რეზერფორდიუმი

რეზერფორდიუმი, ₁₀₄Rf
ზოგადი თვისებები
მარტივი ნივთიერების ვიზუალური აღწერა	მოვერცხლისფრო თეთრი
მასური რიცხვი	267
რეზერფორდიუმი პერიოდულ სისტემაში
	ლოურენსიუმი ← რეზერფორდიუმი → დუბნიუმი
ატომური ნომერი (Z)	104
ჯგუფი	5
პერიოდი	7 პერიოდი
ბლოკი	d-ბლოკი
ელექტრონული კონფიგურაცია	[Rn] 5f14 6d2 7s2
ელექტრონი გარსზე	2, 8, 18, 32, 32, 10, 2
	ელემენტის ატომის სქემა;
ფიზიკური თვისებები
აგრეგეგატული მდგომ. ნსპ-ში	მყარი სხეული
დნობის; ტემპერატურა	2100 °C (2400 K, 3800 °F)
დუღილის; ტემპერატურა	5500 °C (5800 K, 9900 °F)
სიმკვრივე (ო.ტ.)	17 გ/სმ3
ატომის თვისებები
ჟანგვის ხარისხი	(+2), (+3), +4
ელექტროდული პოტენციალი	;
იონიზაციის ენერგია	1: 580 კჯ/მოლ ; 2: 1390 კჯ/მოლ ; 3: 2300 კჯ/მოლ ; ;
ატომის რადიუსი	ემპირიული: 150 პმ
კოვალენტური რადიუსი (rcov)	157 პმ
სხვა თვისებები
ბუნებაში გვხვდება	სინთეზირების შედეგად
მესრის სტრუქტურა	მჭიდრო ჰექსაგონალური
მაგნეტიზმი	პარამაგნეტიკი
CAS ნომერი	53850-36-5
ისტორია
სახელწოდება მომდინარეობს	ერნესტ რეზერფორდი
აღმომჩენია	Joint Institute for Nuclear Research and Lawrence Berkeley National Laboratory
რეზერფორდიუმის მთავარი იზოტოპები
<15% ε	261Lr
<10% სდ
~30% α	259No
	რეზერფორდიუმი ვიკისაწყობში •

რეზერფორდიუმი

104Rf

[267]

5f¹⁴ 6d² 7s²

რეზერფორდიუმი^[1]^[2] (ლათ. Rutherfordium; ქიმიური სიმბოლო — ${\ce {Rf}}$ ), კურჩატოვიუმი (ლათ. Kurchatovium; ქიმიური სიმბოლო — ${\ce {Ku}}$ ), უნნილქუადრიუმი (ლათ. Unnilquadrium; ქიმიური სიმბოლო — ${\ce {Unq}}$ ), ეკა-ჰაფნიუმი (Eka-hafnium) — ელემენტთა პერიოდული სისტემის მეშვიდე პერიოდის, მეოთხე ჯგუფის (მოძველებული კლასიფიკაციით — მეოთხე ჯგუფის თანაური ქვეჯგუფის, IVბ) ხელოვნურად მიღებული რადიოაქტიური ქიმიური ელემენტი. მისი ატომური ნომერია — 104, t_დნ — 2100 °C, t_დუღ — 5500 °C, სიმკვრივე — 17 გ/სმ³. რეზერფორდიუმი მაღალრადიაციული ხელოვნური სინთეზური ელემენტია, ყველაზე სტაბილური იზოტოპის ²⁶⁷Rf ნახევარდაშლის პერიოდია შეადგენს მიახლოებით 1.3 საათს. რეზერფორდიუმი — პირველი ტრანსაქტინოიდი ელემენტია, მისი ნაწინასწარმეტყველი ქიმიური თვისებები ახლოსაა ჰაფნიუმთან. სახელი ეწოდა ინგლისელი ფიზიკოსის ერნესტ რეზერფორდის პატივსაცემად.

ისტორია

პირველად 104 ელემენტი რეზერფორდიუმი სინთეზირებული იქნა 1964 წელს დუმნაში ბირთვული კვლევების გაერთიანებულ ინსტიტუტში მეცნიერების მიერ გიორი ფლიოროვის ხელმძღვანელობით. ისინი აწარმოებდნენ პლუტონიუმ-242-ის სამიზნის ბომბარდირებას ნეონი-22-ის ბირთვებით 115 მევ ენერგიით:

\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{matrix}}

104-ე ელემენტის წარმოქმნილი ატომები ხვდებოდნენ ცირკონიუმის ქლორიდის აიროვან გარემოში, სადაც ერთდებოდნენ ქლორთან და გადადიოდნენ სპონტანური დაყოფის დეტექტორებთან.

შეძლეს გამოეყოთ დაკვირვებადი, სპონტანური დაყოფის ორი ნახევარდაშლის პერიოდი — 0,1 და 3,5 წმ, ასევე რაოდენობრივად შეეფასებინათ ელემენტის ქიმიური თვისებები — RfCl₄-ის დუღილის ტემპერატურა ტოლია 450±50°. ეს მიღწევა შეფასებული იქნა როგორც სა მეცნიერო აღმოჩენა და შეტანილ იქნა სსრკ-ს აღმოჩენათა სახელმწიფო რეესტრში 1964 წლის 9 ივლისს^[3] როგორც პრიორიტეტეტული № 37. შემდგომში პირველი ზემოთ აღნიშნულ პერიოდთაგან არ დადასტურდა (²⁶⁰Rf აქვს ნახევარდაშლის პერიოდი 21 მწმ), ეს როდესაც მეორე შეესაბამება ²⁵⁹Rf (თანამედროვე მონაცემებით 2,8 წმ).

1969 წელს ელემენტი მიღებული იქნა ბერკლის კალიფორნიის უნივერსიტეტის მეცნიერების ჯგუფის მიერ, რომლებიც ამტკიცებდნენ, რომ ვერ შეძლეს საბჭოთა მეცნიერების ექსპერიმენტის განმეორება. მათმა გამოიყენეს კალიფორნიუმ-249-ის სამიზნე, რომელიც დაასხივეს ნახშირბად-12-ის იონებით^[4]:

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

ამერიკული მეთოდით სინთეზი დამოუკიდებლად იქნა დამტკიცებული 1973 წელს^[5].

1974 წელს ბირთვული კვლევების გაერთიანებულ ინსტიტუტში რეზერფორდიუმი მიღებულ იქნა ტყვია-208-ის და ტიტანი-50-ის ცივად შერწყმის რეაქციით^[6]:

\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{matrix}}

1970 წელს კალიფორნიის უნივერსიტეტის მკვლევარების ჯგუფმა ა. გიორსოს ხელმძღვანელობით მიიღო რეზერფორდიუმი-261 კიურიუმი-248-ისა და ჟანგბადი-18-ის ბირთვების შერწყმის რეაქციის მეშვეობით^[7]:

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

1996 წელს ბერკლიში მიღებულ იქნა რეზერფორდიუმი-262-ის იზოტოპი, პლუტონიუმი-233-ის ნეონი-22-ის იონების დასხივებით მეშვეობით^[8]:

\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}}

1999 წელს აღმოჩენილ იქნა იზოტოპი რეზერფორდიუმი-163^[9].

2000 წელს ფიზიკოსებმა დუბნიდან მიიღეს რეზერფორდიუმი ურანი-238-ის სამიზნის დასხივებით მაგნიუმი-26-ის იონებით^[10]:

\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}}

სახელწოდების წარმოშობა

საბჭოთა მეცნიერებმა, რომლებმაც პირველებმა განაცხადეს ახალი ელემენტის სინთეზირების შესახებ, შესთავაზეს სახელწოდება კურჩატოვიუმი (Kurchatovium, Ku) საბჭოთა მეცნიერის, ფიზიკოსის იგორ კურჩატოვის^[11] პატივსაცემად.

1992 წელს თეორიული და გამოყენებითი ქიმიის საერთაშორისო კავშირის და თეორიული და გამოყენებითი ფიზიკის საერთაშორისო კავშირის ტრანსფერმიუმის ელემენტების ერთობლივმა სამუშაო ჯგუფმა (ინგლ. Transfermium Working Group) შეაფასა განაცხადები 104 ელემენტის აღმოჩენის შესახებ და გააკეთა დასკვნა, რომ ორივე ჯგუფმა წარმოადგინა საკმაო დამამტკიცებელი საბუთი მისი სინთეზირებისა და აღმოჩენის პატივი გაყოფილი იქნას მათ შორის^[12].

ამერიკელებმა განაცხადეს, რომ კომისიის გადაწყვეტილებას პატივს სცემენ, თუმცა კომისია ძალიან დიდ მნიშვნელობას ანიჭებს საბჭოთა მეცნიერების რეზულტატებს. კერძოდ მათ მიანიშნეს რომ 20 წლის განმავლობაში საბჭოთა მეცნიერები რამდენჯერმე ცვლიდნენ თავიანთი განცხადებების დეტალებს ახალი ელემენტის თვისებების შესახებ, რასაც საბჭოთა მეცნიერები არც უარყოფდნენ. ასევე მათ ბრალი დადეს TWG იმაში, რომ ისინი მეტად ენდობიან საბჭოთა მეცნიერების ქიმიურ ცდებს, და რომ კომისიაში არ არის კვალიფიცირებული სპეციალისტები. TWG-მ უპასუხა, რომ ამას მნიშვნელობა არ აქვს და რომ მათ გაითვალისწინეს ყველანაირი წინადანება, რომელიც ამერიკულმა ჯგუფმა წამოაყენეს, და განაცხადეს, რომ ვერ ხედავენ გადახედვის მიზეზს^[13]. ბოლოს და ბოლოს, მიიღეს სახელწოდება რომელიც ამერიკელებმა შესთავაზეს^[14], რაც მიანიშნებს რამ მათ რაღაცნაირად, შეცვალეს თავისი გადაწყვეტილება.

1994 წელს თეორიული და გამოყენებითი ქიმიის საერთაშორისო კავშირმა წარმოადგინა სახელწოდება «დუბნიუმი», რადგანაც სახელწოდება «რეზერფორდიუმი» იყო 106-ე ელემენტისათვის განკუთვნილი, და თეორიული და გამოყენებითი ქიმიის საერთაშორისო კავშირი თვლიდა რომ საბჭოთა მეცნიერების ღვაწლი შEსაბამისად უნდა ყოფილიყო დაფასებული. თუმცა დავა 104-107 ელემენტების სახელწოდებების შესახებ ამით არ დამთავრებულა. მხოლოდ 1997 წლისათვის იქნა დისკუსია დასრულებული, და 104-ე ლემენტის სახელწოდებად მიღებულ იქნა «რეზერფორდიუმი», ხოლო 105-ე ელემენტისათვის სახელწოდება — «დუბნიუმი».

სახელწოდება «რეზერფორდიუმი» მიღებულ იქნა ცნობილი ინგლისელი ფიზიკოსის ერნესტ რეზერფორდის პატივსაცემად (ერთ დროს «რეზერფორდიუმს» უწოდებდნენ 106-ე ელემენტს — სიბორგიუმს). ამ სახელის მიღებამდე ელემენტს უწოდებდნენ «უნნილკვადიუმს», აღინიშნებოდა Unq (დაუმტკიცებელი ელემენტების დროებითი სახელწოდების მინიჭების წესების მიხედვით, ლათინურად რიგითი ნომრის ციფრების მიხედვით 1, 0 და 4).

ქიმიური თვისებები

რეზერფორდიუმის ქლორიდის სტრუქტურა

გათვლები აჩვენებდა, რომ რეზერფორდიუმის ელექტრონული შრეების რელატივისტური ეფექტები შეიძლება ძალიან ძლიერი ყოფილიყო, რათა p-ორბიტალებს ქონოდათ ნაკლები ენერგიის დონე, ვიდრე d-ორბიტალებს, რაც გამოიწვევდა მისი ქიმიური თვისებების მსგავსებას ტყვიასთან. მაგრამ უფრო ზუსტმა გაანგარიშებებმა და კვლევებმა ანახეს, რომ მიღებული ნაერთები ავლენდნენ, ისეთ თვისებებს როგორც IV ჯგუფის დანარჩენი ელემენტები.

რეზერფორდიუმის ქიმიური თვისებები განსაზღვრული იქნა ჩეხი ქიმიკოსის ივო ზვარას მიერ, ნივთიერებების ულტრამცირე რაოდენობების გამოყენებით. დადგენილი იქნა, რომ 104-ე ელემენტი ქიმიურად არის ჰაფნიუმის ანალოგი. +4 დაჟანგვის ხარისხით ტემპერატურისას 250—300 °C ის წარმოქმნის მფრინავ ჰალოგენიდებს RfCl₄ и RfBr₄^[15]. რთული კომპლექსური იონების მონაწილეობით ექსტრაქციული პროცესებისას რეზერფორდიუმის ქცევა მნიშვნელოვნად განსხვავდება 3 ვალენტიანი აქტინოიდების იონების ქმედებებისაგან და რაც ამტკიცებს ამ სისტემებში Rf⁴⁺-ის არსებობას, ამიტომაც არის მსგავსება ჰაფნიუმთან^[9].

იზოტოპები

მთავარი სტატია: რეზერფორდიუმის იზოტოპები.

2016 წლის დასაწყისში ცნობილი იყო რეზერფორდიუმის 16 იზოტოპი (ასევე 4 ბირთვული იზომერი) მასური რიცხვით 253-დან 270-მდე და ნახევარდაშლის პერიოდით მიკროწამის წილიდან 1,3-სტ-მდე (²⁶⁷Rf).

რესურსები ინტერნეტში

სქოლიო

↑ რეზერფორდიუმი — ტექნიკური ლექსიკონი
↑ ქართული საბჭოთა ენციკლოპედია, ტ. 6, თბ., 1983. — გვ. 87.
↑ Научные открытия России.
↑ A. Ghiorso, M. Nurmia, J. Harris, K. Eskola, P. Eskola, Positive Identification of Two Alpha-Particle-Emitting Isotopes of Element 104, Physical Review Letters, 1969, ტ. 22, № 24, გვ. 1317–1320, doi:10.1103/PhysRevLett.22.1317.
↑ C. E. Bemis, et al., X-Ray Identification of Element 104 // Physical Review Letters, 1973, ტ. 31, № 10, გვ. 647–650, doi:10.1103/PhysRevLett.31.647.
↑ Yu. Ts. Oganessian, Experiments on the synthesis of neutron-deficient kurchatovium isotopes in reactions induced by ⁵⁰Ti Ions, Nuclear Physics A, 1975, ტ. 38, № 6, გვ. 492–501, doi:10.1016/0375-9474(75)91140-9.
↑ A. Ghiorso, M. Nurmia, K. Eskola, P. Eskola, ²⁶¹Rf; new isotope of element 104, Physics Letters B, 1970, ტ. 32, № 2, გვ. 95–98, doi:10.1016/0370-2693(70)90595-2.
↑ M. R. Lane, et al., Spontaneous fission properties of 104262Rf, Physics Letters C, 1996, ტ. 53, № 6, გვ. 2893–2899, doi:10.1103/PhysRevC.53.2893.
↑ ^9.0 ^9.1 J. V. Kratz, Critical evaluation of the chemical properties of the transactinide elements (IUPAC Technical Report), Pure and Applied Chemistry, 2003, ტ. 75, № 1, გვ. 103, doi:10.1351/pac200375010103, დაარქივებულია ორიგინალიდან (26 ივლისი, 2011)
↑ Yu. Lazarev, et al., Decay properties of 257No, 261Rf, and 262Rf, Physical Review C, 2000, ტ. 62, № 6, doi:10.1103/PhysRevC.62.064307.
↑ Г. Н. Флеров «Синтез и поиск трансурановых элементов». Журнал «Природа» № 9. 1972 г.
↑ Discovery of the transfermium elements. Part II: Introduction to discovery profiles. Part III: Discovery profiles of the transfermium elements, Pure and Applied Chemistry, 1993, ტ. 65, № 8, გვ. 1757–1814, doi:10.1351/pac199365081757.
↑ A. Ghiorso, G. T. Seaborg, Yu. Ts. Organessian, I. Zvara, P. Armbruster, F. P. Hessberger, S. Hofmann, M. Leino, G. Munzenberg, W. Reisdorf, K.-H. Schmidt, Responses on 'Discovery of the transfermium elements' by Lawrence Berkeley Laboratory, California; Joint Institute for Nuclear Research, Dubna; and Gesellschaft fur Schwerionenforschung, Darmstadt followed by reply to responses by the Transfermium Working Group, Pure and Applied Chemistry, 1993, ტ. 65, № 8, გვ. 1815–1824, doi:10.1351/pac199365081815.
↑ Names and symbols of transfermium elements (IUPAC Recommendations 1997) // Pure and Applied Chemistry, 1997, ტ. 69, № 12, გვ. 2471–2474, doi:10.1351/pac199769122471.
↑ Gäggeler, Heinz W.. (2007-11-05) Lecture Course Texas A&M: Gas Phase Chemistry of Superheavy Elements (PDF). დაარქივებულია ორიგინალიდან — 2012-06-22. ციტირების თარიღი: 2010-03-30.

პორტალი ქიმია

[1] რეზერფორდიუმი — ტექნიკური ლექსიკონი

[2] ქართული საბჭოთა ენციკლოპედია, ტ. 6, თბ., 1983. — გვ. 87.

[3] Научные открытия России.

[69Gh01-4] A. Ghiorso, M. Nurmia, J. Harris, K. Eskola, P. Eskola, Positive Identification of Two Alpha-Particle-Emitting Isotopes of Element 104, Physical Review Letters, 1969, ტ. 22, № 24, გვ. 1317–1320, doi:10.1103/PhysRevLett.22.1317.

[73Be01-5] C. E. Bemis, et al., X-Ray Identification of Element 104 // Physical Review Letters, 1973, ტ. 31, № 10, გვ. 647–650, doi:10.1103/PhysRevLett.31.647.

[6] Yu. Ts. Oganessian, Experiments on the synthesis of neutron-deficient kurchatovium isotopes in reactions induced by ⁵⁰Ti Ions, Nuclear Physics A, 1975, ტ. 38, № 6, გვ. 492–501, doi:10.1016/0375-9474(75)91140-9.

[70Gh01-7] A. Ghiorso, M. Nurmia, K. Eskola, P. Eskola, ²⁶¹Rf; new isotope of element 104, Physics Letters B, 1970, ტ. 32, № 2, გვ. 95–98, doi:10.1016/0370-2693(70)90595-2.

[96La01-8] M. R. Lane, et al., Spontaneous fission properties of 104262Rf, Physics Letters C, 1996, ტ. 53, № 6, გვ. 2893–2899, doi:10.1103/PhysRevC.53.2893.

[Kratz03-9] 9.0 ^9.1 J. V. Kratz, Critical evaluation of the chemical properties of the transactinide elements (IUPAC Technical Report), Pure and Applied Chemistry, 2003, ტ. 75, № 1, გვ. 103, doi:10.1351/pac200375010103, დაარქივებულია ორიგინალიდან (26 ივლისი, 2011)

[j1-10] Yu. Lazarev, et al., Decay properties of 257No, 261Rf, and 262Rf, Physical Review C, 2000, ტ. 62, № 6, doi:10.1103/PhysRevC.62.064307.

[11] Г. Н. Флеров «Синтез и поиск трансурановых элементов». Журнал «Природа» № 9. 1972 г.

[93TWG-12] Discovery of the transfermium elements. Part II: Introduction to discovery profiles. Part III: Discovery profiles of the transfermium elements, Pure and Applied Chemistry, 1993, ტ. 65, № 8, გვ. 1757–1814, doi:10.1351/pac199365081757.

[13] A. Ghiorso, G. T. Seaborg, Yu. Ts. Organessian, I. Zvara, P. Armbruster, F. P. Hessberger, S. Hofmann, M. Leino, G. Munzenberg, W. Reisdorf, K.-H. Schmidt, Responses on 'Discovery of the transfermium elements' by Lawrence Berkeley Laboratory, California; Joint Institute for Nuclear Research, Dubna; and Gesellschaft fur Schwerionenforschung, Darmstadt followed by reply to responses by the Transfermium Working Group, Pure and Applied Chemistry, 1993, ტ. 65, № 8, გვ. 1815–1824, doi:10.1351/pac199365081815.

[97IUPAC-14] Names and symbols of transfermium elements (IUPAC Recommendations 1997) // Pure and Applied Chemistry, 1997, ტ. 69, № 12, გვ. 2471–2474, doi:10.1351/pac199769122471.

[15] Gäggeler, Heinz W.. (2007-11-05) Lecture Course Texas A&M: Gas Phase Chemistry of Superheavy Elements (PDF). დაარქივებულია ორიგინალიდან — 2012-06-22. ციტირების თარიღი: 2010-03-30.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]