Rutherfordium: Het element

Rutherfordium is een scheikundig element met symbool Rf en atoomnummer104, genoemd naar de natuurkundige Ernest Rutherford. Het is een synthetisch element (gemaakt in een laboratorium) en is radioactief. De meest stabiele isotoop 267Rf heeft een halveringstijd van ongeveer 1,3 uur. In de jaren 1960 werden kleine hoeveelheden rutherfordium geproduceerd in laboratoria in de voormalige Sovjet-Unie en in de VS. De naamgeving van het element werd betwist door Russische en Amerikaanse wetenschappers daardoor kreeg het element pas in 1997 zijn officiële naam rutherfordium .

Het element rutherfordium in het periodiek systeem

In het periodiek systeem van elementen is rutherfordium een element uit het d-blok en het tweede element van de vierde rij overgangsmetalen. Het is een lid van de 7e periode en behoort tot de elementen van groep 4. Chemische experimenten bevestigen dat rutherfordium zich gedraagt als de zwaardere homoloog van hafnium in Groep 4. De chemische eigenschappen van rutherfordium zijn slechts gedeeltelijk onderzocht en zijn vergelijkbaar met de chemie van de andere elementen uit groep 4.

Algemene eigenschappen van het element rutherfordium 104Rf

Naam	Symbool	Atoom- nummer	Standaard - atoommassa	Reeks	Groep	Blok	Periode
Rutherfordium	Rf	104	[267]	Overgangs- metaal	Groep 4	d-blok	Periode 7

Physche en chemische eigenschappen van het element Rutherfordium

Elektron- configuratie	Aggregatie- toestand	Smelt- punt	Kook- punt	Dicht- heid	Kristal- structuur	Oxidatie- toestanden	Ionisatie- energie	Atoom- radius
[Rn] 5f14 6d2 7s2 per schaal 2, 8, 18, 32, 32, 10, 2	Vast	2400 K 2100 °C 3800 °F Voorspeld	5800 K 5500 °C 9900 °F Voorspeld	23,2 g/cm3	hexagonaal (hcp) Voorspeld	4,[1] (3, 2) tussen haakjes Voorspeld	1st: 579.9 2nd: 1389.4 3rd: 2296.4 Voorspeld	Covalent 157 pm voorspeld

Bohr's atoommodel van Rutherfordium / Bron: Wikipedia

Ontdekking van het element Rutherfordium

Rutherfordium werd ontdekt in 1964 in het Joint Institute for Nuclear Research (JINR) in Dubna Rusland. Men beschoot plutonium-242 met neon-22 ionen:

242/94Pu + 22/10Ne → 264/104Rf

Onderzoekers aan de Universiteit van Berkeley produceerden het element 257Rf door het beschieten van californium-249 met koolstof-12 ionen gevolgd door alfa-4 verval volgens:

249/98Cf + 12/6C → 257/104Rf + 4 n

Isotopen van het element Rutherfordium

Ernest Rutherford New Zealand 1871- United Kingdom 1937

Rutherfordium heeft geen stabiele, in de natuur voorkomende isotopen. De radioactieve isotopen worden gesynthetiseerd in het laboratorium door samensmelten van twee atoomkernen of door het verval van zwaardere elementen. Vijftien verschillende isotopen zijn geïdentificeerd met atoommassa's van 253-268 . De lichtste isotopen worden gesynthetiseerd door fusie tussen twee lichtere kernen en als vervalproducten. De zwaarste isotoop geproduceerd door directe fusie is 262Rf; nog zwaardere isotopen zijn alleen waargenomen als vervalproducten van elementen met grotere atoomnummers. De isotopen 266Rf en 268Rf zijn ook waargenomen als verval producten met korte halfwaardetijden tot spontane splijting. Van isotoop 264Rf is de verwachting dat het een lange halveringstijd van 1 uur zal hebben. 265Rf heeft een halveringstijd van 2,5 min.

De stabielste isotopen van het element Rutherfordium

Isotoop	NA	Halveringstijd	Vervalmodes	Vervalenergie (MeV)	Vervalproduct
261Rf	Synthetisch	70 sec	>80% α <15% ε	8.28	257No 261Lr <10%SF
263Rf	Synthetisch	15 min	<100% SF 30% α	7,90?	259No
265Rf	Synthetisch	2.5 min	SF?, α?	---	---
266Rf?	Synthetisch	10? uur	SF	---	---
267Rf	Synthetisch	1.3 uur	SF	---	---
268Rf?	Synthetisch	6 uur?	α?,SF?	---	---

Toelichting op de chemische eigenschappen van Rutherfordium

Berekeningen gebaseerd op onder andere ionisatie potentialen, atoomstraal, elektronbaan energieën van de geïoniseerde toestanden zijn vergelijkbaar met hafnium. Daarom werd geconcludeerd dat de basis eigenschappen van rutherfordium zullen lijken op de andere elementen van groep 4, zoals titaan, zirkonium en hafnium. De oxidatietoestand +4 is de stabiele toestand voor rutherfordium, daarnaast wordt verwacht dat het een minder stabiele +3 toestand kan aannemen.
Analoog aan zirkonium en hafnium is rutherfordium stabiel, met een hoog smeltpunt voor een oxide RfO2. Het reageert met halogenen tot tetrahalides RfX4, die hydrolyseren bij contact met water tot xyhalogeniden RfOX2. (X is een halogeen)

Toelichting op de fysische eigenschappen van Rutherfordium

Het element rutherfordium is vast onder normale omstandigheden bij kamertemperatuur. Het heeft een hexagonale zeer dichte kristalstructuur, vergelijkbaar met hafnium en mede daardoor is het een zeer zwaar metaal met een dichtheid van ongeveer 23,2 g / cm3, dat is de grootste dichtheid van de bekende elementen.