obținut ruterfordium-261 într-o reacție de fuziune a nucleelor curium-248 și oxigen-18 [5] :

{\mathrm {^{{248}}_{{96}}Cm+_{8}^{{{18}}O\rightarrow _{{{104}}^{{{266}}Rf^{*}\rightarrow _{{104}}^{{{261}}Rf+5_{0}^{1}n}}

În 1996, izotopul ruterfordiu-262 a fost obținut la Berkeley prin iradierea plutoniului-244 cu ioni de neon-22 [6] :

{\mathrm {^{{244}}_{{94}}Pu+_{{{10}}^{{{22}}Ne\rightarrow _{{{104}}^{{{266}}Rf^{*} }}\rightarrow {\begin{cases}{\mathrm {^{{261}}_{{{104}}Rf+5_{0}^{1}n}}\\{\mathrm {^{{262} }_{{104}}Rf+4_{0}^{1}n}}\end{cases}}

În 1999, izotopul rutherfordium-263 a fost descoperit prin captarea de electroni a dubniului-263 [7] .

În anul 2000, fizicienii din Dubna au reușit să obțină ruterfordiu prin iradierea unei ținte de uraniu-238 cu ioni de magneziu-26 [8] :

{\mathrm {^{{238}}_{{92}}U+_{{{12}}^{{{26}}Mg\rightarrow _{{{104}}^{{{264}}Rf^{*} }}\rightarrow {\begin{cases}{\mathrm {^{{261}}_{{{104}}Rf+3_{0}^{1}n}}\\{\mathrm {^{{260} }_{{104}}Rf+4_{0}^{1}n}}\\{\mathrm {^{{259}}_{{{104}}Rf+5_{0}^{1}n} }\\{\mathrm {^{{258}}_{{{104}}Rf+6_{0}^{1}n}}\end{cases}}

Originea numelui

Oamenii de știință sovietici, care au anunțat primii sinteza unui nou element, au propus numele Kurchatovium ( Kurchatovium, Ku ) în onoarea remarcabilului fizician sovietic I. V. Kurchatov [9] .

În 1992, un grup de lucru comun al Uniunii Internaționale de Chimie Pură și Aplicată și al Uniunii Internaționale de Fizică Pură și Aplicată privind elementele de transfermiu ( Grupul de lucru în limba engleză Transfermium ) a evaluat afirmațiile pentru descoperirea elementului 104 și a concluzionat că ambele grupuri au furnizat dovezi suficiente pentru sinteza ei și onoarea descoperirii ar trebui împărțite între ele [10] .

Americanii au răspuns la constatările comisiei spunând că acordă prea multă importanță rezultatelor grupului Joint Institute for Nuclear Research. În special, ei au subliniat că, de-a lungul a 20 de ani, oamenii de știință sovietici și-au schimbat de mai multe ori detaliile declarațiilor lor despre proprietățile noului element, ceea ce oamenii de știință sovietici nu l-au negat. De asemenea, ei au acuzat TWG că are prea multă încredere în experimentele chimice efectuate de oamenii de știință sovietici și că nu existau specialiști calificați în comisie. TWG a răspuns că nu contează și că au luat în considerare toate obiecțiile ridicate de grupul american și au declarat că nu au găsit niciun motiv pentru a-și revizui concluzia privind prioritatea descoperirii [11] . La urma urmei, IUPAC a folosit denumirea propusă de americani [12] care poate indica într-un fel că s-au răzgândit.

În 1994, Uniunea Internațională de Chimie Pură și Aplicată a propus denumirea de „dubnium” deoarece numele „rutherfordium” fusese propus pentru elementul 106, iar Uniunea Internațională de Chimie Pură și Aplicată a considerat că grupul Joint Institute for Nuclear Research ar trebui să fie onorati pentru contributia lor... Cu toate acestea, disputa cu privire la denumirile elementelor 104-107 nu s-a încheiat aici. Abia în 1997 s-a încheiat discuția, iar numele actual „rutherfordium” a fost adoptat pentru elementul 104, iar numele „dubnium” pentru elementul 105.

Numele „rutherfordium” în onoarea remarcabilului fizician englez Ernest Rutherford a fost adoptat de Uniunea Internațională de Chimie Pură și Aplicată în 1997 (la un moment dat, al 106-lea element era numit „rutherfordium” - seaborgium ). Înainte de adoptarea acestei denumiri, elementul a fost numit „unnilkvadia”, denumire Unq (în conformitate cu convenția generală de denumire a elementelor ale căror nume nu au fost încă aprobate, de la denumirile latine pentru numerele 1, 0 și 4).

Proprietăți chimice

Calculele timpurii au arătat[ când? ] că efectele relativiste din învelișurile de electroni ale ruterfordiumului pot fi suficient de puternice pentru a face ca orbitalii p să aibă un nivel de energie mai scăzut decât orbitalii d, ceea ce ar face proprietățile sale chimice similare cu cele ale plumbului. Dar calcule mai precise și studiul compușilor obținuți au arătat că se comportă ca și restul elementelor grupei IV.

Proprietățile chimice ale ruterfordiului au fost determinate folosind cantități ultra-mici ale substanței de către chimistul ceh Ivo Zvara . Elementul 104 sa dovedit a fi chimic analog cu hafniul . În starea de oxidare +4, formează halogenuri de RfCl 4 și RfBr 4 , care sunt volatile la temperaturi de 250–300 °C [13] . În timpul proceselor de extracție care implică ioni complecși, comportamentul ruterfordului diferă semnificativ de comportamentul ionilor de actinide trivalente și indică existența unui ion Rf 4+ în aceste sisteme , ceea ce dovedește asemănarea acestuia cu hafniul [7] .

Izotopi

La începutul anului 2016, sunt cunoscuți 16 izotopi de ruterfordiu (precum și 4 izomeri nucleari ), cu numere de masă cuprinse între 253 și 270 și timpi de înjumătățire variind de la fracțiuni de microsecunde la 1,3 ore ( 267 Rf).

Note

↑ Descoperiri științifice în Rusia. . Data accesului: 28 ianuarie 2011. Arhivat din original pe 22 aprilie 2012. (nedefinit)
↑ A. Ghiorso, M. Nurmia, J. Harris, K. Eskola, P. Eskola. Identificarea pozitivă a doi izotopi care emit particule alfa ai elementului 104 // Scrisori de revizuire fizică. - 1969. - T. 22 , Nr. 24 . - S. 1317-1320 . - doi : 10.1103/PhysRevLett.22.1317 .
↑ C.E. Bemis, et al. Identificarea cu raze X a elementului 104 // Scrisori de revizuire fizică. - 1973. - T. 31 , nr 10 . — S. 647–650 . - doi : 10.1103/PhysRevLett.31.647 .
↑ Yu. Ts. Oganessian. Experimente privind sinteza izotopilor de kurchatovium cu deficit de neutroni în reacții induse de ionii de 50 Ti // Fizica nucleară A. - 1975. - V. 38 , Nr. 6 . — S. 492–501 . - doi : 10.1016/0375-9474(75)91140-9 .
↑ A. Ghiorso, M. Nurmia, K. Eskola, P. Eskola. 261Rf ; nou izotop al elementului 104 // Litere de fizică B. - 1970. - V. 32 , Nr. 2 . — S. 95–98 . - doi : 10.1016/0370-2693(70)90595-2 .
↑ MR Lane, și colab. Proprietăţile de fisiune spontană ale 104262Rf // Physics Letters C. - 1996. - V. 53 , No. 6 . — S. 2893–2899 . - doi : 10.1103/PhysRevC.53.2893 .
↑ 1 2 J. V. Kratz. Evaluarea critică a proprietăților chimice ale elementelor transactinide (Raport tehnic IUPAC) // Chimie pură și aplicată. - 2003. - T. 75 , nr 1 . - S. 103 . - doi : 10.1351/pac200375010103 . Arhivat din original pe 26 iulie 2011.
↑ Yu. Lazarev și colab. Proprietățile de dezintegrare ale 257No, 261Rf și 262Rf // Physical Review C. - 2000. - V. 62 , No. 6 . - doi : 10.1103/PhysRevC.62.064307 .
↑ G. N. Flerov „Sinteza și căutarea elementelor transuraniu”. Jurnalul „Natura” nr. 9. 1972
↑ Descoperirea elementelor de transferiu. Partea a II-a: Introducere în profilurile de descoperire. Partea a III-a: Profiluri de descoperire a elementelor de transferiu // Chimie pură și aplicată. - 1993. - T. 65 , nr 8 . - S. 1757-1814 . - doi : 10.1351/pac199365081757 .
↑ A. Ghiorso, GT Seaborg, Yu. Ts. Organessian, I. Zvara, P. Armbruster, F. P. Hessberger, S. Hofmann, M. Leino, G. Munzenberg, W. Reisdorf, K.-H. Schmidt. Răspunsuri la „Descoperirea elementelor de transfermiu” de către Laboratorul Lawrence Berkeley, California; Institutul Comun pentru Cercetări Nucleare, Dubna; și Gesellschaft fur Schwerionenforschung, Darmstadt, urmată de răspuns la răspunsurile Grupului de lucru Transfermium // Chimie pură și aplicată. - 1993. - T. 65 , nr 8 . — S. 1815–1824 . - doi : 10.1351/pac199365081815 .
↑ Nume și simboluri ale elementelor de transfermiu (Recomandările IUPAC 1997) // Chimie pură și aplicată. - 1997. - T. 69 , nr. 12 . — S. 2471–2474 . - doi : 10.1351/pac199769122471 .
↑ Gäggeler, Heinz W. Lecture Course Texas A&M: Gas Phase Chemistry of Superheavy Elements (PDF) (link indisponibil) (5 noiembrie 2007). Data accesului: 30 martie 2010. Arhivat din original pe 22 iunie 2012. (nedefinit)

Link -uri

Rutherfordium pe Webelements
Rutherfordium la Biblioteca Populară a Elementelor Chimice
Despre sinteza elementului de pe site-ul JINR Copie de arhivă din 4 noiembrie 2017 la Wayback Machine

Dicționare și enciclopedii	mare danez Mare catalană Mare norvegian Rusă mare Britannica (online) Treccani Universalis
În cataloagele bibliografice	GND : 4508940-1