Mendelevij

Mendelevij () jest sintetički hemijski element sa simbolom Md (ranije Mv) i atomskim brojem 101. On je metalni radioaktivni transuranijski element iz serije aktinoida. Mendelevij se uglavnom sintetizira bombardiranjem jezgra atoma ajnštajnija alfa česticama. Ime je dobio po ruskom hemičaru Dimitriju Mendeljejevu, poznatom po sastavljanju periodnog sistema, koji je i danas standardni način klasifikacije svih hemijskih elemenata.

 Historija 
Mendelevij (po Dimitriju Mendeljejevu, čije se prezime obično transliterira na latinicu kao Mendeleev, Mendelejev ili čak Mendeléef) su prvi put sintetizirali naučnici Albert Ghiorso, Glenn T. Seaborg, Gregory R. Choppin, Bernard G. Harvey, i Stanley G. Thompson (kao vođa tima) početkom 1955. godine na Univerzitetu Kalifornije u Berkeleyu. Ti naučnici su uspjeli proizvesti izotop 256Md sa vremenom poluraspada od 87 minuta, tako što su bombardirali metu od ajnštajnija 253Es alfa česticama (odnosno jezgrima atoma helija) koristeći 60-inčni ciklotron u Laboratoriji za radijaciju Berkeley. Izotop 256Md je u to vrijeme je bio prvi izotop bilo kojeg elementa koji je bilo moguće sintetizirati samo jedan atom pojedinačno. Mendelevij je bio deveti transuranijski element koji je sintetiziran. Prvih 17 atoma ovog elementa je napravljeno i sintetizirano koristeći ionskoizmjenjivačku adsorpcijsko-elucijsku metodu. Tokom ovog procesa, mendelevij se ponašao vrlo slično tuliju, svom prirodnom homologu.

Sintetiziran je reakcijom  253Es (α,n) 256101. Meta bombardovanja se može napraviti ozračivanjem lakših izotopa plutonija u reaktoru za testiranje materijala u reaktorskoj stanici Arco u Idahou. Značajno je da se meta sastojala od samo milijardu atoma veoma radioaktivnog izotopa 253Es (sa vremenom poluraspada od 20,5 dana). Eluiranjem kroz kalibriranu kationsku izmjenjivačku kolonu, mendelevij se odvaja i identificira hemijski.

 Etimologija 
Naziv mendelevij je prihvaćen 1955. godine od strane IUPAC-a sa simbolom Mv, ali je na narednoj sjednici Generalne skupštine IUPAC-a u Parizu 1957. godine simbol promijenjen u današnji Md.

 Osobine 
Istraživanja su pokazala da mendelevij ima relativno stabilno dvopozitivno (II) oksidacijsko stanje, kao i tropozitivno (III) koje je više karakteristično za aktinoidne elemente. Tropozitivno oksidacijsko stanje je dominantnije pobuđeno stanje u vodenim otopinama (kada se koristi proces hromatografije). Izotop 256Md se koristio za ispitivanje nekih od hemijskih osobina ovog elementa u vodenim otopinama. Nisu poznati nikakvi načini upotrebe mendelevija, a do danas je proizvedeno ovog elementa samo u tragovima. I svi drugi otkriveni izotopi mendelevija su radioaktivni, među njima najstabilniji je izotop 258Md čije vrijeme poluraspada iznosi približno 2 mjeseca (tačnije oko 51 dan). Drugi izotopi imaju raspon masenih brojeva od 248 do 258, te vremena poluraspada od nekoliko sekundi do 51 dan. Prvi otkriveni izotop 256Md ima vrijeme poluraspada od 87 minuta.

Naučnici Johansson i Rosengren su 1975. godine predvidjeli da bi Md mogao imati dvovalentno metalno stanje, slično kao kod europija (Eu) i iterbija (Yb), umjesto očekivanog trovalentnog. Termohromatografske studije su, ispitivajući količine Md u tragovima, zaključile da mendelevij formira dvovalentni metal. Uz pomoć empirijskih metoda korelacije, procijenjen je dvovalentni metalni radijus od 0,194± 0,01 nanometar. Procijenjena entalpija sublimacije se kreće u rasponu od 134 do 142 kJ/mol.

 Dobijanje 
Najlakši izotopi ovog elementa (od 245Md do 247Md) uglavnom se dobijaju bombardiranjem meta od bizmuta teškim ionima argona, dok se nešto teži izotopi (248Md do 253Md) dobijaju bombardiranjem meta od plutonija i americija lakši ionima ugljika i nitrogena. Najvažniji i najstabilniji izotopi mendelevija su u rasponu od 254Md do 258Md a oni se proizvode bombardiranjem izotopa ajnštajnija alfa česticama: mogu se koristiti izotopi ajnštajnija-253, -254, i -255. Izotop 259Md se dobija u vidu "kćerke" izotopa 259No, a 260Md se može dobiti transfernom reakcijom između ajnštajnija-254 i kisika-18. Uglavnom, najčešće korišteni izotop 256Md dobija se bombardiranjem alfa česticama nekog od dva izotopa ajnštajnija-253 ili -254: većinom se preferira ajnštajnij-254 kad god je to moguće jer ima duže vrijeme poluraspada pa se zbog toga može duže koristiti kao meta. Koristeći dostupne količine ajnštajnija reda mikrograma, moguće je dobiti mendelevij-256 u femtogramskim količinama.

Moment "trzaja" nastalih atoma mendelevija-256 koristan je za fizičko odvajanje nastalih atoma što dalje od mete sačinjene od ajnštajnija od koje i nastaje, nakon čega ti atomi dospijevaju na tanku metalnu foliju (najčešće od berilija, aluminija, platine ili zlata) postavljenu neposredno iza mete u vakuumu. Na ovaj način izbjegava se potreba za što bržom hemijskom separacijom, koja je izuzetno skupa i zahtjevna a koja istovremeno onemogućava ponovno korištenje meta ajnštajnija. Nakon separacije, atomi mendelevija se "zarobljavaju" u gasovitoj atmosferi (najčešće helija), čime putem mlaza gasa iz malog otvora na reakcijskoj komori, iz nje se iznose atomi mendelevija. Koristeći dugu kapilarnu cijev, te uključujući kalij-hlorid u vidu aerosola u mlazu gasa helija, atomi mendelevija se mogu prenositi na udaljenosti više od deset metara kako bi bili hemijski analizirani ili kako bi se odredila njihova količina. Tada se mendelevij može odvojiti od folije i drugih proizvoda fisije tako što se na foliju nanese kiselina nakon čega se mendelevij zajedno sa lantan-fluoridom istaloži, a poslije toga se pomoću kolone kationsko-izmjenjivačke smole sa 10% rastvorom etanola zasiti hlorovodičnom kiselinom, koja djeluje kao eluant. Međutim, ako se koristi dovoljno tanka folija od zlata, dovoljno je samo rastvoriti zlato u zlatotopki prije nego što se trovalentni aktinoidi izdvoje korištenjem anionsko-izmjenjivačke hromatografije, pri čemu je eluant šest mola hlorovodične kiseline.

Mendelevij se može konačno odvojiti od drugih trovalentnih aktinoida koristeći selektivno eluiranje u koloni kationsko-izmjenjivačke smole, gdje je eluant amonij α-HIB. Pomoću metode mlaza gasa često su prva dva koraka nepotrebni. Navedena procedura se najčešće koristi za odvajanje transajnštajnijskih elemenata.

Drugi mogući način odvajanja trovalentnih aktinoida jednih od drugih jeste putem hromatografije ekstrakcijom rastvarača koristeći bis-(2-etilheksil) fosfornu kiselinu (skraćeno HDEHP) kao stacionarnu organsku fazu te dušičnu kiselinu kao pokretnu tečnu fazu. Sekvenca eluiranja aktinoida je obrnuta od one koja se odvija pomoću kolone kationsko-izmjenjivačke smole, pa se teži aktinoidi eluiraju kasnije. Mendelevij koji se odvaja ovom metodom ima određenu prednost što nije vezan sa organskim sredstvom za kompleksiranje u odnosu na kolonu smole; dok je nedostatak ove metode da se mendelevij eluira veoma kasno tokom sekvence eluiranja, tek nakon fermija.

Druga metoda izoliranja mendelevija iskorištava različite osobine eluiranja iona Md2+ od iona Es3+ i Fm3+. Prvi koraci u ovom procesu isti su kao i kod već spomenutog načina odvajanja, upotrebom HDEHP za ekstracionu hromatografiju, ali se mendelevij taloži zajedno sa terbij-fluoridom umjesto sa lantan-fluoridom. Zatim se dodaje 50 mg hroma u uzorak da bi se mendelevij reducirao do stanja +2 u 0,1 molu hlorovodične kiseline sa cinkom ili živom. Zatim se nastavlja ekstrakcija rastvaračem, i dok trovalentni i četverovalentni lantanoidi i aktinoidi zaostaju u koloni, mendelevij(II) ne zaostaje i ostaje u hlorovodičnoj kiselini. Zatim se on reoksidira do stanja +3 pomoću vodik-peroksida pa se potom izdvaja selektivnim eluiranjem sa dva mola hlorovodične kiseline (kako bi se uklonile nečistoće, uključujući i hrom) te konačno sa šest mola hlorovodične kiseline (da se ukloni mendelevij). Također je moguće koristiti i kolonu kationita i cink-amalgama, uzimajući jedan mol hlorovodične kiseline kao eluant, reducirajući Md(III) do Md(II) pri čemu se on ponaša slično zemnoalkalnim metalima. Termohromatografsko hemijsko izdvajanje može se postići koristeći isparljivi mendelevij-heksafluoroacetilacetonat; analogan spoj fermija također je poznat a i on je vrlo isparljiv.

 Reference 

 Literatura 



Kategorija:Hemijski elementi
Kategorija:Sintetički elementi