این یک مقالهٔ خوب است. برای اطلاعات بیشتر اینجا را کلیک کنید.

رونتگنیم

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
(تغییرمسیر از رونتگنیوم)
پرش به ناوبری پرش به جستجو

کوپرنیسیمرونتگنیمدارمشتادیم
Au

Rg

(Uhp)
ظاهر
نامشخص
ویژگی‌های کلی
نام، نماد، عدد رونتگنیم، Rg، ۱۱۱
تلفظ به انگلیسی گوش دهیدi‎/rʌntˈɡɛniəm/‎
runt-GEN-ee-əm
نام گروهی برای عناصر مشابه فلزات واسطه
گروه، دوره، بلوک ۱۱، ۷، d
جرم اتمی استاندارد [۲۸۱] گرم بر مول
آرایش الکترونی Rn] ۵f۱۴ ۶d۹ ۷s۲] (پیش بینی شده)
الکترون به لایه ۲، ۸، ۱۸، ۳۲، ۳۲، ۱۷، ۲ (پیش بینی شده)
لایه‌های الکترونی رونتگنیم
ویژگی‌های فیزیکی
حالت جامد (پیش بینی شده)
چگالی (نزدیک به دمای اتاق) ۲۸٫۷ گرم بر سانتی‌متر معکب (تخمین زده شده) g·cm−۳
ویژگی‌های اتمی
شعاع کووالانسی ۱۳۸ پیکومتر(تخمین زده شده) pm
متفرقه
ساختار کریستالی دستگاه بلوری مکعبی(پیش بینی شده)[۱]
دستگاه بلوری مکعبی
عدد کاس ۵۴۳۸۶-۲۴-۲
پایدارترین ایزوتوپ‌ها
مقاله اصلی ایزوتوپ‌های رونتگنیم
ایزوتوپ NA نیمه‌عمر DM DE (MeV) DP
۲۸۶Rg[۲] syn 640 s? a 8.63 ۲۸۲Mt
۲۸۲Rg[۳] syn 2 min α 9.00 ۲۷۸Mt
۲۸۱Rg[۴] syn 17 s SF (90%)
α (10%) ۲۷۷Mt
۲۸۰Rg syn 4 s α 9.75 ۲۷۶Mt
۲۷۹Rg syn 0.1 s α 10.37 ۲۷۵Mt

رونتگنیم یا رونتگنیوم یا آن‌ان‌انیوم یا اکا-طلا (به انگلیسی: Roentgenium) یک عنصر شیمیایی مصنوعی با نماد Rg و عدد اتمی ۱۱۱ است که به افتخار فیزیکدان و برندهٔ جایزهٔ نوبل فیزیک، ویلهلم رونتگن (کاشف پرتو ایکس) نام‌گذاری شده‌است. رونتگنیم یک اتم فوق سنگین بوده و در نتیجه بسیار ناپایدار است؛ به نحوی که پایدارترین ایزوتوپ آن ۲۸۶Rg نیمه‌عمری تنها معادل ۱۰ تا ۱۱ دقیقه دارد.

رونتگنیم در گروه ۱۱ جدول تناوبی و دورهٔ هفتم قرار دارد؛ که این باعث می‌شود تا سنگین‌ترین عنصر بلوک d باشد. هرچند که هیچ آزمایشی برای تعیین خواص شیمیایی آن انجام نشده‌است؛ اما به نظر می‌رسد که خواص شیمیایی آن به عنوان نهمین عضو سری ۶d در فلزات واسطه شبیه به طلا باشد. این عنصر برای اولین بار در ۸ دسامبر ۱۹۹۴ در «مرکز تحقیقات یون سنگین هلمهولتز» در دارمشتات آلمان ساخته شد. با انجام عمل بمباران اتمی نیکل[الف] و بیسموت[ب]، در یک شتاب‌دهندهٔ خطی، یک اتم رونتگنیم ساخته شد که هر سه ۲۷۲Rg بودند. مجادلهٔ نام‌گذاری عناصر بر سر نام این عنصر نیز در جریان بود که سرانجام در نوامبر سال ۲۰۰۴، آیوپاک نام جدید آن را انتخاب کرد.

تاریخچه

کشف

رونتگنیم برای اولین بار در ۸ دسامبر ۱۹۹۴ در «مرکز تحقیقات یون سنگین هلمهولتز» در دارمشتات آلمان ساخته شد.[۵] تیم آنها دو اتم نیکل-۶۴ و بیسموت-۲۰۹ را در یک شتاب‌دهندهٔ خطی برخورد دادند؛ و درنهایت ایزوتوپ رونتگنیم-۲۷۲ شناسایی شد.

این آزمایش توسط مؤسسه مشترک تحقیقات هسته‌ای تکرار شد ولی آنها هیچ اتم رونتگنیمی را شناسایی نکردند.[۶] در نهایت در سال ۲۰۰۱ آیوپاک کشف عنصر را به دلیل کمبود شواهد مبنی بر وجود عنصر رد کرد.[۷] اما تیم مرکز تحقیقات یون سنگین هلمهولتز دوباره آزمایش را در سال ۲۰۰۲ انجام دادند و این بار وجود ۳ اتم رونتگنیم را گزارش کردند.[۸][۹] آیوپاک در سال ۲۰۰۳ وجود عنصر را تأیید کرد.[۱۰]

نام‌گذاری

با استفاده از عناصر پیش‌بینی‌شده توسط مندلیف رونتگنیم با نام اکا-طلا نیز شناخته می‌شد. در سال ۱۹۷۱ آیوپاک تصمیم گرفت که تا زمانی که عنصر کشف و تأیید نشده و نامی برایش تعیین نشده؛ عنصر را در جدول تناوبی با نام سیستماتیک آن‌ان‌انیوم و نماد Uuu قرار دهند.[۱۱] اگرچه این نام در بسیاری از جوامع شیمیایی، کتاب‌ها و حتیٰ کلاس‌ها استفاده می‌شد؛ ولی بیشتر دانشمندان آن را با نام‌های «عنصر ۱۱۱» یا «۱۱۱E» و حتی «۱۱۱» می‌شناختند.[۱۲]

نام رونتگنیم با نماد Rg توسط تیم مرکز تحقیقات یون سنگین هلمهولتز،[۱۳] به افتخار ویلهلم کنراد رونتگن فیزیکدان آلمانی و کاشف اشعه X[۱۴] در سال ۲۰۰۴ پیشنهاد شد. آیوپاک در نوامبر همان سال این نام را پذیرفت.[۱۵]

ایزوتوپ‌ها

رونتگنیم عنصری مصنوعی است که در رآکتورهای هسته‌ای تولید می‌شود و در نتیجه هیچ ایزوتوپ پایداری ندارد. نخستین ایزوتوپ شناسایی‌شدهٔ این عنصر ۲۷۲Rg بود که در سال ۱۹۹۴ میلادی تولید و ردیابی شد. هرچند که شواهدی مبنی بر وجود ۱۵ ایزوتوپ رونتگنیم وجود دارد، اما تاکنون ۷ ایزوتوپ آن (از ۲۷۲Rg تا ۲۸۲Rg) شناسایی و تأیید شده‌اند که پایدارترین ایزوتوپ در این میان ۲۸۲Rg با نیمه‌عمر ۱۰۰ ثانیه است.[۱۶]

ایزوتوپ‌های شناخته شده رونتگنیم
نماد پروتون نوترون جرم ایزوتوپ نیمه‌عمر حالت واپاشی محصول واپاشی
۲۷۲Rg ۱۱۱ ۱۶۱ ۲۷۲٫۱۵۳۲۷(۲۵) ۳٫۸ میلی ثانیه α ۲۶۸Mt
۲۷۴Rg ۱۱۱ ۱۶۳ ۲۷۴٫۱۵۵۲۵(۱۹) ۶٫۴ میلی ثانیه α ۲۷۰Mt
۲۷۸Rg ۱۱۱ ۱۶۷ ۲۷۸٫۱۶۱۴۹(۳۸) ۴٫۲ میلی ثانیه α ۲۷۴Mt
۲۷۹Rg ۱۱۱ ۱۶۸ ۲۷۹٫۱۶۲۷۲(۵۱) ۰٫۱۷ ثانیه α ۲۷۵Mt
۲۸۰Rg ۱۱۱ ۱۶۹ ۲۸۰٫۱۶۵۱۴(۶۱) ۳٫۶ ثانیه α ۲۷۶Mt
۲۸۱Rg ۱۱۱ ۱۷۰ ۲۸۱٫۱۶۶۳۶(۸۹) ۱۷ ثانیه (SF (۹۰٪ نامشخص
۲۸۲Rg ۱۱۱ ۱۷۱ ۲۸۲٫۱۶۹۱۲(۷۲) ۱۰۰ ثانیه α ۲۷۸Mt
۲۸۶Rg؟ ۱۱۱ ۱۷۵ ۲۸۶؟ ۶۴۰ ثانیه؟ α ۲۸۲Mt

طول عمر ایزوتوپ‌ها

تمامی ایزوتوپ‌های رونتگنیم به‌شدت ناپایدار و پرتوزا هستند. به‌طور کلی ایزوتوپ‌های سنگین‌تر از ایزوتوپ‌های سبک‌ترِ آن، پایدارتر هستند. پایدارترین ایزوتوپ شناخته‌شدهٔ رونتگنیم ۲۸۲Rg (سنگین‌ترین ایزوتوپ رونتگنیم) است که نیمه‌عمری معادل ۲٫۱ دقیقه دارد؛ هرچند که ۲۸۶Rg و ۲۸۳Rg سنگین‌تر هستند و پیش‌بینی شده که نیمه‌عمرهایی معادل ۱۰٫۷ و ۵٫۳ دقیقه داشته باشند اما به علت این که تأیید نشده‌اند، ۲۸۲Rg امروزه به عنوان پایدارترین ایزوتوپ شناخته می‌شود. همچنین گزارش شده که دو ایزوتوپ ۲۸۰Rg و ۲۸۱Rg نیمه‌عمرهایی بیشتر از یک ثانیه داشته باشند؛ به جز ایزوتوپ‌های مذکور بقیه ایزوتوپ‌ها آنقدر ناپایدار هستند که نیمه‌عمر آنها را با میلی‌ثانیه می‌سنجند.[۱۷] پیش‌بینی شده که ایزوتوپ ناشناخته ۲۸۷Rg پایدارترین ایزوتوپ رونتگنیم باشد که با واپاشی بتا تجزیه می‌شود؛[۱۸] به جز این ایزوتوپ هیچ ایزوتوپ دیگری مشاهده نشده که به واپاشی بتا تجزیه شود.[۱۹] نیز پیش‌بینی شده که ایزوتوپ ناشناختهٔ ۲۷۷Rg نیمه‌عمری طولانی معادل ۱ ثانیه داشته باشد. هرچند که در دیگر موارد این چنین پیش‌بینی‌ها با واقعیت تفاوت زیادی داشته‌اند همچون ۳ ایزوتوپ ۲۸۲Rg ,۲۸۱Rg ,۲۷۸Rg که نیمه‌عمرهای پیش‌بینی‌شده برای آنها ۱ ثانیه، ۱ دقیقه و ۴ دقیقه بود ولی بعد از سنتز شدن مشخص شد که نیمه‌عمرهایشان به ترتیب ۴ میلی ثانیه، ۱۷ ثانیه و ۲ دقیقه بوده‌است. چنین پیش‌بینی در مورد ۲۸۳Rg ناشناخته هم وجود داشت که نیمه‌عمر آن را حدود ۱۰ دقیقه تخمین می‌زد اما امروزه مشخص شده که نیمه‌عمرش حدود ۵ دقیقه است.[۲۰]

خواص پیش‌بینی‌شده

لایه‌های الکترونی رونتگنیم
لایه‌های الکترونی رونتگنیم

خواص شیمیایی

رونتگنیم نهمین عضو سری ۶d فلزات واسطه است. از آنجایی که مشخص شده کوپرنیسیم[پ] (عنصر ۱۱۲) عضو گروه ۱۲ جدول تناوبی و فلزات پس واسطه است؛ پیش‌بینی می‌شود که عناصر از رادرفوردیم[ت] تا رونتگنیم چهارمین دورهٔ فلزات واسطه را تشکیل دهند.[۲۱] محاسبات بر انرژی‌های یونشی و شعاع اتمی رونتگنیم تا حدود زیادی شبیه به طلا[ث] است؛ و این بدان معنا است که خواص شیمیایی رونتگنیم با دیگر عناصر گروه ۱۱ تا حدودی مشترک است؛ هرچند که در برخی موارد اختلافات چشم‌گیری با این عناصر دارد.

پیش‌بینی می‌شود که رونتگنیم یک فلز نجیب باشد. به دلیل این که رونتگنیم پایدارترین عدد اکسایش را در بین عناصر گروه ۱۱ دارد؛ پیش‌بینی می‌شود که رونتگنیم دو عدد پایدار ۵+ و ۳+ و عدد ناپایدار ۱+ را به عنوان اعداد اکسایش خود نشان دهد. پیش‌بینی شده ۳+ در بین آنها پایدارترین باشد. به نظر می‌رسد که واکنش پذیری رونتگنیم(III) به طلا(III) شبیه باشد و همین آن را با واکنش‌پذیری با بسیاری از مواد شیمیایی دیگر پایدار می‌کند. طلا به دلیل اثرات نسبیتی یک حالت ۱- پایدار تشکیل می‌دهد و پیش‌بینی می‌شود که رونتگنیم هم این‌گونه رفتار کند؛ هرچند که پیش‌بینی می‌شود رونتگنیم آفنیتهای معادل ۱٫۶ الکترون ولت داشته باشد؛ که در مقایسه با طلا با رقم ۲٫۳ الکترون ولت بسیار کمتر است؛ پس ترکیبات رونتگنیم یا امکان‌پذیر نیستند یا بسیار ناپایدارند. اثرات نسبیتی اوربیتال‌های ۶d را در عناصر پایانی سری چهارم فلزات واسطه ناپایدار می‌کند؛ که موجب افزایش عدد اکسایش رونتگنیم(V) می‌شود که نسبت به طلا(V) واکنش‌پذیری کمتری دارد؛ با وجود تمامی این موارد پیش‌بینی می‌شود که دستیابی به رونتگنیم کاری بسیار سخت باشد.[۲۲][۲۳]

خواص پیش‌بینی‌شدهٔ رونتگنیم توجه بیشتری نسبت به دو عنصر قبلی خود یعنی مایتنریم[ج] و دارمشتادیم[چ] دریافت کرده زیرا پیش‌بینی می‌شود که لایه‌های الکترونی s در رونتگنیم همگی ظرفیت الکترونی کاملی دارند. محاسبات بر روی مولکول RgH نشان داده که پیوند بین دو مولکول رونتگنیم و هیدروژن[ح] بسیار قوی است. در مورد ترکیبات AuX و RgX زمانی که F، Cl، Br، O، Au =X یا Rg باشد مطالعاتی صورت گرفته‌است.[۲۴] پیش‌بینی شده که +Rg فلزی بسیار نرم و حتی نرم‌تر از +Au باشد؛ هرچند که مشخص نیست اسید است یا باز.[۲۵][۲۶] در محلول‌های آبی یون +Rg در این محلول‌ها منجر به تشکیل +[Rg(H۲O)۲] می‌شود که در آن یک پیوند یگانه بین رونتگنیم و اکسیژن به طول ۲۰۷٫۱ پیکومتر شکل می‌گیرد. همچنین پیش‌بینی شده که رونتگنیم با آمونیاک[خ]، سولفید هیدروژن[د] و فسفین[ذ] تشکیل کمپلکس دهد.

خواص فیزیکی و اتمی

ضریب بازتاب آینه‌های ساخته‌شده از آلومینیوم (Al)، نقره (Ag) و طلا (Au)
ضریب بازتاب آینه‌های ساخته‌شده از آلومینیوم (Al)، نقره (Ag) و طلا (Au)

پیش‌بینی می‌شود که رونتگنیم به دلیل دستگاه بلوری مکعبی خود تحت شرایط عادی جامد باشد. پیش‌بینی شده که به علت اثرات نسبیتی، رونتگنیم فلزی بسیار سنگین با چگالی ۲۸٫۷ باشد؛ که در مقابل سنگین‌ترین فلزی که تا به حال شناخته شده؛ اسمیم[ر] با چگالی ۲۲٫۶۱ بیشتر است. پیش‌بینی شده که شعاع اتمی رونتگنیم ۱۳۸ پیکومتر باشد.[۲۷]

رنگ‌های گوناگون آلیاژهای نقره-طلا-مس

عناصر پایدار گروه ۱۱ یعنی مس[ز]، نقره[ژ] و طلا همگی آرایش الکترونی لایه آخرشان به این شکل nd۱۰(n+1)s۱ است؛ و در حالت برانگیختگی آن‌ها به این شکل nd۹(n+1)s۲ درمی‌آید و همین اختلاف موجب تولید انرژی می‌شود. در مس این اختلاف بین حالت پایه و برانگیخته به کمترین حد خود می‌رسد و در نتیجه موجب می‌شود که فلز قرمز رنگ به نظر می‌رسد. برای نقره این اختلاف انرژی بیشتر می‌شود و در نتیجه فلز نقره‌ای رنگ به نظر می‌رسد؛ ولی در مورد طلا با افزایش عدد اتمی به دلیل اثرات نسبیتی، حالت برانگیخته پایدارتر می‌شود و در نتیجه اختلاف تغییر چندانی نمی‌کند. طلا در واقع نقره‌ای رنگ است اما به دلیل اثرات نسبیتی رنگ آن، طلایی به نظر می‌رسد. پیش‌بینی شده که الکترون‌های لایه آخر رونتگنیم ۶d۱۰۷s۱ که حالت برانگیخته‌اش طبق این با ۶d۹۷s۲ برابر است. اختلاف انرژی بین حالت پایه و برانگیخته برای رونتگنیم شبیه به نقره است که احتمالات مبنی بر این که رونتگنیم نقره‌ای رنگ باشد را قوی‌تر می‌کند.[۲۸]

طلا
نقره
مس

شیمی آزمایشگاهی

به دلیل واکنش‌پذیری کم ایزوتوپ‌ها، هیچ مطالعهٔ قطعی دربارهٔ خواص شیمیایی رونتگنیم تا به حال منتشر نشده‌است.[۲۹] برای انجام مطالعات بر روی یک عنصر فرااورانیمی؛ باید حداقل چهار اتم با نیمه‌عمرهای بیش از یک ثانیه مورد بررسی قرار گیرد و در طول مطالعه حداقل یک اتم از عنصر در هفته سنتز شود.[۳۰] ۲۸۲Rg نیمه‌عمری معادل ۱۰۰ ثانیه دارد که برای انجام مطالعات کافی است؛ ولی مشکل میزان تولید رونتگنیم است؛ تولید رونتگنیم هفته‌ها یا ماه‌ها طول می‌کشد و همین خطای آزمایش را زیاد می‌کند. جداسازی و شناسایی باید به‌طور مداوم تکرار شود تا دستگاه‌های پیشرفته بر فاز گازی و محلول‌های آن آزمایش انجام دهند. با وجود طرح فرضیه‌هایی مبنی بر تأثیرات نسبیتی بر روی پر شدن آخرین لایه الکترونی (پدیده‌ای که تنها در مورد گازهای نجیب صورت می‌گیرد و باعث می‌شود واکنش‌پذیری عنصر بسیار کم شود)، بر آزمایش‌ها روی رونتگنیم به اندازه عناصر دیگر همچون کوپرنیسیم[س] و لیورموریم[ش] تمرکز نشده‌است.[۳۱][۳۲] ۲۸۱Rg و ۲۸۰Rg نیز برای این آزمایش‌ها مناسب هستند و پیش‌بینی شده که به عنوان محصولات واپاشی دو ایزوتوپ مسکوویم[ص] یعنی ۲۸۸Mc و ۲۸۹Mc[۳۳] تولید شوند.

واژه‌نامه

  1. Nickel
  2. Bismuth
  3. Copernicium
  4. Rutherfordium
  5. Gold
  6. Meitnerium
  7. Darmstadtium
  8. Hydrogen
  9. Ammonia
  10. Hydrogen sulfide
  11. Phosphine
  12. Osmium
  13. Copper
  14. Silver
  15. Copernicium
  16. Livermorium
  17. Moscovium

جستارهای وابسته

پانویس

  1. Östlin and Vitos, “First-principles calculation”, Physical Review B.
  2. Hofmann et al, “Review of even element”, The European Physics Journal A.
  3. Khuyagbaatar, Yakushev and Düllmann, “48Ca+249Bk Fusion Reaction Leading”, Physical Review Letters.
  4. Oganessian et al, “Experimental studies of the 249Bk”, Physical Review C.
  5. Hofmann et al, “The new element 111”, Zeitschrift für Physik A Hadrons and Nuclei.
  6. Barber et al, “Discovery of the transfermium elements”, Pure and Applied Chemistry.
  7. Karol et al, “On the discovery of the elements 110–112”, Pure Appl. Chem.
  8. Hofmann et al, “New results on elements 111 and 112”, European Physical Journal.
  9. Hofmann et al, “New results on element 111 and 112”, European Physical Journal.
  10. Karol et al, “On the claims for discovery of elements”, Pure Appl. Chem.
  11. Chatt, “Recommendations for the naming”, Pure and Applied Chemistry.
  12. Chatt, “Recommendations for the naming”, Pure and Applied Chemistry.
  13. Corish and Rosenblatt, Name and symbol of the element with atomic number 111.
  14. Corish and Rosenblatt, Name and symbol of the element with atomic number 111.
  15. Corish and Rosenblatt, Name and symbol of the element with atomic number 111.
  16. Sonzogni, Interactive Chart of Nuclides.
  17. Sonzogni, Interactive Chart of Nuclides.
  18. Nie, “Charge radii of β-stable nuclei”, Modern Physics Letters.
  19. Sonzogni, Interactive Chart of Nuclides.
  20. Sonzogni, Interactive Chart of Nuclides.
  21. Griffith, “The Periodic Table”, Platinum Metals Review.
  22. Seth, “The chemistry of the superheavy elements”, J. Chem. Phys.
  23. Seth, “The Stability of the Oxidation State +4”, Angew. Chem. Int. Ed. Engl.
  24. Liu and van Wüllen, J. Chem. Phys.
  25. Thayer, “Relativistic Effects”, Relativistic Methods for Chemists.
  26. Hancock, Bartolotti and Kaltsoyannis, “Density Functional”, Inorg. Chem.
  27. Düllmann, “Superheavy elements at GSI”, Radiochimica Acta.
  28. Düllmann, “Superheavy elements at GSI”, Radiochimica Acta.
  29. Düllmann, “Superheavy elements at GSI”, Radiochimica Acta.
  30. Griffith, “The Periodic Table”, Platinum Metals Review.
  31. Düllmann, “Superheavy elements at GSI”, Radiochimica Acta.
  32. Eichler, “First foot prints of chemistry”, Journal of Physics.
  33. Moody, “Synthesis of Superheavy Elements”, The Chemistry of Superheavy Elements, 8–24.

منابع

پیوند به بیرون

در پروژه‌های خواهر می‌توانید در مورد رونتگنیم اطلاعات بیشتری بیابید.


Search Wiktionary در میان واژه‌ها از ویکی‌واژه
Search Wikibooks در میان کتاب‌ها از ویکی‌کتاب
Search Commons در میان تصویرها و رسانه‌ها از ویکی‌انبار