Rutherfordij (Rf) - radioaktiven transaktinid, atomsko število 104

Rutherfordij (Rf), atomsko število 104: radioaktiven, sintetičen transaktinid z izjemo 265Rf (~13 h); izvedite več o njegovih lastnostih, izotopih in raziskavah.

Rutherfordij je kemični element z znakom Rf in atomsko število 104. Pogosto so ga v zgodnjih objavah poimenovali tudi eka-hafnij ali unnilkadij, končno ime rutherfordij pa je bilo sprejeto v čast fiziika Ernesta Rutherforda. Rutherfordij je zelo radioaktiven element, v naravi ne obstaja in ga je treba proizvesti v poskusih z jedrskimi reakcijami. Spada med prve in najbližje poznane transaktinidne elemente.

Odkritje in poimenovanje

Prve trditve o sintetiziranju elementa 104 so se pojavile v 60. in 70. letih 20. stoletja, pri čemer so si zasluge za odkritje prisvojile ekipe iz Dubne (Sovjetska zveza) in iz Berkeleyja (ZDA). Med obema skupinama je potekal dolg spor o prednosti odkritja in o imenu elementa. Leta 1997 je mednarodna komisija (IUPAC/IUPAP) potrdila ime rutherfordij (Rf).

Izotopi in razpad

Rutherfordij ima več izotopov, sintetiziranih z različnimi reakcijami jedrskega združevanja; znani izotopi imajo masa številke v območju približno 253–270. Vsi izotopi so radioaktivni in običajno razpadajo z alfa-razpadom ali s spontanim cepitvijo. Ker so bili proizvedeni le v izjemno majhnih količinah, so meritve razpolovnih dob in razpadnih poti težavne in včasih podvržene reviziji. Najdaljše potrjene razpolovne dobe sodobnih izotopov rutherfordija so reda ur, čeprav se navedbe v literaturi razlikujejo glede na izotop in meritev.

Proizvodnja

Rutherfordij se sintetizira v pospeševalnikih z bombardiranjem težkih tarč (npr. curium, californium ali plutonij) z lahkimi jedri (npr. ogljik, neon, kisik). Tipična fuzijska reakcija, ki proizvaja izotope rutherfordija, je npr.:

• tarča + ionski žarek → Rf + nevtroni

Ker gre za zelo redke dogodke z nizkimi produktivnostmi, so pridobljene količine izotopov izjemno majhne (po nekaj atomov ali celo manj), kar otežuje njihovo proučevanje.

Fizikalne in kemijske lastnosti

Ker so opazovane količine premajhne za neposredne meritve makroskopskih lastnosti, so osnovne fizikalne lastnosti (gostota, tališče, barva) le teoretično napovedane. Rutherfordij naj bi bil kovinski element z visoko gostoto in tipičnimi lastnostmi tranzicijskih kovin. Teoretične in kemične raziskave kažejo, da bo rutherfordij v glavnem kemijsko soroden hafniju (Hf) in bo v običajnih pogojih najstabilnejši v oksidacijskem stanju +4. Relativistični učinki pri težkih elementih lahko nekoliko spremenijo elektronsko razporeditev in posledično kemijo, vendar so pričakovanja o podobnosti z hafnijem splošno utemeljena.

Elektronska konfiguracija

V modelih, ki upoštevajo relativistične učinke, se za rutherfordij predvideva elektronska konfiguracija, podobna [Rn]5f14 6d2 7s2, čeprav lahko pri posameznih izotopih pride do manjših odstopanj zaradi konfiguracijskih energij in močnih relativističnih vplivov.

Uporaba in varnost

Trenutno rutherfordij nima praktičnih industrijskih ali medicinskih uporab zaradi svoje kratke razpolovne dobe in težave pri proizvodnji. Ker gre za močno radioaktiven element, so vsi poskusi z njim izvedeni v specializiranih laboratorijih z ustreznimi varnostnimi ukrepi za zaščito pred sevanjem in za preprečevanje kontaminacije.

Zaključek

Rutherfordij je zanimiv predvsem z vidika osnovnih znanstvenih raziskav jedrskih lastnosti težkih in supertežkih elementov ter s proučevanjem relativističnih učinkov v periodnem sistemu. Raziskave še potekajo, saj nove metode v pospeševalnikih in bolj občutljive detekcijske tehnike omogočajo odkrivanje in preučevanje še težje dosegljivih izotopov ter bolj natančne meritve njihovega razpada in kemije.

Količina izdelanega rutherfordija je zelo majhna, zato o njegovih lastnostih v praksi vemo malo. Element se trenutno ne uporablja v tehnologiji ali industriji. Domneva se, da bo kemija rutherfordija podobna kemiji hafnija.

Išči po črki