Ruterfordijs (Rf, 104) — sintētisks radioaktīvs ķīmiskais elements

Ruterfordijs (Rf, 104) — sintētisks, ļoti radioaktīvs transaktinīds; īslaicīgs izotops 265Rf (~13 h), dabā neeksistē, ražo laboratorijā, bez praktiska pielietojuma.

Ruterfordijs ir ķīmisks elements, ko apzīmē ar simbolu Rf un kura atomu skaits ir 104. To reizēm sauc arī par eka-hafniju vai nilkvādiju. Ruterfordijs ir stipri radioaktīvs elements, kas dabā neeksistē un ir jāsintetizē laboratorijā. Tas ir pirmais no transaktinīda elementiem. Izotopu klāsts ir īslaicīgs — visilgāk dzīvojošajiem izotopiem pussabrukšanas periodi mērojas stundās vai mazāk; atsevišķos avotos tiek minēts, ka visilgākais izotops var būt ²⁶⁵Rf ar pussabrukšanas periodu aptuveni 13 stundas. Tomēr vairums ruterfordija izotopu sabrūk daudz ātrāk (sekundes vai minūtes), un to kvantums ir ārkārtīgi mazs, tādēļ par elementu ir pieejama ierobežota eksperimentālā informācija.

Ražošana un atklāšana

Ruterfordiju iegūst smago jonu fūzijas reakcijās, bombardējot aktīnīdu mērķus ar viegliem jonuzņēmējiem (piem., 12C vai 22Ne). Ražošana notiek tikai specializētos kodolfizikas centros ar ciklotroniem vai lineārajiem paātrinātājiem. Par elementa atklāšanu un nosaukuma piešķiršanu vēsturiski notika strīdi starp vairākām pētnieku grupām; pēc starptautiskām sarunām elementam piešķīra nosaukumu ruterfordijs, godinot fiziķi Ernestu Ruterfordu.

Īpašības un paredzētā uzvedība

• Grupa un perioda: Ruterfordijs atrodas 4. grupā un pieder pārejas elementiem, līdzīgi hafnijam un cirkonijam.
• Elektronu konfigurācija: teorētiski raksturojama kā aiz nearināmajiem slāņiem līdz Rn, ar pildītu 5f apvalku un diviem 6d elektroniem un diviem 7s elektroniem — tomēr relatīvistiskas ietekmes var ietekmēt precīzu konfigurāciju.
• Fizikālās īpašības: ruterfordijs paredzams kā ciets metāls ar ļoti lielu blīvumu un augstu kušanas temperatūru, taču šo īpašību eksperimenti ir ierobežoti, jo materiāla daudzumi ir niecīgi.
• Ķīmija: sagaidāms, ka galvenā oksidācijas pakāpe būs +4, līdzīgi hafnijam. Eksperimentālas ķīmijas pētījumi, tostarp gāzes fāzes pētījumi un šķīdumu ķīmija, liecina par uzvedību, kas kopumā atbilst gaidāmajai grupas uzvedībai, taču relatīvistiskās ietekmes var radīt nelielas atšķirības.

Izotopi un sabrukšanas veidi

Ir sintezēti vairāki ruterfordija izotopi, un tie parasti sabrūk, izdalot alfa daļiņas vai caur spontānu fisiju. Tā kā katrs izotops ražojuma ziņā ir pieejams ļoti ierobežotā daudzumā, izotopu īpašību noteikšana ir sarežģīta un bieži vien balstīta uz novērojumiem par sabrukšanas ķēdēm.

Ķīmiskie savienojumi

Lai gan praktiski daudz par tiem nezināms, teorētiski un dažos eksperimentos pētīti ruterfordija halogenīdi (piem., RfCl4) un hidroksīdi. Šie pētījumi parasti parāda ruterfordija līdzības ar hafniju — tas var veidot stabilus +4 savienojumus un komplektus, bet precīzas reakcijas īpašības dažkārt ietekmē relatīvistiskie efekti, kas kļūst nozīmīgi smagos elementos.

Pielietojums un drošība

Ruterfordijam praktisku pielietojumu nav, jo to var iegūt tikai sīkos daudzumos un tas ātri sabrūk radioaktivitātes dēļ. Vispārējās drošības prasības attiecībā uz šo elementu ir tās pašas, kas attiecas uz citiem spēcīgi radioaktīviem izotopiem: nepieciešama speciāla aprīkojuma, vadības un radiācijas aizsardzības procedūru izmantošana, ja tiek strādāts ar sintezētajiem paraugiem.

Kopsavilkums

Ruterfordijs ir sintētisks, radioaktīvs pārejas elements ar atomskaitli 104. Tas ir pirmais transaktinīds, un tā ķīmiskā uzvedība paredzami līdzinās hafnija ķīmijai, tomēr pētījumi ir ierobežoti, jo elementu var saražot tikai nelielos daudzumos. Šī iemesla dēļ mūsu zināšanas balstās uz dažiem eksperimentiem un uz teorētiskām prognozēm.

Meklēt pēc burta