Mendelevium

Mendelevyum olan kimyasal element arasında atom numarası 101, sembol Md (1957 kadar eski Mv). Herhangi yok stabil izotop : en kararlı izotop, 258 Md, 55 günlük bir yarı ömre sahiptir. Bu elementin biyolojik bir uygulaması yoktur ve büyük miktarlarda üretilmiş olsaydı tabii ki radyolojik bir risk içerirdi.

Mendelevium tarafından teşhis edildi Albert Ghiorso , Bernard Harvey (de) , Gregory Choppin'le (tr) , Stanley Thompson (tr) ve Glenn Seaborg içinde 1955 . Bu element yüksek derecede radyoaktif , helyum-4 çekirdeği ile einsteinium bombardımanını oluşturur .

Mendelevium, periyodik tablonun babası Dmitry Mendeleev'in onuruna seçildi .

Keşif

Mendelevium, sentezlenecek dokuzuncu transuranik elementti . İlk edildi sentezlenmiş tarafından Albert Ghiorso , Bernard G. Harvey (de) , Gregory R. Choppin'le (in) , Stanley G. Thompson (in) ve Glenn T. Seaborg içinde 1955 de University of California , Berkeley . Araştırmacılar ürettiler izotop 256 Kırmızı ( yarı ömrü bir hedefin bombardımanı ile yaklaşık 77 dakika arasında) 253 Es göre alfa parçacıkları ( 4 O 2+ olarak) siklotron 60 inç Berkeley Radyasyon Laboratory . 256 Md böylece bir seferde bir atom sentezlenecek tüm elementlerin ilk izotopu olur. Toplamda 70 mendelevium atomu üretildi. Bu keşif saçmak için, 1952 yılında başlayan bir program, bir parçası olan plütonyum ile nötronlar dönüştürmeye ağır aktinidlerdir . Bu yöntem, çünkü temel olarak nötron yakalama önce transuranics sentezi için kullanılan, yokluğu verimsiz kaynaklanmaktadır beta bozunması arasındaki fermium izotoplarının sonraki elemanı mendelevyum ve aynı zamanda kısa olan yarı ömrü vermelidir 258 Böylece nötron yakalamanın başarısına engel teşkil eden fm .

Mendeleviyum üretiminin mümkün olup olmadığını kontrol etmek için grup, üretilen atom sayısının hedefteki atom sayısının çarpımına, hedefin kesitine , ışının yoğunluğuna, iyona ve bombardıman süresine yaklaşık olarak eşit olması gerektiğini hesapladı ; ikinci faktör, ürünün yarı ömrü ile bağlantılıdır. Farklı parametreler göz önüne alındığında, deney başına yaklaşık bir atom üretilmelidir. Bu nedenle, optimal koşullar altında, deney başına yalnızca bir 101 element atomunun sentezi bekleniyordu. Bu hesaplama, mendelevium sentezinin deneyleri başlatarak mümkün olduğunu gösterdi. Einsteinium 253 hedefi, plütonyumun ışınlanmasıyla kolayca üretilebilir : bir yıllık ışınlama bir milyar atom vermek zorundaydı ve üç haftalık yarı ömrü, sentez deneylerinin ayrıldıktan ve saflaştırıldıktan bir hafta sonra yapılabileceği anlamına geliyordu. einsteinium onu bir hedef haline getirmek için üretildi. Bununla birlikte, 10 düzeninin yeterli yoğunluk elde etmek siklotron geliştirilmesi gerekliydi 14 saniyede alfa parçacıkları.

Choppin , mendelevium atomlarını sentez sırasında da üretilen daha hafif aktinitlerden ayırmak için a-hidroksiizobütirik asit kullanılmasını önerdi . Sentez yönteminin kendisi, Albert Ghiorso tarafından tanıtılan, üretilen mendelevium atomlarının geri tepmesini kullanan bir teknik gerektiriyordu. Bu teknik için, einsteinyum, hedefin alfa parçacık ışınına bakan kısmının zıt tarafına yerleştirilerek, hedeften ayrılmak ve geri tutulmak için yeterli momentuma sahip olması gereken mendeleviyum atomlarının geri tepmesine izin verir . Altın yaprak. . Bu teknik, hedefin az miktarda einsteinium'u tarafından gerekli kılınan çok iyi bir verim sağlar. Hedef, böylece yaklaşık 10 oluşmaktadır 9 arasında atomu 253 tarafından tevdi Es elektrokaplama ince altın varak ile. Bu 41 ile bombardıman edilmiş MeV alfa parçacıkları 6 x 10 bir yüksek yoğunluklu Berkeley siklotron az 13 0.05 cm'lik bir alan üzerinden saniyede parçacıklar 2 . Hedef su veya sıvı helyum ile soğutulmuş ve folyo değiştirilebilir.

İlk deneyler Eylül 1954. Resim alfa bozunması bir mendelevyum atomunun gözlenmiştir. Buna göre Ghiorso, üretilen mendeleviumun elektron yakalama ile fermiuma tamamen bozunduğunu ve sentezin bu kez kendiliğinden fisyon olayları aranarak tekrarlanması gerektiğini öne sürdü . Sentez yeniden başlatılırŞubat 1955.

Keşif gününde, 19 Şubat, einsteinium hedefinin alfa ışınlaması üç saatlik üç seansa yayıldı. Siklotron, Radyasyon Laboratuvarı'ndan uzağa , Kaliforniya Üniversitesi kampüsüne yerleştirildi . Bu durum karşısında karmaşık bir prosedür uygulamaya kondu. Ghiorso, çarşafları alıcı cihazdan (üç hedef ve üç alıcı cihaz vardı) siklotrondan aldı ve Harvey'e verdi; ikincisi, onları çözmek için aqua regia'yı kullandı ve transuranik elementleri altından ve diğer ürünlerden ayırmak için bunları bir anyon değişim reçinesi kolonundan geçirdi . Ortaya çıkan çözelti damlalarının bir test tüpüne konmasıyla, Choppin ve Ghiorso mümkün olduğunca çabuk Radyasyon Laboratuvarı'na gittiler . Bir kez orada, Thompson ve Choppin bir katyon değişim reçinesi ve a-hidroksiizobütirik asit sütunu kullandı. Çözelti damlaları platin diskler üzerinde toplandı ve ısı lambaları altında kurutuldu. Üç diskin sırasıyla fermiyum, yeni element içermeyen ve mendeleviyum içerdiğine inanılıyor. Son olarak, bu diskler, kendiliğinden oluşan fisyon olaylarının kaydedilmesine izin veren, bozulmaların sayısını ve zamanını ortaya çıkaran bir cihaza yerleştirildi. Böylece tespit doğrudan değildi, mendeleviumun oğul izotopunda meydana gelen spontan fisyon olaylarının elektron yakalama, 256 Fm ile gözlemlenmesine dayanıyordu . Bu tür beş olay tespit edildi, dördü element 101'in kimyasal olarak tanımlanmasını kanıtlamak için yeterli. Daha fazla analiz ve daha fazla deney, üretilen mendelevium izotopunun kütle numarası 256 olduğunu ve fermiyum 256'da elektron yakalama ile yaklaşık 1.5 yarı ömürle bozunduğunu gösterdi. h.

Keşifçiler , periyodik tablonun yapımına yaptığı katkılardan dolayı 101 elementine Rus kimyager Dmitri Mendeleïev'den sonra "mendelevium" adını vermeye karar verdiler . Bu keşif Soğuk Savaş bağlamında gerçekleştiğinden , Seaborg, ABD hükümetini 101. element için önerilen adın bir Rus kimyagerden geldiğine ikna etmek zorunda kaldı . "Mendelevium" adı , 1955 yılında Uluslararası Saf ve Uygulamalı Kimya Birliği (IUPAC) tarafından IUPAC'ın bir sonraki genel kurulunda "Md" olarak değiştirilen "Mv" sembolü ile kabul edildi ( Paris , 1957).

Sentez ve ayırma

Mendelevium hafif izotopları ( 245 Md ila 247 Md) esas olarak 209 Bi hedefin 40 Ar ile bombardımanıyla üretilirken , biraz daha ağır izotoplar ( 248 Md ila 253 Md) plütonyum hedeflerin ( 239 Pu ve 240 Pu ) veya amerikumun bombardımanıyla üretilir. ( 241 Am ve 243 Am ) karbon ( 12 C ve 13 C ) veya nitrojen ( 14 N ve 15 N ) ile. İzotoplar, 254 Md 258 Md bombardıman ile üretilen aynştaynyum izotoplar 253 Es, 254 Es ve 255 Alfa parçacıkları ile Es. 259 milyar olarak sentezlenir bozunma ürünü ve 259 sayılı ve 260 milyar bombardımanı ile üretilebilir 254 ile Es 18 O .

Mendelevium izotopları arasında en uzun yarı ömre sahip olmasa da, 256 Md, üretim kolaylığı nedeniyle kimyasal deneylerde en yaygın kullanılan izotoptur: saatte bir milyondan fazla atom, 253 Es bombardımanıyla üretilebilir. alfa parçacıkları tarafından .

Mendelevium 256 atomlarının geri tepmesi, onları üretildikleri einsteinium hedefinden uzaklaştırmak ve bunları hedefin hemen arkasında bulunan ince bir metal levha (özellikle berilyum , alüminyum , platin veya altın ) üzerine yerleştirmek için kullanılabilir. Bu teknik, hedeften kimyasal ayırma ihtiyacını ortadan kaldırarak einsteinium hedefin yeniden kullanımına izin verir. Mendélévium daha sonra folyoyu asitle çözerek, ardından mendélévium'un florür lantan ile birlikte çökeltilmesi ve ardından hidroklorik asit ile doyurulmuş % 10 etanole sulu bir çözelti ile katyon değiştirme kolonu için bir reçine kullanılarak , tabaka ve fisyon ürünlerinden ayrılabilir . bir eluent . Bununla birlikte, eğer folyo altından yapılmışsa ve yeterince ince ise , üç değerlikli aktinitleri altından anyon değişim kromatografisi ile ayırmadan önce altını aqua regia'da çözmek daha kolaydır , eluent hidroklorik asittir.

Mendelevyum karbon ürünleri ayrıca, (genellikle bir gaz doğrudan yavaşlatılabilir helyum (uzun mesafeler gerektiren reaksiyon odasının dışarı pompalanır ve bu şekilde taşınacak) , aerosol ve potasyum klorid , bir içinden taşıma gazı olarak) kılcal boru sonraki analiz için.

Özellikleri

Fiziki ozellikleri

Mendeleviyumun erime noktasının değeri , komşu element olan nobelium ile aynı olan 827 ° C olarak tahmin edilmektedir. Bu yoğunluk , yaklaşık 10.3 ± 0.7 g • cm olduğu tahmin edilmektedir -3 .

Kimyasal özellikler

Mendeleviumun kimyası hakkındaki ana veriler, oksidasyon derecelerini +3 veya +2 alabileceği çözelti içindeki elementle ilgilidir . +1 oksidasyon derecesi de teyit edilmeden bildirildi.

Mendeleviumun keşfinden önce Seaborg ve Katz, sulu çözeltide üç değerlikli haldeki elementin baskınlığını ve bu nedenle diğer lantanitlere ve üç değerlikli aktinitlere benzer özelliklere sahip olması gerektiğini tahmin ettiler . Elementin 1955'te sentezlenmesinden sonra, bu tahminler, başlangıçta , keşfi sırasında üç değerlikli aktinitleri çıkarma prosedüründe fermiyumdan hemen sonra elüsyonunun gözlemlenmesiyle , ardından 1967'de mendeleviyum hidroksit ve florürün üç değerlikli ile birlikte çökeltilmesi sırasında doğrulandı. lantanit tuzları.

İndirgeyici koşullar altında mendelevium (III), sulu çözelti içinde stabil olan mendelevium (II) 'ye kolayca indirgenebilir. Standart indirgeme potansiyeli çiftin E ° (Md 3+ → Kırmızı 2+ ) -0.10 1967 yılında tahmin edilen V veya -0.20 V . 2013 yılında bu değer -0.16 ± 0.05 V'de ölçülmüştür . Karşılaştırma için, E ° (Md 3+ → Md 0 ) yaklaşık -1,74 V'ye ve E ° (Md 2+ → Md 0 ) yaklaşık -2,5 V'a eşit olmalıdır .

1973'te Rus bilim adamları, elementin samaryum (II) ile daha yüksek oksidasyon derecelerini azaltarak mendelevium (I) sentezini açıkladılar . Su ve etanol karışımında nötr solüsyonda stabil ve sezyum (I) ile homolog olarak tanımlanmıştır . Bununla birlikte, sonraki deneyler mendelevium (I) 'i belirleyemedi ve indirgenmiş mendeleviyumun tek değerlikli alkali metaller gibi değil, iki değerlikli elementler gibi davrandığını gösterdi . Yine de Rus ekibi, mendeleviumun alkali metal klorürlerle birlikte kristalizasyonu üzerine kapsamlı çalışmalar yürüttü ve mendeleviyumun (I) daha sonra oluştuğu ve iki değerlikli elementlerle karışık kristaller oluşturabileceği ve böylece onlarla birlikte kristalleşebileceği sonucuna vardı. Bu nedenle, oksidasyon derecesi +1 durumu açıkça tanımlanmamıştır.

E ° (Md 4+ → Md 3+ ) 1975 yılında yaklaşık + 5,4 V olarak tahmin edilmiş olmasına rağmen , mendeleviumun (III) kolayca mendelevium'a (IV) oksitlenebileceğini düşündürse de, 1967'de sodyum bizmutat ile deneyler yapılmıştır . oksitleyici ajan mendélévium (III) mendélévium (IV) 'ün oksidasyonuna izin vermedi.

245 Md ila 260 Md arasında on altı mendelevium radyoizotopunun yanı sıra beş nükleer izomer karakterize edildi .

Notlar ve referanslar

(fr) Bu makale kısmen veya tamamen Wikipedia makalesinden alınmıştır İngilizce başlıklı " Mendelevium " ( yazarların listesini görmek ) .

(in) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics , CRC,2009, 89 inci baskı. , s. 10-203
(in) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics , CRC Press,2009, 90 inci baskı. , 2804 s. , Ciltli ( ISBN 978-1-420-09084-0 )
(en) Jean-Marc Fournier , " Aktinit metallerin bağlanması ve elektronik yapısı " , Journal of Physics and Chemistry of Solids , cilt. 37, n o 2 1976, s. 235-244 ( DOI 10.1016 / 0022-3697 (76) 90167-0 , Bibcode 1976JPCS ... 37..235F , çevrimiçi okuyun )
(in) Michael Thoennessen , The Discovery of isotopes , Springer International Publishing,1 st Ocak 2016( ISBN 978-3-319-31761-8 ve 9783319317632 , DOI 10.1007 / 978-3-319-31763-2_5 , çevrimiçi okuyun ) , s. 67–85.
(inç) G. Audi , O. Bersillon J. Blachot ve AH Wapstra , " Nükleer fizik ve bozunma özelliklerinin NUBASE değerlendirmesi " , Nuclear Physics A , 2003 NUBASE ve Atomic Mass Appraisals, cilt. 729, n o 1,22 Aralık 2003, s. 3–128 ( DOI 10.1016 / j.nuclphysa.2003.11.001 , çevrimiçi okundu , 22 Aralık 2016'da erişildi ).
(in) Andreas Türler ve Valeria Pershina , " En Ağır Elementlerin Üretiminde ve Kimyasında Gelişmeler " , Chemical Reviews , Cilt. 113, n o 213 Şubat 2013, s. 1240 ( ISSN 0009-2665 , DOI 10.1021 / cr3002438 , çevrimiçi okuyun ).
(en) A. Ghiorso , B. Harvey , G. Choppin , S. Thompson ve G. Seaborg , " New Element Mendelevium, Atomic Number 101 " , Physical Review , cilt. 98, n o 5,1955, s. 1518–1519 ( ISBN 9789810214401 , DOI 10.1103 / PhysRev.98.1518 , Bibcode 1955PhRv ... 98.1518G , çevrimiçi okuyun ).
(inç) Gregory R. Choppin , " Mendelevium " , Chemical and Engineering News , Cilt. 81, n o 36,2003( çevrimiçi okuyun ).
G. Audi , O. Bersillon , J. Blachot ve AH Wapstra , " Çekirdek ve bozunma özelliklerinin N UBASE değerlendirmesi ", Nucl. Phys. A , cilt. 729,2003, s. 3–128 ( DOI 10.1016 / j.nuclphysa.2003.11.001 , Bibcode 2003NuPhA.729 .... 3A , çevrimiçi okuyun ).
(inç) Hofmann, Sigurd, uranyum ötesinde: periyodik tablonun sonuna yolculuk , CRC Press ,2002( ISBN 0-415-28496-1 , çevrimiçi okuyun ) , s. 40–42.
(en) Hall, Nina, Yeni kimya , Cambridge University Press ,2000( ISBN 0-521-45224-4 , çevrimiçi okuyun ) , s. 9–11.
(in) Kimya, IUPAC Konferansı Bildirileri ,1955( çevrimiçi okuyun ).
(in) Kimya, IUPAC Konferansı Bildirileri ,1957( çevrimiçi okuyun ).
(en) Robert J. Silva, The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements , Springer ( ISBN 978-1-4020-3555-5 , çevrimiçi okuyun [PDF] ) , böl. 13 ("Fermium, Mendelevium, Nobelium ve Lawrencium") , s. 1630-1633.
CRC Handbook of Chemistry and Physics , CRC Press,2011( ISBN 1439855110 ) , s. 4.121–4.123
Jean-Marc Fournier , " Aktinit metallerinin bağlanması ve elektronik yapısı ", Journal of Physics and Chemistry of Solids , cilt. 37, n o 21976, s. 235–244 ( DOI 10.1016 / 0022-3697 (76) 90167-0 , Bibcode 1976JPCS ... 37..235F ).
Silva, s. 1635–6
Atsushi Toyoshima , Zijie Li , Masato Asai , Nozomi Sato , K. Tetsuya Sato , Takahiro Kikuchi , Yusuke Kaneya Yoshihiro Kitatsuji , Kazuaki Tsukada , Yuichiro Nagame Matthias Schädel , Kazuhiro OOE Yoshitaka Kasamatsu , Atsushi Shinohara , Hiromitsu Haba ve Julia bile , “ Ölçüm Akış Elektrolitik Kromatografisi ile İncelenen Md 3+ / Md 2+ İndirgeme Potansiyeli ”, İnorganik Kimya , cilt. 52, n o 21, Ekim 11, 2013, s. 12311–3 ( DOI 10.1021 / ic401571h ).

Ayrıca görün

Dış bağlantılar

(tr) " Mendelevium için teknik veriler " ( 11 Ağustos 2016'da erişildi ) , alt sayfalarda her izotop için bilinen verilerle

Hey

DEĞİL

Doğmuş

Yok

Evet

Sık iğne

Veya

Pzt

İçinde

Sen

ben

Sizin

Kemik

Baba

119

120

121

122

123

124

125

126

127

128

129

130

131

132

133

134

135

136

137

138

139

140

141

142

Alkali Metaller	Alkali toprak	Lantanitler	Geçiş metalleri	Zayıf metaller	Metal- loidler	Olmayan metaller	halo genleri	Asil gazlar	Sınıflandırılmamış öğeler
		Aktinitler
		Süperaktinitler