رونتگنیم

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

Rg

(Uhp)
ظاهر
نامشخص
ویژگی‌های کلی
نام، نماد، عدد رونتگنیم، Rg، ۱۱۱
تلفظ به انگلیسی گوش دهیدi‎/ˌrʌðərˈfɔːrdiəm/‎
RUDH-ər-FOR-dee-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
انرژی‌های یونش نخستین: ۱۰۲۰ (تخمین زده شده) کیلوژول بر مول
دومین: ۲۰۷۰ (تخمین زده شده) کیلوژول بر مول
سومین: ۳۰۸۰ (تخمین زده شده) کیلوژول بر مول
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][۵] 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 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 نیمه عمری تنها معادل ۱۰ تا ۱۱ دقیقه دارد.

رونتگنیم در گروه ۱۱ جدول تناوبی و دوره هفتم قرار دارد؛ که این باعث می‌شود تا سنگین‌ترین عنصر بلوک d باشد. هرچند که هیچ آزمایشی برای تعیین خواص شیمیایی آن انجام نشده‌است؛ 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 و بیسموت، در یک شتاب‌دهنده خطی، یک اتم رونتگنیم ساخته شد که هر سه ۲۷۲Rg بودند. یک مجادله نام‌گذاری عناصر بر سر نام این عنصر در جریان بود تا بالاخره در نوامبر سال ۲۰۰۴، آیوپاک نام جدید آن را انتخاب کرد.

تاریخچه[ویرایش]

کشف[ویرایش]

رونتگنیم برای اولین بار در ۸ دسامبر ۱۹۹۴ در «مرکز تحقیقات یون سنگین هلمهولتز» در دارمشتات آلمان ساخته شد.[۶] تیم آنها نیکل-۶۴ و بیسموت-۲۰۹، در یک شتاب‌دهنده خطی، ایزوتوپ رونتگنیم-۲۷۲ شناسایی شد.

این آزمایش توسط مؤسسه مشترک تحقیقات هسته‌ای تکرار شد ولی آنها هیچ اتم رونتگنیمی را شناسایی نکردند.[۷] در نهایت در سال ۲۰۰۱ آیوپاک کشف عنصر را به دلیل کمبود شواهد بنا بر وجود عنصر رد کرد.[۸] ولی تیم مرکز تحقیقات یون سنگین هلمهولتز دوباره آزمایش را در سال ۲۰۰۲ انجام دادند و این بار وجود ۳ اتم رونتگنیم را گزارش کردند.[۹][۱۰] آیوپاک در سال ۲۰۰۳ وجود عنصر را تأیید کرد.[۱۱]

نام‌گذاری[ویرایش]

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. 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.

نام رونتگنیم با نماد Rg توسط تیم مرکز تحقیقات یون سنگین هلمهولتز، به افتخار ویلهلم کنراد رونتگن فیزیکدان آلمانی در سال ۲۰۰۴ پیشنهاد شد. آیوپاک در نوامبر همان سال این نام را پذیرفت.

ایزوتوپ‌ها[ویرایش]

رونتگنیم عنصری مصنوعی است که در رآکتورهای هسته‌ای تولید می‌شود و در نتیجه هیچ ایزوتوپ پایداری ندارد. نخستین ایزوتوپ شناسایی شده این عنصر ۲۷۲Rg بود که در سال ۱۹۹۴ میلادی تولید و ردیابی شد. تاکنون ۷ ایزوتوپ آن (از ۲۷۲Rg تا ۲۸۲Rg) شناسایی شده‌است که پایدارترین ایزوتوپ در این میان ۲۸۱Rg با نیمه عمر ۲۶ ثانیه است.

ایزوتوپ‌های شناخته شده رونتگنیم
نماد پروتون نوترون جرم ایزوتوپ نیمه عمر حالت واپاشی محصول واپاشی
۲۷۲Rg ۱۱۱ ۱۶۱ ۲۷۲٫۱۵۳۲۷(۲۵) [۲/۰(۸)۳/۸(+۱۴-۸)] میلی ثانیه α ۲۶۸Mt
۲۷۴Rg ۱۱۱ ۱۶۳ ۲۷۴٫۱۵۵۲۵(۱۹) ۶٫۴(+۳۰۷–۲۹) میلی ثانیه α ۲۷۰Mt
۲۷۸Rg ۱۱۱ ۱۶۷ ۲۷۸٫۱۶۱۴۹(۳۸) ۴٫۲(+۷۵–۱۷) میلی ثانیه α ۲۷۴Mt
۲۷۹Rg ۱۱۱ ۱۶۸ ۲۷۹٫۱۶۲۷۲(۵۱) ۰٫۱۷(+۸۱–۸) ثانیه α ۲۷۵Mt
۲۸۰Rg ۱۱۱ ۱۶۹ ۲۸۰٫۱۶۵۱۴(۶۱) ۳٫۶(+۴۳–۱۳) ثانیه α ۲۷۶Mt
۲۸۱Rg ۱۱۱ ۱۷۰ ۲۸۱٫۱۶۶۳۶(۸۹) ۱۷ ثانیه (SF (۹۰٪ نامشخص
۲۸۲Rg ۱۱۱ ۱۷۱ ۲۸۲٫۱۶۹۱۲(۷۲) ۱۰۰ ثانیه α ۲۷۸Mt

طول عمر ایزوتوپ‌ها[ویرایش]

تمامی ایزوتوپ‌های رونتگنیم به شدت ناپایدار و پرتوزا هستند. به‌طور کلی ایزوتوپ‌های سنگین تر از ایزوتوپ‌های سبک‌تر آن پایدار تر هستند. پایدارترین ایزوتوپ شناخته شده رونتگنیم ۲۸۲Rg (سنگین‌ترین ایزوتوپ رونتگنیم می‌باشد) است که نیمه عمری معادل ۲/۱ دقیقه دارد؛ هرچند که ۲۸۶Rg و ۲۸۳Rg سنگین تر هستند و پیش بینی شده که نیمه عمرهایی 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 نیمه عمرهایی بیشتر از یک ثانیه داشته باشند؛ به جز ایزوتوپ‌های ذکر شده بقیه ایزوتوپ‌ها آنقدر ناپایدار هستند که نیمه عمر آنها را با میلی ثانیه می‌سنجند. پیش بینی شده که ایزوتوپ ناشناخته ۲۸۷Rg پایدارترین ایزوتوپ رونتگنیم باشد که با واپاشی بتا تجزیه می‌گردد؛ به جز این ایزوتوپ هیچ ایزوتوپ دیگری مشاهده نشده که به واپاشی بتا تجزیه گردد. پیش بینی شده که ایزوتوپ ناشناخته ۲۷۷Rg نیمه عمری طولانی معادل ۱ ثانیه داشته باشد. هرچند که در دیگر موارد این چنین پیش بینی‌ها با واقعیت تفاوت زیادی داشته‌اند همچون ۳ ایزوتوپ ۲۸۲Rg ,۲۸۱Rg ,۲۷۸Rg که نیمه عمرهای پیش بینی شده برای آنها ۱ ثانیه، ۱ دقیقه و ۴ دقیقه بود ولی بعد از سنتز شدن مشخص شد که نیمه عمرهایشان به ترتیب ۴ میلی ثانیه ۱۷ ثانیه و ۲ دقیقه بوده‌است. چنین پیش بینی در مورد ۲۸۳Rg ناشناخته هم وجود داشت که نیمه عمر آن را حدود ۱۰ دقیقه تخمین می‌زد اما امروزه می‌دانیم که نیمه عمرش حدود ۵ دقیقه می‌باشد.

خواص پیش‌بینی‌شده[ویرایش]

خواص شیمیایی[ویرایش]

رونتگنیم نهمین عضو سری ۶d فلزات واسطه می‌باشد. از آنجایی که مشخص شده کوپرنیسیم (عنصر ۱۱۲) عضو گروه ۱۲ جدول تناوبی و فلزات پس واسطه است؛ پیش بینی می‌شود که عناصر از رادرفوردیم تا رونتگنیم چهارمین دورهٔ فلزات واسطه را تشکیل دهند. محاسبات بر انرژی‌های یونشی و شعاع اتمی رونتگنیم تا حدود زیادی شبیه به طلا می‌باشد؛ 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.

پیش بینی می‌شود که رونتگنیم یک فلز نجیب باشد. به دلیل این که رونتگنیم پایدارترین عدد اکسایش را در بین عناصر گروه ۱۱ دارد؛ پیش بینی می‌شود که رونتگنیم دو عدد پایدار ۵+ و ۳+ و عدد ناپایدار ۱+ را به عنوان اعداد اکسایش خود نشان دهد. پیش بینی شده ۳+ در بین آنها پایدارترین باشد.

خواص فیزیکی و اتمی[ویرایش]

پیش بینی می‌شود که رونتگنیم به دلیل دستگاه بلوری مکعبی خود؛ تحت شرایط عادی جامد باشد. پیش بینی شده که به علت اثرات نسبیتی، رونتگنیم فلزی بسیار سنگین با چگالی ۲۸/۷ باشد؛ که در مقابل سنگی ترن فلزی که تا به حال شناخته شده؛ اسمیم با چگالی ۲۲/۶۱ بیشتر است. پیش بینی شده که شعاع اتمی رونتگنیم ۱۳۸ پیکومتر باشد.

عناصر پایدار گروه ۱۱ یعنی مس، نقره 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 در می‌آید 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 پایدار تر می‌شود و در نتیجه اختلاف تغییر چندانی نمی‌کند و در نتیجه طلا در واقع نقره‌ای رنگ است اما به دلیل اثرات نسبیتی رنگ آن طلایی به نظر می‌رسد. پیش بینی شده که الکترون‌های لایه آخر رونتگنیم ۶d۱۰۷s۱ که حالت برانگیخته اش طبق این با ۶d۹۷s۲ برابر می‌باشد. اختلاف انرژی بین حالت پایه و برانگیخته برای رونتگنیم شبیه به نقره می‌باشد که احتمالات مبنا بر این که رونتگنیم نقره‌ای رنگ باشد را قوی تر می‌کند.

شیمی آزمایشگاهی[ویرایش]

به دلیل واکنش پذیری کم ایزوتوپ‌ها هیچ مطالعهٔ قطعی دربارهٔ خواص شیمیایی رونتگنیم تا به حال منتشر نشده‌است. برای اینکه مطالعاتی بر روی یک عنصر فرااورانیمی؛ باید حداقل چهار اتم با نیمه عمرهای بیش از یک ثانیه مورد بررسی قرار بگیرد و در طول مطالعه حداقل یک اتم از عنصر در هفته سنتز شود. ۲۸۲Rg نیمه عمری 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 مداوماً تکرار شود تا دستگاه‌های پیشرفته بر فاز گازی آن و محلول‌های آن آزمایش انجام دهند. با وجود اینکه فرضی‌هایی بنا بر تأثیرات نسبیتی بر روی پر شدن آخرین لایه الکترونی (پدیده ای که تنها در مورد گازهای نجیب صورت می‌گیرد و باعث می‌شود واکنش پذیری عنصر بسیار کم شود)؛ بر آزمایشها روی رونتگنیم به اندازه عناصر دیگر همچون کوپرنیسیم و لیورموریم تمرکز نشده‌است. ۲۸۱Rg و ۲۸۰Rg نیز برای این آزمایش‌ها مناسبند و پیش بینی شده که به عنوان محصولات واپاشی دو ایزوتوپ مسکوویم یعنی ۲۸۸Mc و ۲۸۹Mc تولید شوند.

جستارهای وابسته[ویرایش]

منابع[ویرایش]

  1. Östlin, A.; Vitos, L. (2011). "First-principles calculation of the structural stability of 6d transition metals". Physical Review B. 84 (11). Bibcode:2011PhRvB..84k3104O. doi:10.1103/PhysRevB.84.113104. 
  2. Hofmann, S.; Heinz, S.; Mann, R.; Maurer, J.; Münzenberg, G.; Antalic, S.; Barth, W.; Burkhard, H. G.; Dahl, L.; Eberhardt, K.; Grzywacz, R.; Hamilton, J. H.; Henderson, R. A.; Kenneally, J. M.; Kindler, B.; Kojouharov, I.; Lang, R.; Lommel, B.; Miernik, K.; Miller, D.; Moody, K. J.; Morita, K.; Nishio, K.; Popeko, A. G.; Roberto, J. B.; Runke, J.; Rykaczewski, K. P.; Saro, S.; Scheidenberger, C.; Schött, H. J.; Shaughnessy, D. A.; Stoyer, M. A.; Thörle-Popiesch, P.; Tinschert, K.; Trautmann, N.; Uusitalo, J.; Yeremin, A. V. (2016). "Review of even element super-heavy nuclei and search for element 120". The European Physics Journal A. 2016 (52). doi:10.1140/epja/i2016-16180-4. 
  3. Khuyagbaatar, J.; Yakushev, A.; Düllmann, Ch. E.; et al. (2014). "48Ca+249Bk Fusion Reaction Leading to Element Z=117: Long-Lived α-Decaying 270Db and Discovery of 266Lr". Physical Review Letters. 112 (17): 172501. doi:10.1103/PhysRevLett.112.172501. PMID 24836239. 
  4. Oganessian, Yuri Ts.; Abdullin, F. Sh.; Alexander, C.; et al. (2013-05-30). "Experimental studies of the 249Bk + 48Ca reaction including decay properties and excitation function for isotopes of element 117, and discovery of the new isotope ۲۷۷Mt". Physical Review C. American Physical Society. 87 (054621). Bibcode:2013PhRvC..87e4621O. doi:10.1103/PhysRevC.87.054621. 
  5. Oganessian, Yu. Ts.; et al. (2013). "Experimental studies of the 249Bk + 48Ca reaction including decay properties and excitation function for isotopes of element 117, and discovery of the new isotope ۲۷۷Mt". Physical Review C. 87 (5): 054621. Bibcode:2013PhRvC..87e4621O. doi:10.1103/PhysRevC.87.054621. 
  6. Hofmann, S.; Ninov, V.; Heßberger, F.P.; Armbruster, P.; Folger, H.; Münzenberg, G.; Schött, H. J.; Popeko, A. G.; Yeremin, A. V.; Andreyev, A. N.; Saro, S.; Janik, R.; Leino, M. (1995). "The new element 111" (PDF). Zeitschrift für Physik A. 350 (4): 281–282. Bibcode:1995ZPhyA.350..281H. doi:10.1007/BF01291182. 
  7. Barber, R. C.; Greenwood, N. N.; Hrynkiewicz, A. Z.; Jeannin, Y. P.; Lefort, M.; Sakai, M.; Ulehla, I.; Wapstra, A. P.; Wilkinson, D. H. (1993). "Discovery of the transfermium elements. Part II: Introduction to discovery profiles. Part III: Discovery profiles of the transfermium elements". Pure and Applied Chemistry. 65 (8): 1757. doi:10.1351/pac199365081757.  (Note: for Part I see Pure Appl. Chem. , Vol. 63, No. 6, pp. 879–886, 1991)
  8. Karol; Nakahara, H.; Petley, B. W.; Vogt, E. (2001). "On the discovery of the elements 110–112" (PDF). Pure Appl. Chem. 73 (6): 959–967. doi:10.1351/pac200173060959. 
  9. Hofmann, S.; Heßberger, F. P.; Ackermann, D.; Münzenberg, G.; Antalic, S.; Cagarda, P.; Kindler, B.; Kojouharova, J.; Leino, M.; Lommel, B.; Mann, R.; Popeko, A. G.; Reshitko, S.; Śaro, S.; Uusitalo, J.; Yeremin, A. V. (2002). "New results on elements 111 and 112". European Physical Journal A. 14 (2): 147–157. doi:10.1140/epja/i2001-10119-x. 
  10. Hofmann; et al. "New results on element 111 and 112" (PDF). GSI report 2000. pp. 1–2. Retrieved 2018-04-21. 
  11. Karol, P. J.; Nakahara, H.; Petley, B. W.; Vogt, E. (2003). "On the claims for discovery of elements 110, 111, 112, 114, 116, and 118" (PDF). Pure Appl. Chem. 75 (10): 1601–1611. doi:10.1351/pac200375101601. 

پیوند به بیرون[ویرایش]

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