Rutherfordium

Rutherfordium on alkuaine, jonka kemiallinen merkki on Rf ja järjestysluku 104. Se on transaktinoidien sarjan ensimmäinen alkuaine. Rutherfordium on erittäin radioaktiivinen ja sen vakaimman tunnetun isotoopin 267Rf puoliintumisaika on vain 1,3 tuntia. Rutherfordiumilla ei siksi ole käyttökohteita ja siitä tiedetään vain vähän. Ominaisuuksiltaan sen uskotaan muistuttavan zirkoniumia ja hafniumia.
Historia.
Rutherfordiumia valmisti ensimmäisen kerran Georgi Fljorovin johtama tutkimusryhmä vuonna 1964 Dubnassa Neuvostoliitossa. Yhdysvalloissa, Kalifornian yliopistossa Berkeleyssä rutherfordiumia valmistettiin vuonna 1969 Albert Ghiorson johdolla. Tästä aiheutui nimeämiskiista: Neuvostotutkijat ehdottivat nimeksi "dubniumia" (Db), koska alkuaine löydettiin Dubnassa, ja myös "kurtšatoviumia" (Ku) Igor Kurtšatovin mukaan. Tämä ei sopinut yhdysvaltalaisille, koska Kurtšatov oli ollut kehittämässä Neuvostoliiton ydinpommia. Neuvostoliitossa ja itäblokissa nimeä (курчатовий) käytettiin kuitenkin yleisesti.
Kalifornialaistutkijat ehdottivat nimeä "rutherfordium" uusiseelantilaisen kemistin Ernest Rutherfordin mukaan. IUPAC ratkaisi kiistan ja antoi väliaikaiseksi nimeksi "unnilquadium" (Unq) ja antamalla neuvostotutkijoiden nimetä samalla lailla kiistelty alkuaine dubnium. Rutherfordium sai nykyisen nimensä vuonna 1997 39. IUPACin yleiskokouksessa Genevessä.
Dubnan vuoden 1964 kokeessa neuvostotutkijat pommittivat plutoniumin 242Pu-isotooppia neon-22-nuklideilla, ja väittivät saaneensa tulokseksi alkuaineen 104 isotooppia, jolla olisi massaluku 260 ja puoliintumisaika 0,3 sekuntia.
Amerikkalaisten laitteisto ei kyennyt kiihdyttämään neon-22 ioneja tarpeeksi suuriin nopeuksiin, joten heidän koejärjestelynsä oli erilainen. He pommittivat kaliforniumin isotooppia 249Cf hiili-12- ja hiili-13-ioneilla. He eivät kyenneet syntetisoimaan samaa isotooppia kuin Dubnan tutkijat, mutta Berkeleyn ryhmä raportoi tunnistaneensa kaksi, ehkä kolme, isotooppia alkuaineelle 104. 249Cf:n reaktio hiili-12:n kanssa tuotti isotoopin massaluvultaan 257, jonka puoliintumisajaksi mitattiin 4–5 sekuntia, ja hiili-13 tuotti isotoopin massaluvultaan 259, jonka puoliintumisajaksi saatiin 3–4 sekuntia. Seuraavaksi Berkeleyn ryhmä pommitti curiumin isotooppia 248Cm happi-18-ioneilla ja sai tulokseksi isotoopin 261Rf.
Isotoopit.
Rutherfordiumilla ei ole pysyviä tai luonnossa esiintyviä isotooppeja. Sille tunnetaan 16 radioaktiivista isotooppia; näiden massaluvut ovat välillä 253:sta 268:aan. Näistä vakain on 267Rf, jonka puoliintumisaika on 1,3 tuntia (virherajat +2,3–0,5 h). Seuraavaksi stabiileimmat ovat 263Rf, jonka puoliintumisaika on 11±3 minuuttia, ja 265Rf (1,6±0,8 minuuttia). Kaikkien muiden isotooppien puoliintumisajat ovat alle minuutin, useimmiten vain joitain sekunnin murto-osia. Rutherfordiumilla on myös ainakin neljä meta­stabiilia ydinisomeeriä.
Kemialliset ominaisuudet.
Rutherfordiumilla on monia ominaisuuksia, jotka juontuvat sen paikasta jaksollisessa järjestelmässä. Zirkoniumin ja hafniumin tavoin se muodostaa typpihappoa ja vetyfluoridia sisältävässä liuoksessa anionisen fluoridikompleksin, heksafluororutherfordaatin (RfF62-). Rutherfordiumin taipumus muodostaa kyseinen kompleksi on kuitenkin selvästi heikompi kuin zirkoniumilla ja hafniumilla. Vetyfluoridipitoisuuden kasvaessa heksafluororutherfordaatti pysyy samanlaisena kompleksina, kun taas zirkoniumin ja hafniumin kompleksit muuttuvat seitsemän fluoridiligandia sisältäviksi ZrF73-- ja HfF73--komplekseiksi.