Mendelevium | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Posisjon i det periodiske systemet | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Symbol | Md | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Etternavn | Mendelevium | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atomnummer | 101 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gruppe | - | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Periode | 7 th periode | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Blokkere | Blokker f | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elementfamilie | Actinide | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronisk konfigurasjon | [ Rn ] 5 f 13 7 s 2 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektroner etter energinivå | 2, 8, 18, 32, 31, 8, 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elementets atomiske egenskaper | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atommasse | 258 u | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Oksidasjonstilstand | 2, 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronegativitet ( Pauling ) | 1.3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ioniseringsenergier | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 re : 6.58 eV | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Mest stabile isotoper | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Enkle kroppsfysiske egenskaper | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Vanlig tilstand | Fast | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Krystallsystem | Ansiktssentrert kubikk (prediksjon) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fusjonspunkt | 827 ° C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Diverse | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o CAS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Forholdsregler | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Radioelement med bemerkelsesverdig aktivitet |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Enheter av SI & STP med mindre annet er oppgitt. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Den mendelevium er den grunnstoff av ordenstall 101, av symbol Md (tidligere Mv til 1957). Den har ingen stabil isotop : den mest stabile isotopen, 258 Md, har en halveringstid på 55 dager. Dette elementet har ingen biologisk anvendelse og vil selvfølgelig medføre en radiologisk risiko hvis det ble produsert i store mengder.
Mendelevium ble identifisert av Albert Ghiorso , Bernard Harvey (de) , Gregory Choppin (en) , Stanley Thompson (en) og Glenn Seaborg i 1955 . Dette elementet sterkt radioaktivt danner bombardement av einsteinium med helium-4 kjerner .
Mendelevium ble kåret til ære for Dmitry Mendeleev , far til det periodiske bordet .
Mendelevium var det niende transuraniske elementet som ble syntetisert. Den ble først syntetisert av Albert Ghiorso , Bernard G. Harvey (de) , Gregory R. Choppin (i) , Stanley G. Thompson (i) og Glenn T. Seaborg i 1955 ved University of California , Berkeley . Forskere har produsert isotopen 256 Md ( halveringstid på ca. 77 minutter) ved bombing av et mål på 253 Es av alfapartikler ( 4 He 2+ ) i syklotronen 60 tommer fra Berkeley Radiation Laboratory . 256 Md blir dermed den første isotopen av alle elementene som syntetiseres ett atom om gangen. Totalt ble det produsert 70 atomer av mendelevium. Denne oppdagelsen er en del av et program, startet i 1952, for å bestråle plutonium med nøytroner for å transformere det til tyngre aktinider . Denne metoden var essensiell siden nøytronfangst , som tidligere ble brukt til syntese av transuranics, er ineffektiv på grunn av fravær av beta-forfall blant isotoper av fermium, noe som skulle gi neste element, mendelevium, og også på grunn av den korte halveringstiden på 258 Fm som dermed utgjør et hinder for suksessen med nøytronfangst.
For å sjekke om mendeleviumproduksjon var mulig, beregnet gruppen at antall produserte atomer tilnærmet skulle være lik produktet av antall atomer i målet, målets tverrsnitt , strålens intensitet, ion og bombardementstid; den siste faktoren er knyttet til produktets halveringstid. Tatt i betraktning de forskjellige parametrene, bør det produseres omtrent ett atom per eksperiment. Dermed, under optimale forhold, ble syntesen av bare ett atom av element 101 per eksperiment forventet. Denne beregningen viste at syntesen av mendelevium var mulig, og startet eksperimentene. Målet med einsteinium 253 kunne lett produseres ved bestråling av plutonium : ett års bestråling måtte gi en milliard atomer og halveringstiden på tre uker betydde at synteseforsøkene kunne utføres en uke etter separasjon og rensing av einsteinium produsert for å gjøre det til et mål. Imidlertid var det nødvendig å forbedre cyklotronen for å oppnå tilstrekkelig intensitet i størrelsesorden 1014 alfapartikler per sekund.
Choppin foreslo å bruke α-hydroksysmørsyre for å skille mendeleviumatomer fra de av de lettere aktinidene som også ble produsert under syntese. Selve syntesemetoden krevde en teknikk som brukte rekyl av de produserte mendeleviumatomer, introdusert av Albert Ghiorso. For denne teknikken plasseres einsteinium på motsatt side av den delen av målet som vender mot alfapartikkelstrålen, slik at rekylen til mendelevium-atomer som må ha hatt nok fart til å forlate målet og holdes tilbake på. Et gull blad. Denne teknikken gir et veldig godt utbytte, nødvendig av den lille mengden einsteinium av målet. Målet er således sammensatt av omtrent 10 9 atomer på 253 Es avsatt ved galvanisering på et tynt gullblad. Den ble bombardert av 41 MeV- alfapartikler ved Berkeley-cyklotronen med en høy intensitet på 6 × 10 13 partikler per sekund over et område på 0,05 cm 2 . Målet ble avkjølt med vann eller flytende helium, og folien kunne byttes ut.
De første eksperimentene ble utført i September 1954. Ingen alfa-forfall av et mendelevium-atom ble observert. Følgelig foreslo Ghiorso at det produserte mendelevium har fullstendig forråtnet ved elektroninnfanging i fermium, og at syntesen skulle gjentas, denne gangen på jakt etter spontane fisjonshendelser . Syntesen startes på nytt iFebruar 1955.
På oppdagelsesdagen ble den 19. februar, alfa-bestrålingen av einsteinium-målet ble spredt over tre økter på tre timer. Syklotronen ble plassert på campus i University of California , vekk fra Radiation Laboratory . I møte med denne situasjonen ble det innført en kompleks prosedyre. Ghiorso tok arkene fra mottakerenheten (det var tre mål og tre mottakere) fra syklotronen og ga dem til Harvey; sistnevnte brukte aqua regia for å oppløse dem og passere dem gjennom en kolonne av anionbytterharpiks for å skille de transuraniske elementene fra gull og andre produkter. Med de resulterende dråpene av løsning introdusert i et prøverør , tok Choppin og Ghiorso veien så raskt som mulig til strålelaboratoriet . Vel framme brukte Thompson og Choppin en kolonne av kationbytterharpiks og α-hydroksyismørsyre. Oppløsningsdråpene ble samlet på platinaskiver og tørket under varmelamper. Det antas at de tre diskene inneholder henholdsvis fermium, ingen nye grunnstoffer og mendelevium. Til slutt ble disse platene plassert i en enhet som tillater opptak av spontane spaltningshendelser, og avslører antall og tid for forfall. Dermed var påvisningen ikke direkte, men var basert på observasjon av spontane fisjonshendelser som skjedde i sonens isotop av mendelevium ved elektroninnfanging, 256 Fm. Fem slike hendelser ble identifisert, fire tilstrekkelig for å bevise den kjemiske identifikasjonen av element 101. Ytterligere analyser og ytterligere eksperimenter viste at isotopen av produsert mendelevium hadde et massetall på 256 og forfallet ved elektronfanging i fermium 256 med en halveringstid på ca. 1,5 timer
Oppdagerne bestemte seg for å kalle elementet 101 "mendelevium" etter den russiske kjemikeren Dmitri Mendeleïev , for hans bidrag til konstruksjonen av det periodiske systemet . Da denne oppdagelsen fant sted i sammenheng med den kalde krigen , måtte Seaborg overbevise USAs regjering om at det foreslåtte navnet på element 101 kom fra en russisk kjemiker. Navnet "mendelevium" ble akseptert av International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) i 1955 med symbolet "Mv" , som ble endret til "Md" på neste generalforsamling i IUPAC ( Paris , 1957).
Mendelevium lette isotoper ( 245 Md til 247 Md) produseres hovedsakelig ved bombardement av 209 Bi- mål med 40 Ar , mens litt tyngre isotoper ( 248 Md til 253 Md) produseres ved bombardement av plutonium- mål ( 239 Pu og 240 Pu ) eller americium ( 241 Am og 243 Am ) med karbon ( 12 C og 13 C ) eller nitrogen ( 14 N og 15 N ). Isotoper 254 Md til 258 Md produseres ved å bombardere einsteinium-isotoper 253 Es, 254 Es og 255 Es med alfapartikler. 259 milliarder ble syntetisert som en forråtnelse produkt av 259 No og 260 milliarder kan fremstilles ved bombardement av 254 -es med 18 O .
Selv om den ikke har den lengste halveringstiden blant isotoper av mendelevium, er 256 Md den mest brukte isotopen for kjemiske eksperimenter på grunn av dens enkle produksjon: mer enn en million atomer per time av denne isotopen kan produseres ved bombing av 253 Es av alfapartikler .
Rekylen til Mendelevium 256-atomer kan brukes til å flytte dem bort fra det einsteiniummålet de er produsert fra og deponere dem på et tynt metallplate (spesielt beryllium , aluminium , platina eller gull. ) Som ligger like bak målet. Denne teknikken eliminerer behovet for kjemisk separasjon fra målet, noe som tillater gjenbruk av einsteinium-målet. Den Mendelevium kan deretter separeres fra arket og fisjonsprodukter ved å oppløse den folie med syre, fulgt av ko-utfelling av Mendelevium med fluor lantan og deretter ved hjelp av en harpiks for kationbytterkolonne med en vandig løsning til 10% etanol mettet med saltsyre , som virker som en elueringsmiddel . Imidlertid, hvis folien er laget av gull og tynn nok, er det lettere å oppløse gullet i aqua regia før de treverdige aktinidene skilles fra gullet ved anionbytterkromatografi , idet elueringsmidlet er saltsyre.
Mendélévium karbonproduktene kan også reduseres direkte i en gass (vanligvis av helium ) pumpet ut av reaksjonskammeret og dermed transporteres (lange avstander krever aerosol av kaliumklorid i transportgassen) gjennom et kapillarrør for påfølgende analyse.
Verdien av mendeleviums smeltepunkt er estimert til 827 ° C , et estimat som er identisk med det til naboelementet nobelium. Dens tetthet er estimert til å være omtrent 10,3 ± 0,7 g * cm -3 .
Hoveddataene om kjemien til mendelevium gjelder elementet i løsning, hvor det kan ta oksidasjonsgrader +3 eller +2. Graden av oksidasjon +1 ble også rapportert, uten bekreftelse.
Før oppdagelsen av mendelevium, spådde Seaborg og Katz overvekt av elementet i den treverdige tilstanden i vandig løsning, og at det derfor skulle ha egenskaper som ligner andre lantanider og treverdige aktinider. Etter syntesen av elementet i 1955 ble disse spådommene bekreftet, først ved observasjon av elueringen like etter fermium i prosedyren for å ekstrahere treverdige aktinider under oppdagelsen, deretter i 1967 under samutfelling av mendeleviumhydroksid og fluor med treverdig lantanidsalter.
Under reduserende forhold kan mendelevium (III) lett reduseres til mendelevium (II), som er stabil i vandig løsning. Den standard reduksjonspotensial av paret E ° (Md 3+ → Md 2+ ) ble beregnet i 1967 ved -0,10 V og -0,20 V . I 2013 ble denne verdi målt ved -0,16 ± 0,05 V . Til sammenligning E ° (Md 3+ → Md 0 ) skal være lik ca. -1,74 V og E ° (Md 2+ → Md 0 ) til ca. -2,5 V .
I 1973 kunngjorde russiske forskere syntesen av mendelevium (I), ved å redusere høyere oksidasjonsgrader av elementet ved samarium (II). Det er blitt identifisert som stabil i nøytral løsning i en blanding av vann og etanol og homolog med cesium (I). Imidlertid kunne påfølgende eksperimenter ikke identifisere mendelevium (I) og viste at redusert mendelevium oppfører seg som toverdige elementer og ikke som monovalente alkalimetaller . Det russiske laget gjennomførte likevel omfattende studier om samkrystallisering av mendelevium med alkalimetallklorider og konkluderte med at mendelevium (I) deretter dannes og kan danne blandede krystaller med toverdige elementer, og dermed samkrystallisere med dem. Dermed er ikke status for oksidasjonsgrad +1 klart definert.
Selv om E ° (Md 4+ → Md 3+ ) ble spådd i 1975 til å være omtrent + 5,4 V , noe som tyder på at mendelevium (III) lett kunne oksideres til mendelevium (IV), ble eksperimenter utført i 1967 med natriumvismutatet som oksidasjonsmiddel tillot ikke oksidasjon av mendélévium (III) mendélévium (IV).
Seksten radioisotoper av mendelevium ble karakterisert, fra 245 Md til 260 Md, samt fem atomisomerer .
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 1. 3 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | ||||||||||||||||
1 | H | Hei | |||||||||||||||||||||||||||||||
2 | Li | Være | B | VS | IKKE | O | F | Født | |||||||||||||||||||||||||
3 | Ikke relevant | Mg | Al | Ja | P | S | Cl | Ar | |||||||||||||||||||||||||
4 | K | Den | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Eller | Cu | Zn | Ga | Ge | Ess | Se | Br | Kr | |||||||||||||||
5 | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | CD | I | Sn | Sb | Du | Jeg | Xe | |||||||||||||||
6 | Cs | Ba | De | Dette | Pr | Nd | Pm | Sm | Hadde | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lese | Hf | Din | W | Re | Bein | Ir | Pt | På | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | På | Rn | |
7 | Fr | Ra | Ac | Th | Pa | U | Np | Kunne | Er | Cm | Bk | Jf | Er | Fm | Md | Nei | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og | |
8 | 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 |
Alkalisk jord |
Lanthanides |
Overgangs metaller |
Dårlige metaller |
metall loids |
Ikke- metaller |
halogen gener |
Noble gasser |
Varer uklassifisert |
Actinides | |||||||||
Superaktinider |