Резерфордий

Резерфо́рдий (Rf), лат. Rutherfordium, до 1997 года в СССР и России был известен как курчато́вий (Ku) — 104-й элемент в периодической системе. Резерфордий — высокорадиоактивный искусственно синтезированный элемент, период полураспада наиболее стабильного из известных изотопов (²⁶⁷Rf) составляет около 1,3 часа. Этот элемент не может где-либо использоваться и про него мало что известно, поскольку он никогда не был получен в макроскопических количествах. Резерфордий — первый трансактиноидный элемент, его предсказанные химические свойства близки к гафнию. Шаблон:-

История

Впервые сто четвёртый элемент периодической системы был синтезирован в 1964 году учёными Объединённого института ядерных исследований в Дубне под руководством Г. Н. Флёрова. Они обстреливали мишень из плутония-242 ядрами неона-22 энергией около 115 МэВ:

<math>\mathrm{^{242}_{94}{Pu}+^{22}_{10}Ne\rarr ^{264}_{104}Rf^*}\begin{matrix} \nearrow\mathrm{^{260}_{104}Rf+4^1_0n} \\ \searrow\mathrm{^{259}_{104}Rf+5^1_0n} \end{matrix}</math>

Образовавшиеся атомы 104-го элемента попадали в среду газообразного хлорида циркония, где связывались с хлором и переносились к детекторам спонтанного деления.

Удалось выделить в наблюдаемом спонтанном делении два периода полураспада — 0,1 и 3,5 с, а также количественно оценить химические свойства элемента — температуру кипения RfCl₄, равную 450±50°. Это достижение было признано как научное открытие и занесено в Государственный реестр открытий СССР под № 37 с приоритетом от 9 июля 1964 года<ref>Шаблон:Cite web</ref>. В дальнейшем первый из указанных периодов полураспада не подтвердился (²⁶⁰Rf имеет период полураспада 21 мс), тогда как второй соответствует ²⁵⁹Rf (по современным данным 2,8 с).

В 1969 году элемент был получен группой учёных в Университете Беркли, Калифорния, которые утверждали, что не смогли повторить эксперименты советских учёных. Они использовали мишень из калифорния-249, которую облучали ионами углерода-12<ref name="69Gh01">Шаблон:Статья</ref>:

<math>\mathrm{^{249}_{98}{Cf}+^{12}_6C\rarr ^{261}_{104}Rf^*\rarr ^{257}_{104}Rf+4^1_0n}</math>

Синтез по американской методике был независимо подтверждён в 1973 году идентификацией резерфордия как источника наблюдаемых K_α-рентгеновских линий, свидетельствующих об образовании продукта распада резерфордия — нобелия-253<ref name="73Be01">Шаблон:Статья</ref>.

В 1974 году в Объединённом институте ядерных исследований получили резерфордий в реакции холодного слияния атомов свинца-208 и титана-50<ref>Шаблон:Статья</ref>:

<math>\mathrm{^{208}_{82}Pb+^{50}_{22}Ti\rarr ^{258}_{104}Rf^*}\begin{matrix} \nearrow\mathrm{^{255}_{104}Rf+3^1_0n} \\ \rarr\mathrm{^{256}_{104}Rf+2^1_0n}\\ \searrow\mathrm{^{257}_{104}Rf+^1_0n} \end{matrix}</math>

В 1970 году исследователи из Калифорнийского университета под руководством Альберта Гиорсо получили резерфордий-261 в реакции слияния ядер кюрия-248 и кислорода-18<ref name="70Gh01">Шаблон:Статья</ref>:

<math>\mathrm{^{248}_{96}Cm + ^{18}_8O\rarr ^{266}_{104}Rf^*\rarr ^{261}_{104}Rf+5^1_0n}</math>

В 1996 году в Беркли был получен изотоп резерфордий-262 при облучении плутония-244 ионами неона-22<ref name="96La01">Шаблон:Статья</ref>:

<math>\mathrm{^{244}_{94}Pu + ^{22}_{10}Ne\rarr ^{266}_{104}Rf^*}\rarr \begin{cases} \mathrm{^{261}_{104}Rf+5^1_0n} \\ \mathrm{^{262}_{104}Rf+4^1_0n} \end{cases}</math>

В 1999 году был открыт изотоп резерфордий-263 при электронном захвате дубния-263<ref name="Kratz03">Шаблон:Статья</ref>.

В 2000 году физикам из Дубны удалось получить резерфордий при облучении мишени из урана-238 ионами магния-26<ref name="j1">Шаблон:Статья</ref>:

<math>\mathrm{^{238}_{92}U+^{26}_{12}Mg\rarr ^{264}_{104}Rf^*}\rarr\begin{cases} \mathrm{^{261}_{104}Rf+3^1_0n} \\ \mathrm{^{260}_{104}Rf+4^1_0n}\\ \mathrm{^{259}_{104}Rf+5^1_0n} \\ \mathrm{^{258}_{104}Rf+6^1_0n} \end{cases}</math>

Происхождение названия

Советские учёные, первыми заявившие о синтезе нового элемента, предложили название курчатовий (Kurchatovium, Ku) в честь выдающегося советского учёного-физика И. В. Курчатова<ref>Г. Н. Флеров «Синтез и поиск трансурановых элементов». Журнал «Природа» № 9. 1972 г.</ref>.

В 1992 году совместная рабочая группа Международного союза теоретической и прикладной химии и Международного союза теоретической и прикладной физики по трансфермиевым элементам (англ. Шаблон:Lang-en2) оценила заявки об открытии элемента 104 и сделала вывод, что обе группы привели достаточные доказательства его синтеза и честь открытия должна быть разделена между ними<ref name="93TWG">Шаблон:Статья</ref>.

Эрнест Резерфорд

Американцы ответили на выводы комиссии, заявив, что она придаёт слишком большое значение результатам группы Объединённого института ядерных исследований. В частности, они указали, что за 20 лет советские учёные несколько раз изменяли детали своих заявлений о свойствах нового элемента, что советские учёные и не отрицали. Они также обвинили TWG в том, что та чересчур доверяет химическим опытам, проведённым советскими учёными, и что в комиссии нет квалифицированных специалистов. TWG ответила, что это не имеет значения и что они учли все возражения, приведённые американской группой, и заявили, что не находят причин для пересмотра их заключения о приоритете открытия<ref>Шаблон:Статья</ref>. В конце концов, ИЮПАК использовал название, предложенное американцами<ref name="97IUPAC">Шаблон:Статья</ref>, что может некоторым образом указывать на то, что они изменили своё решение.

В 1994 году Международный союз теоретической и прикладной химии предложила название «дубний», поскольку название «резерфордий» было предложено для 106-го элемента, и Международный союз теоретической и прикладной химии считал, что группа Объединённый институт ядерных исследований должна быть достойно почтена за их вклад. Однако на этом спор по поводу названий для элементов 104—107 не закончился. Только в 1997 году дискуссия была завершена, и для 104-го элемента было принято текущее название «резерфордий», а для элемента 105 — название «дубний».

Название «резерфордий» в честь выдающегося английского физика Эрнеста Резерфорда было принято Международным союзом теоретической и прикладной химии в 1997 году (одно время «резерфордием» назывался 106-й элемент — сиборгий). До принятия этого названия элемент назывался «уннильквадием», обозначение Unq (в соответствии с общим соглашением о наименовании элементов, названия которых пока не утверждены, от латинских названий цифр 1, 0 и 4).

Химические свойства

Структура хлорида резерфордия

Ранние расчёты показывалиШаблон:Когда, что релятивистские эффекты в электронных оболочках резерфордия могут быть достаточно сильными, чтобы p-орбитали имели меньший уровень энергии, нежели d-орбитали, что делало бы его химические свойства похожими на свойства свинца. Но более точные расчёты и изучение полученных соединений показали, что он ведёт себя, как и остальные элементы IV группы.

Химические свойства резерфордия были определены с использованием ультрамалых количеств вещества чешским химиком Иво Звара. Было установлено, что 104 элемент химически является аналогом гафния. В степени окисления +4 он образует летучие при температурах 250—300 °C галогениды RfCl₄ и RfBr₄<ref>Шаблон:Cite web</ref>. При экстракционных процессах с участием сложных комплексных ионов поведение резерфордия значительно отличается от поведения ионов трёхвалентных актиноидов и свидетельствует о существовании в этих системах иона Rf⁴⁺, что доказывает его сходство с гафнием<ref name="Kratz03"/>.

Изотопы

Шаблон:Main На начало 2016 года известно 16 изотопов резерфордия (а также 4 ядерных изомера) с массовыми числами от 253 до 270 и периодом полураспада от долей микросекунд до 1,3 часа (²⁶⁷Rf).

Ссылки

• Резерфордий на Webelements
• Резерфордий в Популярной библиотеке химических элементов
• О синтезе элемента на сайте ОИЯИ Шаблон:Wayback

	1	2															3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
1
2
3
4
5
6
7