Rutherfordio

Rutherfordioa (eka-hafnio bezela ere esaten zaio) elementu kimiko sintetiko bat da, Rf ikurra eta 104 zenbaki atomikoa dituena. Izen hori Ernest Rutherfod zientzialariaren omenez jarri zioten; zientzialari hori modelo atomiko eta fisika nuklearreko kolaboratzaile izan zen. Oso erradioaktiboa den elementu honen 265Rf isotopoak gutxi gorabehera 13 orduko erdibizitza dauka.

Elementuen taula periodikoan d blokean dago eta laugarren ilarako bigarren trantsizio-elementua da. 7. periodoan dago eta elementuen 4. taldekoa da. Esperimentuen bidez frogatu da Rutherfordioak 4. taldeko hafnioaren homologorik astunena bezela jokatzen duela. 4. taldeko beste elementuen antzeko kimika du, nahiz eta kalkulu batzuek erakutsi zuten elementuak propietate nabarmenki desberdinak erakuts zitzakeela, efektu erlatibisten ondorioz.

1960ko hamarkadan, Sobietar Batasuneko Instituto Conjunto de investigacion Nuklear-ean eta Kaliforniako Lawrence Berkeley National Laboratoryn rutherfordio kantitate txikiak ekoiztu ziren. Aurkikuntzaren lehentasuna eta  elementuaren izena zientzialari sobietarren eta estatubatuarren artean eztabaidatu zen, eta eztabaida horrek 1997ra arte iraun zuen. Urte hartan, Kimika Puru eta Aplikatuko Nazioarteko Batasunak (IUPAC) Rutherfordio izena ezarri zion elementuari, eztabaida horri amaiera emanez. 

 Historia 
Rutherfordioa lehen aldiz 1964an sintetizatu zen Dubnan (Errusia), Joint Institute  for Nuclear Research-en. Ikertzaileek plutonioa bonbardatu zuten 113-115 MeV-era azeleratutako neoi-ioiekin, eta  adierazi zuten fisio nuklearraren aztarnak aurkitu zituztela mikroskopio batekin beira berezi baten gainean; aztarna horiek elementu berria zegoela adierazten zuten.

1969an, Kaliforniako Unibertsitateko (Berkeley) ikertzaileek elementua sintetizatu zuten, 249Cf eta 12C gainjarriz energia handiko talketan. Berkeleyko taldeak ere adierazi zuen Sobietar ikertzaileek erabilitako metodoa ezin izan zutela errepikatu.

Estatubatuarrek egindako adierazpen horrek zalantzan jarri zuen elementuaren izena; izan ere, sobietarrek Dubnan sintetizatu zutela zioten eta Dubnio (Db) proposatu zuten, baita Kurchatovio (Ku) ere, 104. elementurako ikerketa nuklear sobietarraren buruzagi ohiaren omenez, Igor Vasilievitx Kurchátov (1903-1960). Estatubatuarrek, aldiz, Rutherfordio (Rf) proposatu zuten Ernest Rutherford Zeelanda Berriko fisikari nuklear ospetsuaren omenez. International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) erakundeak Unnilquadium (Unq) izena hartu zuen aldi baterako, elementuen izendapen sistematikoaren arabera. Azkenik, 1997an eztabaida  ebatzi zen egungo izena hartzearekin batera.

 Kimika esperimentala 

 Gas fasean 
+Konposatu eta ioi konplexuen laburpenaFormulaIzenakRfCl4Rutherfordio tetrakloruroa, rutherfordio(IV) kloruroaRfBr4Rutherfordio tetrabromuroa, rutherfordio(IV) bromuroaRfOCl2Rutherfordio oxikloruroa, rutherfordio(IV) bromuroa[RfCl6]2-hexaklororutherfordato(IV)[RfF6]2-hexafluorutherfordato(IV)K2[RfCl6]potasio hexaklororutherfordato(IV)
Rutherfordioaren kimikaren azterketari buruzko lehen lanak oinarritzen ziren termo-kromatografian eta deposizio erlatiboko tenperaturaren adsortzio-kurben neurketan. Hasierako lanak Duban egin ziren, elementuaren aurkikuntza berresteko ahaleginetan. Rutherfordioaren jatorrizko erradioisotopoak identifikatzeari dagokionez, berriz, egindako azken lanak fidagarriagoak dira. 261mRf isotopoa erabili zen azterketa horietan, nahiz eta bizitza luzeagoa duen 267Rf isotopoa (291Lv, 287Fl eta 283Cn-ko beherakada-katean sortua) etorkizuneko esperimentuetarako isotopo egokiagoa izan daitekeen. Esperimentuak egiteko garaian,  rutherfordioak 6d serie berria hasiko zuelakoan oinarritu ziren, eta, ondorioz, tetrakloruro hegaskor bat osatu beharko luke molekularen izaera tetraedrikoagatik. Rutherfordio kloruroa (IV) bere homologoa den hafnio kloruroa (IV) (HfCl4) baino hegaskorragoa da, berak ematen dituen loturak kobalenteagoak baitira.

Egindako hainbat esperimentuk egiaztatu zuten rutherfordioak 4. taldeko elementu bat bezala jokatzen duela, kloruro tetrabalente bat (RfCl4), bromuroa (RfBr4) eta oxikloruro bat (RfOCl2) eratzen dituelarik. Hauteman da RfCl4-ak lurrunkortasun baxuagoa duela, 4. potasio kloruroa gehitzerakoan fase solido gisa gehitzen delako fase likido moduaren ordez. Horrek ez-hegaskorra den K2RfCl6 eratzen dela frogatzen du.

 Fase urtsua 
Rutherfordioak [Rf] 5f14 6d2 7s2 konfigurazio elektronikoa duela susmatzen da, eta, beraz, hafnioaren homologo astun gisa jokatzen du. Horregatik, ingurune azido sendo batean Rf4+ ioi hidratatua erraz eratu beharko luke eta azido klorhidrikoa, bromhidriko edo fluorihidrikoan konplexuak eratu beharko lituzke.

Rutherfordioaren kimika urtsuko azterketa eztabaidaezinenak Japoniako Energia Atomikoaren Ikerketa Institutuko talde batek egin ditu, 261mRf isotopoa erabiliz. Rutherfordio, hafnio eta zirkonio isotopoak erabiltzen dituzten azido klorhidrikoaren erauzketa-esperimentuek eta 4 torio sasi-taldeko elementuek frogatu dute rutherfordioak portaera ez-aktinidoa duela. Haren homologo arinenekin egindako konparaketek rutherfordioa 4. taldean kokatu zuten irmoki, eta disoluzio kloruroetan, hexaklororutherfordato konplexua, hafnioaren eta zirkonioaren modu berean eratzen duela.

261mRf4+ + 6 Cl− → [261mRfCl6]2−

Azido fluorhidriko disoluzioan antzeko emaitzak lortu ziren. Erauzketa-kurben arteko desberdintasunak honela interpretatu ziren: fluoruro ioiarekin eta hexafluororutherfordato ioiaren formakuntzarekin duen afinitatea ahulagoa da. Hafnio eta zirkonio ioiek, berriz, zazpi edo zortzi fluoruro ioiekin osatzen dituzte konplexuak (erabilitako kontzentrazioetan).

261mRf4+ + 6 F− → [261mRfF6]2−

 Kanpo estekak 

Kategoria:Elementu kimikoak
Kategoria:Trantsizio metalak