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Rutherfordium benannt nach Ernest Rutherford. |
Rutherfordium
| Atomzahl: | 104 | Atomradius: | empirisch: 150 pm (geschätzt) |
| Atomsymbol: | Rf | Schmelzpunkt: | 2400 K (2100 °C, 3800 °F) (vorhergesagt) |
| Atomgewicht: | 267 | Siedepunkt: | 5800 K (5500 °C, 9900 °F) (vorhergesagt) |
| Elektronenkonfiguration: | 7s25f146d2 | Oxidationszustände: | 4, (3), (2) |
Geschichte
Im Jahr 1964 beschossen Mitarbeiter des Gemeinsamen Kernforschungsinstituts in Dubna (U.S.S.R.) Plutonium mit beschleunigten 113 bis 115 MeV Neon-Ionen. Durch Messung der Spaltspuren in einem Spezialglas mit einem Mikroskop entdeckten sie ein Isotop, das durch spontane Spaltung zerfällt. Sie vermuteten, dass es sich bei diesem Isotop mit einer Halbwertszeit von 0,3 +/- 0,1 s um das Isotop 260-104 handeln könnte, das durch die folgende Reaktion entsteht: 242Pu + 22Ne –> 260Rf +4n.
Element 104, das erste Transactinid-Element, dürfte ähnliche chemische Eigenschaften wie Hafnium aufweisen. Es würde zum Beispiel mit Chlor eine relativ flüchtige Verbindung (ein Tetrachlorid) bilden.
Die sowjetischen Wissenschaftler haben Experimente zur chemischen Identifizierung durchgeführt und versucht zu zeigen, dass die 0,3-s-Aktivität flüchtiger ist als die der relativ nicht flüchtigen Aktinidentrichloride. Dieses Experiment erfüllt nicht den Test, das neue Element chemisch von allen anderen zu trennen, aber es liefert wichtige Hinweise für die Bewertung. Die von den sowjetischen Wissenschaftlern herausgegebenen Daten reduzierten die Halbwertszeit des Isotops, mit dem sie arbeiteten, von 0,3 auf 0,15 s.
Isotope
Im Jahr 1969 berichteten Ghiorso, Nurmia, Harris, K.A.Y. Eskola und P.L. Eskola von der Universität von Kalifornien in Berkeley, dass sie zwei und möglicherweise drei Isotope des Elements 104 eindeutig identifiziert hätten. Die Gruppe gab an, dass sie nach wiederholten Versuchen das Isotop 260104 hergestellt haben, über das die Dubna-Gruppen 1964 berichtet hatten.
Die Entdeckungen in Berkeley wurden durch Beschuss eines Targets aus 249Cf mit 12C-Kernen von 71 MeV und 13C-Kernen von 69 MeV gemacht. Durch die Kombination von 12C mit 249Cf und die sofortige Emission von vier Neutronen entstand das Element 257104. Dieses Isotop hat eine Halbwertszeit von 4 bis 5 s und zerfällt durch die Emission eines Alphateilchens in 253No mit einer Halbwertszeit von 105 s.
Die gleiche Reaktion, jedoch mit der Emission von drei Neutronen, soll 258104 mit einer Halbwertszeit von etwa 1/100 s erzeugt haben.
Das Element 259104 entsteht durch die Verschmelzung eines 13C-Kerns mit 249Cf, gefolgt von der Emission von drei Neutronen. Dieses Isotop hat eine Halbwertszeit von 3 bis 4 s und zerfällt durch Aussendung eines Alphateilchens in 255No, das eine Halbwertszeit von 185 s hat.
Tausende von Atomen von 257104 und 259104 wurden nachgewiesen. Die Berkeley-Gruppe glaubt, dass ihre Identifizierung von 258-104 korrekt ist, misst dieser Arbeit jedoch weniger Vertrauen bei als ihrer Arbeit an 257104 und 259104.