رادرفوردیم

رادرفوردیم (به انگلیسی: Rutherfordium) یک عنصر شیمیایی مصنوعی با نماد Rf و عدد اتمی ۱۰۴ است که به افتخار فیزیکدان نامی و برنده جایزه نوبل شیمی، ارنست رادرفورد نام‌گذاری شده‌است. این عنصر، مصنوعی است و در طبیعت یافت نمی‌شود و تنها می‌توان آن را در آزمایشگاه ساخت. رادرفوردیم پرتوزا است و پایدارترین ایزوتوپ شناخته‌شده آن، ۲۶۷ Rf است که نیمه‌عمری نزدیک به ۱ ساعت و ۱۸ دقیقه دارد.
در جدول تناوبی عناصر، رادرفوردیم در چهارمین و آخرین دوره بلوک d قرار دارد و در این بلوک، دومین عنصر است؛ همچنین این عنصر در گروه ۴ و دوره ۷ جای می‌گیرد. آزمایش‌ها نشان داده که رادرفوردیم ویژگی‌های الکتروشیمیایی مشترکی با هافنیم که عنصری سبک‌تر در گروه ۴ است، دارد. تا کنون تنها بخشی از ویژگی‌های شیمیایی رادرفوردیم روشن شده‌است. این ویژگی‌ها با شیمی دیگر عناصر گروه ۴ قابل مقایسه‌اند هرچند که برخی محاسبات نشان می‌دهد که رادرفوردیم به دلیل اثرات نسبیتی می‌تواند ویژگی‌های بسیار متفاوتی از خود نشان دهد.
در دهه ۱۹۶۰، مقدار کمی رادرفوردیم در موسسه مشترک تحقیقات هسته‌ای اتحاد جماهیر شوروی و مقداری هم در آزمایشگاه ملی لارنس برکلی کالیفرنیا تولید شد. اولویت کشف و درنتیجه نام‌گذاری این عنصر، میان دانشمندان شوروی و آمریکایی مورد اختلاف قرار گرفت تا این که در سال ۱۹۹۷، اتحادیه بین‌المللی شیمی محض و کاربردی (آیوپاک)، رادرفوردیم را به عنوان نام رسمی این عنصر تایید کرد.
تاریخچه
کشف عنصری جدید
رادرفوردیم — که به افتخار ارنست رادرفورد به این نام نامیده شد — برای اولین بار در سال ۱۹۶۴ به‌صورت مصنوعی در موسسه تحقیقات هسته‌ای دوبنا شوروی سابق ساخته شد. محققان در این شیوه، اتم پلوتونیم را با یون‌های نئون بمباران کردند سپس آن را در معرض کلرید همچون زیرکونیم تترا کلرید قرار دادند در نهایت آنها با ماده‌ای با خواص اکا-هافنیم روبرو شدند. اگرچه آنها نیمه‌عمر را به‌دقت اندازه‌گیری نکردند، ولی ادعا کردند که در این شکافت هسته‌ای با استفاده از پرتو ایکس مشاهداتی انجام شده که اثری از یک واپاشی آلفای متعلق به ۲۵۷ Rf در آن رصد شده‌است؛ و این اشاره به ظهور یک عنصر جدید دارد:
در سال ۱۹۶۹، پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا در برکلی این عنصر را با ترکیب کالیفرنیم و کربن و از طریق برخورد با یک منبع انرژی قوی تولید کردند. این گروه همچنین اعلام کردند که نتوانسته‌اند ترکیب قبلی را که توسط دانشمندان روسی به‌وجود آمده بود، مجددا بسازند.
راه‌های ساخت
دانشمندان موسسه مشترک تحقیقات هسته‌ای در نخستین مطالعه خود، دو شکافت خود به خود را با نیمه‌عمر ۰٫۳ ثانیه و ۸ ثانیه مشاهده کردند. ماده نخست ناشناخته ماند ولی ماده دوم بعدها به‌عنوان ۲۵۹ Rf شناسایی شد. آن‌ها در سال ۱۹۶۶ آزمایش را به‌وسیله ترکیبات آلی فرار تکرار کردند که موجب دستیابی به چنین نتایجی شد. آن‌ها یک کلرید فرار را شناسایی کردند که مانند هافنیم رفتار می‌کرد و در اکثر مواقع به‌سرعت به روش شکافت خود به خود تجزیه می‌شد. این مدرکی قوی بر این موضوع است که RfCl ۴ تولید شده بود؛ با اینکه موسسه مشترک تحقیقات هسته‌ای اعلام کرد که محصول آزمایش ۲۵۹ Rf بوده؛ و از آن جایی که نیمه‌عمر آن به‌دقت اندازه‌گیری نشده بود و با RfCl ۴ مطابقت نداشت، این فرضیه رد شد. این آزمایش بارها تکرار شد تا این که در سال ۱۹۷۱ نیمه‌عمر آن ۴٫۵ ثانیه اندازه‌گیری شد. راست در سال ۱۹۶۹ یک گروه در دانشگاه کالیفرنیا که توسط آلبرت گیورسو هدایت می‌شد، تلاش کرد که نتایج موسسه مشترک تحقیقات هسته‌ای را تکرار کند و کوریم ( ۲۴۸ Cm) و اکسیژن ( ۱۶ O) را ترکیب کند اما نتوانست نتیجه را تکرار و نیمه‌عمر آن را ثبت کند؛ البته آزمایش چندان هم بی‌نتیجه نبود زیرا در این آزمایش ایزوتوپ ۲۶۰ Rf تولید و نیمه‌عمر آن ۱۰ تا ۳۰ میلی‌ثانیه اندازه‌گیری شد.
در سال ۱۹۷۷ دانشمندان روسی در موسسه مشترک تحقیقات هسته‌ای واقع در دوبنا، برکلیم ( ۲۴۹ Bk) نیتروژن ( ۱۴ N) را ترکیب کردند، ولی در سال ۱۹۸۵ تایید نمودند که محصول واکنش ۲۶۰ Rf بوده و واپاشی آن از نوع شکافت خود به خود و نیمه‌عمر آن ۲۸ میلی‌ثانیه است.
در سال ۱۹۶۶ آزمایشی شبیه به این آزمایش، در آزمایشگاه ملی لارنس برکلی در کالیفرنیا انجام دادند و ایزوتوپ ۲۶۲ را مشاهده کردند. این گروه نیمه‌عمر آن را ۲٫۱ ثانیه اندازه‌گیری کرد که این رقم اختلاف چشم‌گیری با رقم واقعی که ۴۷ میلی‌ثانیه است، دارد.
گروه موسسه مشترک تحقیقات هسته‌ای در سال ۲۰۰۰ اعلام کردند که از یک واکنش همجوشی هسته‌ای برای ساخت رادرفوردیم استفاده کردند. آن‌ها ۲۵۶ No را مشاهده کردند که محصول واپاشی ۲۶۰ Rf بوده‌است؛ و یک اتم ۲۵۹ Rf را — که خود تجزیه شد — نیز رصد کردند. از این رو آزمایش را بارها تکرار کردند ولی نتایج متفاوتی به‌دست آمد. این امر باعث مداخله آزمایشگاه ملی لارنس برکلی برای تکرار آزمایش نیز شد تا محصول این آزمایش مشخص شود. در نهایت ۴ ایزوتوپ متفاوت ۲۶۱ Rf, ۲۶۰ Rf، ۲۵۹ Rf, ۲۵۸ Rf به‌دست آمد.
همجوشی سرد
در سال ۱۹۷۴ یک اتم رادرفوردیم در یک همجوشی سرد در دوبنا تولید شد. این اولین باری بود که یک اتم رادرفوردیم از این راه به‌دست می‌آمد. در این آزمایش از یک اتم سرب ۲۰۸ و تیتانیم ۵۰ استفاده شد. دانشمندان روسی واپاشی خود به خود ۲۵۶ Rf را مشاهده نمودند، ولی در مرکز تحقیقات یون سنگین هلمهولتز محصولات واپاشی ۲۵۵ Rf و ۲۵۷ Rf را شناسایی کردند.
تجزیه
بیشتر ایزوتوپ‌های رادرفوردیم با جرم اتمی زیر ۲۶۲ به‌عنوان محصولات فروپاشی عناصر سنگین‌تر نیز مشاهده شده‌اند و این موجب اصلاح خواص پیش‌بینی‌شده در مورد ایزوتوپ‌های رادرفوردیم شد؛ ولی ایزوتوپ‌های سنگین‌تر رادرفوردیم برخلاف ایزوتوپ‌های سبک‌تر تنها به‌عنوان محصولات فروپاشی مشاهده شده‌اند. برای مثال چند ذره آلفا در تولید ۲۶۷ Rf در زنجیره فروپاشی دارمشتادیم-۲۷۹ در سال ۲۰۰۴ مشاهده شد:
رادرفوردیم-۲۶۷ تولیدشده در آزمایش، تحت شکافت خود به خود با نیمه‌عمر حدود ۱ ٫ ۳ ساعت تجزیه شد.
تحقیقات در سنتز دوبنیم-۲۶۳ در سال ۱۹۹۹ در دانشگاه برن نشان داد که ۲۶۸ Db با گیراندازی الکترون به ۲۶۸ Rf تجزیه می‌شود. محققان دانشگاه برن رادرفوردیم را تقسیم کردند و چند شکافت خود به خود با نیمه‌عمرهایی طولانی — که حدود ۱۵ دقیقه بودند — رصد شد؛ ولی در یک بخش، واپاشی آلفایی با نیمه‌عمری حدود ۱۰ دقیقه مشاهده شد. گزارش‌های فروپاشی زنجیره‌ای فلرووریم-۲۸۵ در سال ۲۰۱۰ نشان داد پنج واپاشی آلفای متوالی صورت گرفت و محققان دانشگاه برن در نهایت به این نتیجه رسیدند که ۲۶۸ Rf به‌دلیل ناپایداری، با واکنش شکافت خود به خود پس از ۱۸۲ ثانیه تجزیه شد.
برخی از شواهد تجربی به‌دست‌آمده در سال ۲۰۰۴ نشان می‌داد که برای تولید رادرفوردیم در یک زنجیره واپاشی استفاده از ایزوتوپ‌های عناصر سنگین‌تر نیز ممکن است، مانند مسکوویم-۲۸۸ که ایزوتوپ ۲۶۸ Rf در زنجیره فروپاشی آن مشاهده شد:
\mathrm{^{288_{115Mc \rarr ^{284_{113Nh+\alpha \rarr ^{280_{111Rg+\alpha\rarr ^{276_{109Mt+ \alpha\rarr \mathrm{^{272_{107Bh + \alpha \rarr \mathrm{^{268_{105Db +\alpha\rarr \mathrm{^{268_{104Rf^*+
\nu_e
اما آخرین گام در این زنجیره نامشخص است. پس از این پنج فروپاشی آلفا که دوبنیم-۲۶۸ را تولید کرد، شکافت‌هایی مشاهده شد که نیمه‌عمرهایی طولانی داشتند. مشخص نیست که آیا این شکافت‌ها به‌علت شکافت خود به خود ۲۶۸ Db صورت می‌گیرند یا اینکه ۲۶۸ Db با گیراندازی الکترون رادرفوردیم-۲۶۸ با نیمه‌عمری بالا تولید می‌کند. از آن جایی که گیراندازی الکترون ۲۶۸ Db تشخیص داده نمی‌شود؛ می‌توان علت این شکافت‌های خود به خود را به این شکل توضیح داد: نیمه‌عمر ۲۶۸ Rf که به‌دلیل نیمه‌عمر بسیار کم آن نمی‌تواند بررسی و استخراج شود. یک مکانیسم مشابه برای شکل‌گیری ۲۷۰ Rf و ایزوتوپ‌های سنگین‌تر از آن به‌عنوان محصول واپاشی عناصری مانند ۲۷۰ Db (که در زنجیره فروپاشی ۲۹۴ Ts که برای اولین بار در سال ۲۰۱۰ سنتز شده بود) وجود دارد؛ ولی نیمه‌عمر آنها بسیار کوتاه بوده و خود پس از مدتی، طی فرایند شکافت خود به خود تجزیه می‌شود:
\mathrm{^{294_{117Ts+ ^{290_{115Mc+\alpha \rarr ^{286_{113Nh+\alpha \rarr ^{282_{111Rg+\alpha\rarr ^{278_{109Mt+ \alpha\rarr \mathrm{^{274_{107Bh + \alpha \rarr \mathrm{^{270_{105Db +\alpha\rarr \mathrm{^{270_{104Rf^*+
\nu_e
به‌گفته گزارشی که در سال ۲۰۰۷ در مورد سنتز نیهونیم منتشر شد، در آزمایش ایزوتوپ نیهونیم-۲۸۲ مشاهده شد این ایزوتوپ تحت یک فروپاشی مشابه به شکل فروپاشی ۲۶۶ Db — که تحت شکافت خود به خودی با نیمه‌عمر ۲۲ دقیقه تجزیه شد — به رونتگنیم تجزیه شد. با توجه به اینکه گیراندازی الکترون ۲۶۶ Db تشخیص داده نمی‌شود این شکافت‌های خود به خود ممکن است به دلیل ۲۶۶ Rf باشد که به خاطر نیمه‌عمر این ایزوتوپ نمی‌تواند استخراج شود.
305x305px
اختلاف نظرها در نام‌گذاری
در دهه ۱۹۶۰، مقدار کمی از رادرفوردیم در موسسه مشترک تحقیقات هسته‌ای در اتحاد جماهیر شوروی سابق و آزمایشگاه ملی لارنس برکلی در کالیفرنیا تولید شد. اولویت کشف و به همین ترتیب نام‌گذاری این عنصر بین دانشمندان شوروی و آمریکا مورد اختلاف قرار گرفت. اتحاد جماهیر شوروی سابق نام کورچاتوفیم را به افتخار فیزیکدان هسته‌ای ایگور کورچاتوف پیشنهاد داد، ولی با مخالفت دانشمندان آمریکایی مواجه شدند زیرا آنان نام رادرفوردیم را انتخاب کرده بودند. سپس دانشمندان روسی نام دوبنیم را پیشنهاد کردند ولی همچنان با مخالفت دانشمندان آمریکایی مواجه شدند. در نهایت در سال ۱۹۹۷، اتحادیه بین‌المللی شیمی محض و کاربردی (آیوپاک) نام رسمی این عنصر را انتخاب کرد. نام این عنصر از نام ارنست رادرفورد برنده جایزه نوبل سال ۱۹۰۸ گرفته شد؛ در نهایت عنصر بعدی به خود نام دوبنیم « ۱۰۵ Db» گرفت و تاکنون عنصری به نام کورچاتوفیم نامگذاری نشده‌است.
رادرفوردیم تنها عنصری نبود که نام‌گذاری آن با اختلاف نظرهایی مواجه شد؛ به غیر از آن شش عنصر دیگر دچار چنین اختلافاتی شدند. این عناصر عبارتند از لارنسیم، رادرفوردیم، دوبنیم، سیبورگیم، بوهریم، هاسیم و در نهایت مایتنریم. این اختلاف نظرها از عنصر مندلیفیم (عنصر بعد از فرمیم ۱۰۰ Fm) آغاز شد؛ ولی دانشمندان روسی به‌سرعت از موضع خود کناره‌گیری و نام‌گذاری آن را به دانشمندان آمریکایی محول کردند. چنین اتفاقی در مورد نوبلیم نیز رخ داد؛ ولی دانشمندان روسی در مورد لارنسیم پافشاری بیشتری کردند. سپس همین روال را در مورد عناصر بعدی یعنی عناصر رادرفوردیم تا مایتنریم هم پیش گرفتند. این اختلافات در سال ۲۰۰۴ به جنگ‌های پسافرمیمی معروف شد.
ایگور کورچاتوف
ایزوتوپ‌ها
رادرفوردیم هیچ ایزوتوپ پایداری ندارد و ایزوتوپ‌هایش از ۲۵۳ Rf تا ۲۷۰ Rf متغیر است و در کل ۱۶ ایزوتوپ پرتوزا دارد و ۴ ایزومر هسته‌ای آن شامل ۲ ۶ ۲m Rf, ۲۶ ۱m Rf، ۲ ۵ ۷ m Rf، ۲۵ ۳ m Rf است. حداکثر نیمه‌عمر ۲۶۳ Rf حدود ۱۱ دقیقه است و ایزومر ۲۶۱m Rf با نیمه‌عمری برابر ۸۱ ثانیه ناپایدارتر است.
ایزومر و ایزوتوپ‌های رادرفوردیم
ایزوتوپ
تعداد پروتون‌ها
تعداد نوترون‌ها
جرم اتم
نیمه‌عمر
نوع واپاشی
محصول واپاشی
اسپین
سال کشف
واکنش شیمیایی
حالت برانگیختگی
۲۵۳ Rf
۱۰۴
۱۴۹
۲۵۳٫۱۰۰۴۴(۴۴)؟
۱۳(۵) میلی ثانیه
(SF (۵۱٪
(نامشخص)
(۷٫۲)(+؟)
۱۹۹۴
( ۲۰۶ Pb( ۵۰ Ti، ۲n
( (۴۹٪
۲۴۹ No
۱۹۹۴
( ۲۰۶ Pb( ۵۰ Ti، ۲n
۲۵۳m Rf
۲۰۰(۱۵۰)؟ keV
۵۲(۱۴)(۴۸(+۱۷−۱۰))
نانو ثانیه
SF
(نامشخص)
(۱٫۲)(−؟)
( ۲۰۷ Pb( ۵۰ Ti، ۲n
۲۵۴ Rf
۱۰۴
۱۵۰
۲۵۴٫۱۰۰۰۵(۳۰)؟
۲۳(۳) نانو ثانیه
(SF (۹۹٫۷٪
(نامشخص)
۰+
۱۹۹۴
( ۲۰۸ Pb( ۵۰ Ti، ۲n
(۰٫۳٪) 
۲۵۰ No
۱۹۹۴
( ۲۰۸ Pb( ۵۰ Ti، ۲n
۲۵۵ Rf
۱۰۴
۱۵۱
۲۵۵٫۱۰۱۲۷(۱۲)؟
۱٫۶۴(۱۱) ثانیه
(SF (۵۲٪
(نامشخص)
(۹٫۲−)؟
۱۹۷۴
( ۲۴۹ Cf( ۱۲ C، ۴n
( (۴۸٪
۲۵۱ No
۱۹۷۴
( ۲۴۹ Cf( ۱۲ C، ۴n
۲۵۶ Rf
۱۰۴
۱۵۲
۲۵۶٫۱۰۱۱۵۲(۱۹)
۶٫۴۵(۱۴) میلی ثانیه
(SF (۹۶٪
(نامشخص)
۰+
۱۹۷۴
( ۲۴۹ Cf( ۱۲ C، ۴n
( (۶٪
۲۵۲ No
۱۹۷۴
( ۲۴۹ Cf( ۱۲ C، ۴n
۲۵۷ Rf
۱۰۴
۱۵۳
۲۵۷٫۱۰۲۹۱۸(۱۲)؟
۴٫۷(۳) ثانیه
( (۷۹٪
۲۵۳ No
(۱٫۲+)
۱۹۶۹
( ۲۴۹ Cf( ۱۳ C، ۴n
( + (۱۸٪
۲۵۷ Lr
۱۹۶۹
( ۲۴۹ Cf( ۱۳ C، ۴n
(SF (۲٫۴٪
(نامشخص)
۱۹۶۹
( ۲۴۹ Cf( ۱۳ C، ۴n
۲۵۷m Rf
۱۱۴(۱۷) keV
۳٫۹(۴) ثانیه
(SF (۲٫۴٪
(نامشخص)
(۱۱٫۲−)
۱۹۶۹
( ۲۴۹ Cf( ۱۳ C، ۴n
۲۵۸ Rf
۱۰۴
۱۵۴
۲۵۸٫۱۰۳۴۳(۳)
۱۲(۲) میلی ثانیه
(SF (۸۷٪
(نامشخص)
۰+
۱۹۶۹
( ۲۴۹ Cf( ۱۳ C، ۳n
( (۱۳٪
۲۵۴ No
۱۹۶۹
( ۲۴۹ Cf( ۱۳ C، ۳n
۲۵۹ Rf
۱۰۴
۱۵۵
۲۵۹٫۱۰۵۶۰(۸)؟
۲٫۸(۴) ثانیه
( (۹۳٪
۲۵۵ No
۷٫۲+؟
۱۹۶۹
( ۲۴۸ Cm( ۱۶ O، ۴n
(SF (۷٪
(نامشخص)
۱۹۶۹
( ۲۴۸ Cm( ۱۶ O، ۴n
( + (۰٫۳٪
۲۵۹ Lr
۱۹۶۹
( ۲۴۸ Cm( ۱۶ O، ۴n
۲۶۰ Rf
۱۰۴
۱۵۶
۲۶۰٫۱۰۶۴۴(۲۲)؟
۲۱(۱) میلی ثانیه
(SF (۹۸٪
(نامشخص)
۰+
۱۹۶۹
( ۲۴۴ Pu( ۲۲ Ne، ۵n
( (۲٪
۲۵۶ No
۱۹۶۹
( ۲۴۴ Pu( ۲۲ Ne، ۵n
۲۶۱ Rf
۱۰۴
۱۵۷
۲۶۱٫۱۰۸۷۷(۵)
۶۸ ثانیه
( (۷۶٪
۲۵۷ No
۹٫۲+؟
۱۹۷۰
( ۲۴۴ Pu( ۲۲ Ne، ۴n
( + (۱۴٪
۲۶۱ Lr
۱۹۷۰
( ۲۴۴ Pu( ۲۲ Ne، ۴n
(SF (۱۰٪
(نامشخص)
۱۹۷۰
( ۲۴۴ Pu( ۲۲ Ne، ۴n
۲۶۱m Rf
۷۰(۱۰۰)؟ keV
۱٫۹(۴) ثانیه
(SF (۷۳٪
(نامشخص)
٫۲+؟
۲۰۰۱
( (۲۷٪
۲۵۷ No
۲۰۰۱
۲۶۲ Rf
۱۰۴
۱۵۸
۲۶۲٫۱۰۹۹۳(۲۴)؟
۲٫۳(۴) ثانیه
(SF (۹۹٫۲٪
(نامشخص)
۰+
۱۹۹۶
( ۲۶۳ Db(e − ،  e
( (۰٫۸٪
۲۵۸ No
۱۹۹۶
( ۲۶۳ Db(e − ،  e
۲۶۲m Rf
۶۰۰(۴۰۰)؟ keV
۴۷(۵) میلی ثانیه
SF
(نامشخص)
بسیار زیاد
۲۶۳ Rf
۱۰۴
۱۵۹
۲۶۳٫۱۱۲۵(۲)؟
۱۱(۳) دقیقه
(SF (۷۰٪
(نامشخص)
۳٫۲+؟
۱۹۹۹
( ۲۶۳ Db(e − ،  e
( (۳۰٪
۲۵۹ No
۱۹۹۹
( ۲۶۳ Db(e − ،  e
۲۶۵ Rf
۱۰۴
۱۶۱
۲۶۵٫۱۱۶۶۸(۳۹)؟
۱٫۰ دقیقه
SF
(نامشخص)
۲۰۱۰
( ۲۶۹ Sg(—، 
۲۶۶ Rf
۱۰۴
۱۶۲
۲۶۶٫۱۱۸۱۷(۵۰)؟
۲۳ ثانیه؟
SF
(نامشخص)
۰+
۲۰۰۷
( ۲۶۶ Db(e − ،  e)؟
۲۶۷ Rf
۱۰۴
۱۶۳
۲۶۷٫۱۲۱۷۹(۶۲)؟
۱٫۳ ساعت
SF
(نامشخص)
۱۳٫۲−؟
۲۰۰۴
( ۲۷۱ Sg(—، )
۲۶۸ Rf
۱۰۴
۱۶۴
۲۶۸٫۱۲۳۹۷(۷۷)؟
۱٫۴ ثانیه؟
SF
(نامشخص)
۰+
۲۰۰۴
( ۲۶۸ Db(e − ،  e)؟
۲۷۰ Rf
۱۰۴
۱۶۶
۲۶۸٫۱۲۳۹۷(۷۷)؟
۱٫۴ ثانیه؟
SF
(نامشخص)
۰+
۲۰۱۰
( ۲۶۸ Db(e − ،  e)؟
طول عمر ایزوتوپ‌ها
تجزیه رادرفردیم-۲۵۷
در بین تمامی ایزوتوپ‌ها، ایزوتوپ‌های سبک‌تر نیمه‌عمرهای نسبتا کوتاه‌تری دارند، برای مثال ۲۵۳ Rf و ۲۵۴ Rf نیمه‌عمری کمتر از ۵۰ میکروثانیه دارند. ۲۵۶ Rf، ۲۵۸ Rf, ۲۶۰ Rf پایدارتر و نیمه‌عمری حدود ۱۰،۰۰۰ میکروثانیه یا ۱۰ میلی ثانیه دارند. ۲۵۵ Rf، ۲۵۷ Rf، ۲۵۹ Rf, ۲۶۲ Rf به‌نسبت عمرهای بیشتر و نیمه‌عمر آنها از یک تا پنج ثانیه متغیر دارند. ۲۶۱ Rf، ۲۶۵ Rf , ۲۶۳ Rf در بهترین شرایط، از دو تا سه دقیقه عمر دارند و این رقم گاهی به ۱۰ دقیقه هم می‌رسد. طولانی‌ترین نیمه‌عمر بین ایزوتوپ‌های رادرفوردیم متعلق است به یکی از سنگین‌ترین این ایزوتوپ‌ها؛ این ایزوتوپ ۲۶۷ Rf است که نیمه‌عمری حدود ۱٫۳ ساعت دارد. نیمه‌عمر ۲۶۹ Rf و ۲۷۱ Rf ناشناخته است و از آن‌ها اطلاعاتی در دست نیست.
تنها ایزوتوپی از رادرفوردیم که از طریق همجوشی هسته‌ای تشکیل شده، ۲۶۲ Rf است. ایزوتوپ‌های سنگین‌تری هم وجود دارند ولی به‌سرعت تجزیه می‌شوند. به‌جز ۲۶۲ Rf تنها موردی که تایید شده ۲۶۷ Rf است، ولی در مورد آن ابهاماتی وجود دارد. دو ایزوتوپ ۲۶۶ Rf و ۲۶۸ Rf به‌عنوان محصول واپاشی دوبنیم (دو ایزوتوپ ۲۶۶ Db و ۲۶۸ Db) در حال گیراندازی الکترون دیده شده‌اند که نیمه‌عمر آن‌ها نسبت به شکافت خود به خود را اندکی بیشتر می‌سازد. به‌نظر می‌رسد که ۲۷۰ Rf محصول واپاشی دوبنیم ۲۷۰ Db است. هرچند که ۲۶۴ Rf دیده نشده ولی نیمه‌عمر آن حدود ۵ ثانیه پیش‌بینی شده‌است.
در سال ۱۹۹۹ دانشمندان آمریکایی در آزمایشگاه ملی لارنس برکلی در کالیفرنیا اعلام کردند که موفق به دستیابی به ۳ اتم ۲۹۳ Og شده‌اند ولی بعدها در سال ۲۰۰۱ مشخص شد که این ۳ اتم ۲۶۵ Rf بوده، زیرا نیمه‌عمر آن‌ها با ۲۹۳ Og مطابقت نداشته‌است.
کاربردهای احتمالی
رادرفوردیم به علت ناپایداری و کمیاب بودن، کاربرد تجاری ندارد؛ هرچند که نسبت به دیگر عناصر سنگین بسیار پایدارتر است. در واقع در بین عناصر پسافرمیمی، تنها عنصری که از رادرفوردیم پایدارتر است دوبنیم می‌باشد. از رادرفوردیم می‌توان به‌دلیل پایداری ۲۶۷ Rf در نیروگاه‌های هسته‌ای و سیکلوترون‌ها به‌عنوان هدف برای بمباران نوترونی برای کشف عناصر جدید استفاده کرد؛ یا حتی در جنگ‌افزارهای هسته‌ای به‌عنوان ماده منفجره استفاده شود؛ یا برخی ایزوتوپ‌های آن با نیمه‌عمرهای نسبتا کمتر همچون ۲۶۳ Rf در پزشکی هسته‌ای مورد استفاده قرار بگیرد.
تاثیر بر سلامتی
علایم مسمومیت پرتویرادرفوردیم پرتوزا است و قرار گرفتن در معرض پرتوهای آن سبب افزایش احتمال گسترش برخی بیماری‌های عمده مانند سرطان‌ها، تومورها و آسیب‌های ژنتیکی می‌شود؛ با اینکه نیمه‌عمر رادرفوردیم بسیار کوتاه است و به عنصری دیگر تبدیل می‌شود ولی محصولات واپاشی آن که عمدتا نوبلیم و لارنسیم است نیز پرتوزایند.
مسمومیت با رادرفوردیم می‌تواند به موارد زیر منجر شود:
تشنج
سرطان ریه
سوختگی شدید پوست (سوختگی در حالت عادی از نوع درجه ۳ می‌باشد؛ در صورتی که تشعشع بیش از ۳۰ گری باشد، امکان سوختگی درجه ۴ نیز وجود دارد)
سرطان تیروئید
خونریزی داخلی دستگاه گوارش
کاهش تعداد گلبول‌های سفید خون و در نتیجه افزایش احتمال عفونت
خواص پیش‌بینی‌شده
لایه‌های الکترونی
خواص شیمیایی
رادرفوردیم اولین فلز واسطه و دومین عضو ۶d در بین فلزات واسطه است. محاسبات انرژی یونشی، شعاع اتمی، اوربیتال اتمی و حالت پایه آن شبیه هافنیم است و شباهت چندانی به سرب ندارد. علت مقایسه خواص رادرفوردیم با این دو فلز آن است که رادرفوردیم در زیر هافنیم و دیگر عناصر گروه ۴ یعنی تیتانیم (Ti) و زیرکونیم (Zr) جای دارد؛ و سرب هم که در سمت راست رادرفوردیم در جدول تناوبی قرار دارد فلزی پایه با خواص شیمیایی ثابت و عادی است. پیش‌بینی‌های ابتدایی در مورد خواص شیمیایی رادرفوردیم، محاسباتی بودند که نشان می‌دادند لایه‌های الکترونی آن می‌توانند به‌قدری قوی باشند که اوربیتال ۷p را نیز داشته باشد. این در حالی است که رادرفوردیم در واقع تا لایه الکترونی ۶d را دارد. این محاسبات نشان می‌دادند که رادرفوردیم الکترون‌های ظرفیت ۶d ۱ ، ۷p ۱ و حتی ۷s ۲ ، ۷p ۲ را نیز داشته باشد. این نشان می‌داد 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 رفتار می‌کند. ازاین‌رو می‌توان گفت که خصوصیات رادرفوردیم با عناصر گروه ۴ جدول تناوبی یعنی تیتانیم، زیرکونیم و هافنیم مطابقت دارد. برخی از خواص رادرفوردیم تنها در حالت گازی و محلول‌های آبی آن مشخص می‌شود مانند عدد اکسایش آن که برابر با ۴+ بوده و پیش‌بینی می‌شود که پتانسیل اکسید و احیا آن که بیش از ۱٫۷ ولت باشد.
هافنیم در اینجا اوربیتال‌های رادرفوردیم مشاهده می‌شود:
۱s ۲ ۲s ۲ ۲p ۶ ۳s ۲ ۳p ۶ ۳d ۱۰ ۴s ۲ ۴p ۶ ۴d ۱۰ ۴f ۱۴ ۵s ۲ ۵p ۴ ۵d ۱۰ ۵f ۱۴ ۶s ۲ ۶p ۶ ۶d ۲ ۷s ۲
درست مانند زیرکونیم و هافنیم، پیش‌بینی شده که اکسید رادرفوردیم (RfO ۲ ) دیرگدازی پایدار باشد که با هالوژن‌ها واکنش نشان دهد و Rf ۴ تولید می‌کند ( هالوژن مورد نظر است) که در تماس با آب به شکل RfO ۲ به‌دست می‌آید. (یعنی با اکسیژن موجود در آب واکنش می‌دهد و ترکیب می‌شود) این مسئله پیشنهاد می‌دهد که رادرفوردیم، جامدی فرار است و مونومر رادرفوردیم در فاز گازی آن موجود است. در فاز آبی هم، یون + Rf ۴ از تیتانیم (IV) به‌مقدار کمتر هیدرولیز می‌شود هرچند که مقادیر آن تا حدودی به زیرکونیم و هافنیم شبیه است؛ در نتیجه این منجر به تولید یون + RfO ۲ می‌شود. رفتار هالیدها با یون‌های هالید تشکیل یون‌های پیچیده را ممکن می‌سازد. استفاده از یون‌های کلرید و برمید؛ تولید هگزاهالیدهایی همچون و را ممکن می‌سازد. زیرکونیم و هافنیم برای تشکیل کمپلکس‌های فلوئور، تمایل دارند که به شکل -هپتا و -اکتا کمپلکس تشکیل دهند؛ بنابراین تولید یون رادرفوردیم در مقیاس‌های بزرگ‌تر با کمپلکس‌های ، و امکان‌پذیر است. 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 ( ۷۶ Os، 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 ۲۶۷ Rf که به دلیل اثرات نسبیتی پایدارترین ایزوتوپ است. تثبیت نسبیتی مدار ۷s و بی‌ثبات شدن مدار ۶d موجب می‌شود که دو یون + Rf و + Rf ۲ تشکیل شود و الکترون‌های ظرفیت خود را جایگزین الکترون‌های لایه ۷d کند، که برعکس رفتار هافنیم است.
شیمی آزمایشگاهی
خلاصه‌ای از ترکیبات پیچیده و یون‌های رادرفوردیم
فرمول
نام
RfCl ۴
رادرفوردیم تتراکلرید، کلرید رادرفوردیم (IV)
RfBr ۴
رادرفوردیم تترابرمید، برمید رادرفوردیم (IV)
RfOCl ۲
رادرفوردیم اکسی کلرید، رادرفوردیل (IV) کلریدرادرفوردیم (IV) دی کلرید اکسید
− RfCl ۶ ۲
هگزاکلرید رادرفوردات (IV)
− RfF ۶ ۲
هگزافلوئورید رادرفوردات (IV)
باشد و در نتیجه رفتاری شبیه به هافنیم با آرایش الکترونیXe ۴f ۱۴ ۵d ۲ ۶s ۲ در گروه ۴ جدول تناوبی داشته باشد؛ بنابراین باید به‌آسانی هیدرات یون + Rf ۴ را در یک محلول اسیدی قوی تولید کند و در اسیدهایی مانند هیدروکلریک اسید، هیدروبرومیک اسید یا اسید هیدروفلوئوریک بتواند کمپلکس شیمیایی تشکیل دهد.
قطعی‌ترین مطالعات شیمیایی در خصوص رادرفوردیم توسط تیمی ژاپنی در موسسه انرژی اتمی ژاپن با استفاده از ایزوتوپ ۲۶۱m Rf صورت گرفته‌است. آزمایش‌هایی مبنی بر استخراج رادرفوردیم از محلول‌های هیدروکلریک اسید حاوی توریم و عناصر گروه ۴ یعنی رادرفوردیم، هافنیم، زیرکونیم و تیتانیم ثابت کردند که رادرفوردیم مانند آکتینیدها رفتار نمی‌کند. یک مقایسه با عناصر سبک‌تر گروه ۴، آن را دقیقا در همین گروه قرار داد و تشکیل کمپلکس هگزاکلرید رادرفوردات در محلول‌های کلریدی را نیز اثبات کرد که خود نیز شبیه هافنیم و زیرکونیم رفتار می‌کرد.
زمانی که آزمایش با اسید هیدروفلوئوریک انجام شد نتایجی بسیار مشابه به‌دست آمد. تفاوت‌ها در استخراج به‌عنوان ضعف میل ترکیب شدن برای یون فلوئور تفسیر شد که تولید یون هگزافلوئورید رادرفوردات را توضیح می‌دهد:
در اینجا انرژی تغییرات پیچیده شکل‌گیری واکنش‌های مشخص‌شده، به اثرات نسبیتی تابع محاسبات چگالی هیدرات و هیدرولیز کمپلکس‌های فلوئور زیرکونیم، هافنیم و رادرفوردیم بستگی دارد. آنیون فلوئور بررسی‌شده مخلوط هافنیم و اسید نیتریک بوده که در آن ثابت تفکیک (Kd) زیرکونیم و هافنیم یکسان است و مقدار ثابت تفکیک رادرفوردیم از آن دو کمتر بوده‌است.
عناصر مصنوعی
عناصر شیمیایی
فلزات واسطه
عناصر فوق سنگین
عناصر فرااورانیم
فرااکتینیدها