تفاوت میان نسخه‌های «رادرفوردیم»

نثر بهتر
(نجات ۱ منبع و علامت‌زدن ۰ به‌عنوان مرده.) #IABot (v2.0)
(نثر بهتر)
 
=== خواص شیمیایی ===
رادرفوردیم اولین [[فلز واسطه]] دورهٔ هفتم و دومین عضو [[بلوک دی|سری ۶d]] در بین [[فلز واسطه|فلزات واسطه]] است. محاسبات [[انرژی یونش|انرژی یونشی]]، [[شعاع اتمی]]،{{رچ}} [[اوربیتال اتمی]] و [[حالت پایه]] آن شبیه [[هافنیم]] است و شباهت چندانی به [[سرب]] ندارد. (علت مقایسهٔ خواص رادرفوردیم با این دو فلز آن است که رادرفوردیم در زیر [[هافنیم]] و دیگر عناصر گروه ۴ یعنی [[تیتانیم]] (Ti) و [[زیرکونیم]]{{Efn|Zirconium}} (Zr) جای دارد؛ و سرب هم که در سمت راست رادرفوردیم در [[جدول تناوبی]] قرار دارد [[فلز پایه|فلزی پایه]] با خواص شیمیایی ثابت و عادی است.) پیش‌بینی‌های ابتدایی در مورد خواص شیمیایی رادرفوردیم، محاسباتی بودند که نشان می‌دادند [[لایهانرژی الکترونی|لایه‌هایمدار الکترونی]]۷p آنکمتر می‌تواننداز به‌قدریانرژی قویمدار باشند۶d کهآن [[اوربیتالخواهد اتمی|اوربیتالبود. ۷p]] را نیز داشته باشد.طبق این درمحاسبات حالی است که رادرفوردیم در واقع تالایهٔ [[لایهالکترون‌های الکترونیظرفیت|لایهٔ الکترونی]] ۶d را دارد. این محاسبات نشان می‌دادند کهآخر رادرفوردیم]] [[الکترون‌هایبه ظرفیت]]شکل ۶d<sup>۱</sup>، ۷s<sup>۲</sup>، ۷p<sup>۱</sup> و یا حتی ۷s<sup>۲</sup>، ۷p<sup>۲</sup> راباشد؛ نیزو داشتهاین باشد.بدان اینمعنا نشان می‌دادبود که رادرفوردیم بیشتر مانند [[سرب]] رفتار می‌کند تا هافنیم. بعدها با محاسباتی دقیق‌تر ثابت شد که این ادعا مردود است و رادرفوردیم مانند سایر اعضای [[گروه ۴ جدول تناوبی|گروه ۴]] رفتار می‌کند. ازاین‌رو می‌توان گفت که خصوصیات رادرفوردیم با عناصر [[گروه ۴ جدول تناوبی]] یعنی [[تیتانیم]]، [[زیرکونیم]] و [[هافنیم]] مطابقت دارد. در عین حال برخی از خواص رادرفوردیم تنها در [[گاز|حالت گازی]] و [[محلول آبی|محلول‌های آبی]] آن مشخص می‌شود مانند [[عدد اکسایش]] آن که برابر با ۴+ بوده و پیش‌بینی می‌شود که [[پتانسیل اکسید و احیا]] آنآن، که پیش‌بینی می‌شود که بیش از ۱٫۷ ولت باشد.<ref dir=ltr>{{پک|Kratz|2001|زبان = en|ک=Critical evaluation of the chemical properties of the transactinide}}</ref>
[[پرونده:Hf-crystal bar.jpg|جایگزین=هافنیم|بندانگشتی|468x468px|[[هافنیم]]]] درامروز اینجاپیش‌بینی [[اوربیتالمی‌شود اتمی|اوربیتال]]‌هایکه آرایش الکترونی رادرفوردیم مشاهدهبه می‌شوداین شکل باشد:
 
{{چپ‌چین}}
۱s<sup>۲</sup> ۲s<sup>۲</sup> ۲p<sup>۶</sup> ۳s<sup>۲</sup> ۳p<sup>۶</sup> ۳d<sup>۱۰</sup> ۴s<sup>۲</sup> ۴p<sup>۶</sup> ۴d<sup>۱۰</sup> ۴f<sup>۱۴</sup> ۵s<sup>۲</sup> ۵p<sup>۴</sup> ۵d<sup>۱۰</sup> ۵f<sup>۱۴</sup> ۶s<sup>۲</sup> ۶p<sup>۶</sup> ۶d<sup>۲</sup> ۷s<sup>۲</sup>
{{پایان چپ‌چین}}
درست مانند زیرکونیم و هافنیم، پیش‌بینی شده که اکسید رادرفوردیم (RfO<sub>۲</sub>) [[دیرگداز|دیرگدازی]] پایدار باشد که با [[هالوژن]]‌ها واکنش نشان دهد و Rf<math display="inline">X </math><sub>۴</sub> تولید می‌کند (<math display="inline">X </math>هالوژن مورد نظر است) که در تماس با آب به شکل RfO<math display="inline">X </math><sub>۲</sub> به‌دست می‌آید. (یعنی با اکسیژن موجود در آب واکنش می‌دهد و ترکیب می‌شود) این مسئله پیشنهاد می‌دهد که رادرفوردیم،{{رچ}} جامدی [[ترکیبات آلی فرار|فرّار]] است و [[مونومر]] رادرفوردیمآن در فاز گازی آن به شکل چهاروجهی موجود است.<ref dir=ltr>{{پک|Nagame|2016|زبان = en|ک=Chemical properties of Rutherfordium (Rf) and Dubnium (Db) in the aqueous phase}}</ref> در فاز آبی هم،{{رچ}} [[یون]]<sup>+</sup>Rf<sup>۴</sup> از [[تتراکلرید تیتانیم|تیتانیم (IV)]] به‌مقدار کمتر [[آبکافت|هیدرولیز]] می‌شود هرچند که مقادیر آن تا حدودی به زیرکونیم و هافنیم شبیه است؛ در نتیجه این منجر به تولید یون <sup>+</sup>RfO<sup>۲</sup> می‌شودتولید خواهد شد. رفتارواکنش [[هالید]]ها با یون‌های هالید تشکیل یون‌های پیچیده و کمپلکس‌ها را ممکن می‌سازد. استفاده از یون‌های کلرید و برمید؛ تولید هگزاهالیدهایی همچون <span lang="en" dir="ltr"><math display="inline">\mathrm{RfCl}^{2-}_{6}</math></span> و <span lang="en" dir="ltr"><math display="inline">\mathrm{RfBr}^{2-}_{6}</math></span> را ممکن می‌سازد. زیرکونیم و هافنیم برای تشکیل [[کمپلکس شیمیایی|کمپلکس‌های]] [[فلوئور]]، تمایل دارند که به شکل -هپتا و -اکتا کمپلکس تشکیل دهند؛ بنابراین تولید یون رادرفوردیم در مقیاس‌های بزرگ‌تر با کمپلکس‌های <span lang="en" dir="ltr"><math display="inline">\mathrm{RfF}^{2-}_{6}</math></span>،{{رچ}} <span lang="en" dir="ltr"><math display="inline">\mathrm{RfF}^{3-}_{7}</math></span> و <span lang="en" dir="ltr"><math display="inline">\mathrm{RfF}^{4-}_{8}</math></span> امکان‌پذیر استخواهد بود.<ref dir=ltr>{{پک|Nagame|2016|زبان = en|ک=Chemical properties of Rutherfordium (Rf) and Dubnium (Db) in the aqueous phase}}</ref>[[پرونده:Osmium crystals.jpg|جایگزین=اسمیم|راست|بندانگشتی|311x311پیکسل|[[اسمیم]]]]
 
=== خواص فیزیکی و اتمی ===
پیش‌بینی می‌شود رادرفوردیم در شرایط عادی جامد بوده و فلزی بسیار سنگین با چگالی ۲۳٫۲ گرم بر سانتی‌متر مکعب باشد. این رقم در مقابل [[اسمیم|اُسمیم]]{{Efn|Osmium}} (<sub>۷۶</sub>Os،{{رچ}} سنگین‌ترین عنصری که چگالی آن اندازه‌گیری شده و چگالی‌اش برابر با ۲۲٫۶۱ گرم بر سانتی‌متر مکعب است) اندکی بیشتر است. [[شعاع اتمی]] رادرفوردیم نزدیک ۱۵۰ [[پیکومتر]] تخمین زده شده‌است. در بین ایزوتوپ‌هایش ایزوتوپ‌های سنگین‌تر نیمه‌عمرهایی به‌نسبت کمتر نیز دارند به غیر از <sup>۲۶۷</sup>Rf که به دلیل اثرات نسبیتی پایدارترین ایزوتوپ است و نیمه‌عمری بیش از ۱ ساعت دارد.<ref dir=ltr>{{پک|Nagame|زبان = en|ک=Chemical studies on Rutherfordium at JAERI}}</ref> تثبیت نسبیتی مدار ۷s و بی‌ثبات شدن مدار ۶d موجب می‌شود که دو یون <sup>+</sup>Rf و <sup>+</sup>Rf<sup>۲</sup> تشکیل شود و [[الکترون‌های ظرفیت]] خود را جایگزین الکترون‌های لایهٔ ۷d کند،{{رچ}} که این ویژگی رادرفوردیم، برعکس رفتار [[هافنیم]] است.<ref dir=ltr>{{پک|Hofmann|2009|زبان = en|ک=The Euroschool Lectures on Physics with Exotic Beams|ص=203–252}}</ref>
 
== شیمی آزمایشگاهی ==
 
=== فاز گازی ===
مطالعات اولیه در خصوص خواص شیمیایی رادرفوردیم بر روی [[کروماتوگرافی گازی]] متمرکز شده بود که در تلاش برای تأکید مجدد بر کشف این عنصر در دوبنا صورت گرفت. اکتشافات اخیر نسبت به اکتشافات قدیمی در مورد شناسایی ترکیبات اصلی رادرفوردیم قابل اعتمادتر هستند و در این مطالعات از ایزوتوپ پرتوزای <sup>۲۶۱m</sup>Rf برای این مطالعات استفاده شده‌است.<ref dir=ltr>{{پک|Nagame|زبان = en|ک=Chemical studies on Rutherfordium at JAERI}}</ref> هرچند که عمرنیمه‌عمر طولانی ایزوتوپ <sup>۲۶۷</sup>Rf (تولید شده در فروپاشی زنجیره‌ای از <sup>۲۹۱</sup>Lv، {{رچ}}<sup>۲۸۷</sup>Fl و <sup>۲۸۳</sup>Cn) ممکن بود برای آزمایش مفیدتر باشد.<ref dir=ltr>{{پک|Moody|زبان = en|ک=The Chemistry of Superheavy Elements|ص=24–8}}</ref> برای آزمایش مفیدتر باشد. آزمایش‌ها متکی بر این انتظارفرضیه بودبودند که رادرفوردیم آغازگر سری ۶d خواهد شد و بایدیک به[[هندسه شکل‌گیری یکمولکولی چهاروجهی|مولکول که با توجه به طبیعت چهاروجهی مولکول،]]،{{رچ}} با یک تتراکلرید فرار باشد،{{رچ}} کمک کنددارد.<ref dir=ltr>{{پک|Türler|زبان = en|ک=Evidence for relativistic effects in the chemistry of element 104|ص=271–273}}</ref><ref dir=ltr>{{پک|Nagame|زبان = en|ک=Chemical studies on Rutherfordium at JAERI}}</ref><ref dir=ltr>{{پک|Oganessian|2009|زبان = en|ک=Superheavy elements in D I Mendeleev's Periodic Table|ص=1077–1087}}</ref> مولکولِ کلرید رادرفوردیم (IV) از [[کلرید هافنیم (IV)|کلرید هافنیم (]]HfCl<sub>۴</sub>) [[کلرید هافنیم (IV)|(IV]]) فرارتر است زیرا پیوندهای آن[[پیوند کووالانسی|کووالانسی]] آن[[پیوند کووالانسی|کووالانسی‌تر]] قوی‌تر هستند. یک سری از آزمایش‌ها نیز تأیید کردند که رادرفوردیم به‌عنوان یک عضو معمولی از گروه ۴ رفتار می‌کندخواهدکرد و یک کلرید (RfCl<sub>۴</sub>) و، برمید (RfBr<sub>۴</sub>) و همچنین یک اکسی کلرید (RfOCl<sub>۲</sub>) تشکیل می‌دهدخواهد داد. هنگامی که [[پتاسیم کلرید]]{{Efn|Potassium chloride}} در فاز جامد به جای گاز با RfCl<sub>۴</sub> ترکیب شد کاهش نوساناتی مشاهده شد که به‌شدت نشان‌دهندهٔ شکل‌گیری K<sub>۲</sub>RfCl<sub>۶</sub> است.<ref dir=ltr>{{پک|Gäggeler|2007|زبان = en|ک=Lecture Course Texas A&M: Gas Phase Chemistry of Superheavy Elements}}</ref>
 
=== فاز مایع ===
انتظار می‌رود که [[آرایش الکترونی]] رادرفوردیم به شکل [[رادون|Rn]]] <!--ابر-->۵f<sup>۱۴</sup> ۶d<sup>۲</sup><!--/ابر--> ۷s<sup>۲</sup>] باشد و در نتیجه رفتاری شبیه به [[هافنیم]] با [[آرایش الکترونی]][[زنون|Xe]]] <!--ابر-->۴f<sup>۱۴</sup> ۵d<sup>۲</sup><!--/ابر--> ۶s<sup>۲</sup>] در [[گروه ۴ جدول تناوبی]] داشته باشد؛ بنابراین باید به‌آسانی [[هیدرات]] [[یون]]<sup>+</sup>Rf<sup>۴</sup> را باید به‌آسانی در یک محلول اسیدی قوی تولید کندشود؛ به شکلی وکه در اسیدهایی مانند [[هیدروکلریک اسید]]{{Efn|Hydrochloric acid}}،{{رچ}} [[هیدروبرومیک اسید]]{{Efn|Hydrobromic acid}} یا [[هیدروفلوئوریک اسید|اسید هیدروفلوئوریک]]{{Efn|Hydrofluoric acid}} بتواند [[کمپلکس شیمیایی]] تشکیل دهد.<ref dir=ltr>{{پک|Nagame|زبان = en|ک=Chemical studies on Rutherfordium at JAERI}}</ref>
 
قطعی‌ترین مطالعات شیمیایی دردربارهٔ خصوصخواص رادرفوردیم توسط تیمی ژاپنی در <!--ابر-->[[موسسه انرژی اتمی ژاپن|مؤسسهموسسهٔ انرژی اتمی ژاپن]]<!--/ابر--> با استفاده از ایزوتوپ <sup>۲۶۱m</sup>Rf صورت گرفته‌است. آزمایش‌هایی مبنی بر استخراج رادرفوردیم از محلول‌های [[هیدروکلریک اسید]] حاوی [[توریم]]{{Efn|Thorium}} و [[گروه ۴ جدول تناوبی|عناصر گروه ۴]] یعنی رادرفوردیم،{{رچ}} [[هافنیم]]،{{رچ}} [[زیرکونیم]] و [[تیتانیم]]؛ و درنهایت ثابت کردند که رادرفوردیم مانند [[آکتینیدها]]{{Efn|Actinides}} رفتار نمی‌کند. یک مقایسه با عناصر سبک‌تر گروه ۴،{{رچ}} آن را دقیقاً در همین گروه قرار داد. وهمچنین تشکیل کمپلکس هگزاکلرید رادرفوردات در محلول‌های کلریدیکلریدی، راهم نیزاطمینان اثباتبیشتری کردبه کهتیم خودتحقیقاتی نیزدربارهٔ شبیهشباهت رادرفوردیم به [[هافنیم]] و [[زیرکونیم]] رفتار می‌کردداد.<ref dir=ltr>{{پک|Nagame|زبان = en|ک=Chemical studies on Rutherfordium at JAERI}}</ref>
 
{{چپ‌چین}}