Mendelevium

Mendelevium
101 Md
Tm ↑ Md ↓ (Upt) Tabela periódica fermium ← mendelevium → nobelium
Aparência
desconhecido
Propriedades gerais
Nome, símbolo, número	mendelevium, Md, 101
Pronúncia	/ ˌ m ɛ n d ə l ɛ v Eu ə m / ou / ˌ m ɛ n d ə l Eu v Eu ə m /
Categoria elemento	actinide
Grupo, período, bloco	n / D, 7, f
Peso atômico padrão	(258)
Configuração eletrônica	[ Rn ] 5f 13 7s 2 2, 8, 18, 32, 31, 8, 2
História
Descoberta	Lawrence Berkeley National Laboratory (1955)
Propriedades físicas
Fase	sólido
Ponto de fusão	1100 K , 827 ° C, 1521 ° F
Propriedades atômicas
Estados de oxidação	2, 3
Eletronegatividade	1,3 (escala de Pauling)
Energias de ionização	1º: 635 kJ · mol -1
Miscelânea
Ordenamento magnético	sem dados
Número de registo CAS	7440-11-1
A maioria dos isótopos estáveis
Ver artigo principal: Isótopos de mendelévio
iso N / D meia-vida DM DE ( MeV) DP 257 Md syn 5.52 h ε 0,406 257 Fm α 7.558 253 Es SF - - 258 Md syn 51,5 d ε 1.230 258 Fm 260 Md syn 31,8 d SF - - α 7,000 256 Es ε - 260 Fm β - 1,000 260 n

Mendelevium é um elemento sintético com o símbolo Md (anteriormente Mv) e o número atómico 101. Um metálico radioativo elemento transuranic no actinide série, mendelevium é normalmente sintetizado bombardeando einsteinium com partículas alfa. Foi nomeado após Dmitri Ivanovich Mendeleev , que criou a Tabela Periódica . Sistema periódica de Mendeleev é o caminho fundamental para classificar todos os elementos químicos. O nome "mendelévio" foi aceite pelo União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC). Por outro lado, o símbolo proposto "Mv" apresentado pelos descobridores não foi aceito, e IUPAC mudaram o símbolo para "MD", em 1963.

Características

Os investigadores têm mostrado que mendelevium tem um dipositive moderadamente estável (II) estado de oxidação para além da característica mais (por elementos actinídeos) tripositivos (III) estado de oxidação, sendo este último o estado mais exibiram predominantemente numa solução aquosa (sendo o processo de cromatografia utilizado). Às vezes, mendelevium mesmo pode ser mostrado para exibir uma monopositive (I) do Estado. ²⁵⁶ Md foi usado para descobrir algumas das propriedades químicas deste elemento, enquanto em um solução aquosa. Não há outros usos conhecidos de mendelevium e apenas vestígios do elemento foram já produzidos. Outros isótopos de mendelevium, todos radioactivos, foram descobertos, com ²⁵⁸ Md, sendo o mais estável, com uma semi-vida de duas semanas (cerca de 55 dias). Outros isótopos variam 248-258 números de massa e de semi-vida de alguns segundos a cerca de 51 dias. O original ²⁵⁶ Md tinha uma meia-vida de 87 minutos.

Radioatividade

O trivalente elemento é radioactivo. Espera-se que a reacção seria ²⁵³ Es (α, n) ²⁵⁵ Md, ^255, onde foi Md α-activo com pelo _½ de 5 minutos e a correspondente α-energia. Sem tais α-actividade foi observada, mas a fracção 101 mostrou fissão espontânea representando em _½ menos de 3 horas. Porque fissão espontânea, também foi observada na fracção contendo fermium, o α-bombardeamento de ²⁵³ Es produzido Md ^256. A última captura de elétrons foram submetidos a tornar-se ²⁵⁶ Fm , que, em seguida, deteriorado por fissão espontânea. Assim, ²⁵⁶ Fm foi produzido pelos decaimentos de mendelevium sintetizados-ciclotrão.

Estado metálico

Johansson e Rosengren previu em 1975 que Md preferir um estado divalente metálico, semelhante à európio (Eu) e itérbio (Yb), em vez de um trivalente um. Thermochromatographic estudos realizados com vestígios de Maryland concluiu que Md constitui um metal bivalente. Com a ajuda do método de correlação empírica, um raio metálico divalente de (0,194 ± 0,010) nm foi estimada. A estimativa entalpia de sublimação é na gama de 134-142 kJ / mol.

Solução química

Antes da descoberta de mendelevium real, o estado trivalente foi a mais estável em solução aquosa. Por conseguinte, um comportamento químico similar aos outros 3+ actinídeos e lantanídeos era esperado. A eluição de Md pouco antes Fm no sequência de eluição da trivalente actinídeos do catião -Exchange coluna de resina, confirmou esta previsão. Em seguida, Md, sob a forma de insolúveis hidróxidos e fluoretos que são co-precipitados com quantitativamente lantanídeos trivalentes foi encontrado. A coluna de resina de permuta catiónica, bem como a extracção com solvente de eluição em coluna data HDEHP é consistente com um estado trivalente para Md e um raio iónico menor do que Fm. Um raio iônico de 0,0192 nm e um número de coordenação de 6 para Md ³⁺ foi previsto usando correlações empíricas. Usando o raio iônico conhecido para as terras raras trivalentes ea correlação linear de coeficiente de distribuição log com raio iônico, um raio iônico médio de 0,089 nm foi estimado para Md ³⁺ e um calor de hidratação de - (3654 ± 12) kJ / mol calculada utilizando-se modelos empíricos e do ciclo de Born-Haber. Em condições de redução, um comportamento anômalo da química Md foi encontrado. A coprecipitação com _BaSO4 e experiências de cromatografia de extracção com solvente utilizando HDEHP foram realizados em diferentes agentes redutores. Estes mostraram que Md ³⁺ pode facilmente ser reduzida para um estábulo Md ²⁺ em solução aquosa. Mendelevium também pode ser reduzido para o estado monovalente em soluções de água-etanol. A co-cristalização do Md ⁺ com sais de iões divalentes é devido à formação de cristais mistos. Para Md ^+, um raio iónico de 0,117 nm foi encontrado. A oxidação do Md ³⁺ a ⁴⁺ Md foi bastante mal sucedido.

História

Mendelevium (para Dimitri Ivanovich Mendeleev , sobrenome transliterado geralmente em alfabeto latino como Mendeleev, Mendeleyev, Mendeléef, ou mesmo Mendelejeff, eo primeiro nome às vezes transliterado como Dmitry ou Dmitriy) foi o primeiro sintetizado por Albert Ghiorso, Glenn T. Seaborg, Gregory R. Choppin, Bernard G. Harvey, e Stanley G. Thompson (chefe de equipa), no início de 1955 na Universidade da Califórnia, Berkeley. A equipe produziu ²⁵⁶ Md ( meia-vida de 87 minutos) quando bombardeado um ²⁵³ Es alvo com partículas alfa ( hélio núcleos) no 60 polegadas Radiation Laboratory de Berkeley ciclotron ⁽²⁵⁶ Md foi o primeiro isótopo de qualquer elemento que se pretende sintetizar um átomo de cada vez). Elemento 101 foi o nona elemento transuranic sintetizados. Os primeiros 17 átomos desse elemento foram criados e analisados utilizando o método de adsorção-eluição de permuta iónica. Durante o processo, mendelevium comportou-se muito bem como o túlio , o que ocorre naturalmente homólogo.

Descoberta em detalhe

A descoberta foi baseada em um total de apenas 17 átomos. É sintetizado através dos ²⁵³ Es (α, n) ²⁵⁶ 101 reação no 60-Inch-Cyclotron (= 152 cm), em Berkeley (Califórnia). O alvo pode ser produzido por irradiação de isótopos mais leves como de plutónio no Testes de Materiais Reactor na Estação Reactor Arco em Idaho. Notável é que este objectivo consistia de apenas 10 ⁹ átomos de elevada radioactividade ²⁵³ Es (com uma meia-vida de 20,5 dias). Por eluição através de uma coluna de resina de permuta catiónica calibrado, mendelevium foi separada e quimicamente identificado.

Viabilidade determinação

Para prever se este método seria possível, eles fizeram uso de um cálculo aproximado. O número de átomos que seriam produzidos, seria, aproximadamente, igual ao número de átomos de vezes de material alvo os tempos de secção transversal dos feixes de iões de intensidade vezes o tempo de bombardeamento relacionada com a semi-vida do produto, quando para bombardear um tempo de a ordem da sua meia-vida). Isso deu um átomo de cada ensaio. Assim, sob condições óptimas, a preparação de apenas um átomo de elemento 101 por experimento poderia ser esperado. Este cálculo demonstrou que era possível para ir em frente com o experimento.

Técnica Recoil

A síntese real foi feito por uma técnica de recuo, introduzido por Albert Ghiorso. Nesta técnica, o elemento alvo foi colocado no lado oposto do alvo a partir do feixe e travado os átomos rolantes sobre uma folha de coletor. Esta meta de recuo foi feita por uma técnica de galvanoplastia, desenvolvido por Alfred Chetham-Strode. Esta técnica deu um rendimento muito elevado, o que é absolutamente necessário quando se trabalha com um produto tal como o material raro einsteinium alvo.

O alvo recuo consistiu de 10 ^-9 a ²⁵³ Es, que foram depositados electroliticamente em um folha de ouro fino (também Ser, Al e Pt pode ser usado). Foi bombardeado por 41 eV α-partículas no ciclotrão Berkeley, com uma densidade muito alta de feixe 6 ∙ 10 ¹³ partículas por segundo ao longo de uma área de 0,05 ^cm2. O alvo foi arrefecida por água ou hélio líquido. A utilização de hélio, em uma atmosfera gasosa, abrandado os átomos de recuo. Este gás pode ser bombeado para fora da câmara de reacção através de um pequeno orifício de modo a formar um "-jacto de gás". Alguns fracção dos átomos de produtos não voláteis transportadas juntamente com o gás, foram depositados permanentemente na superfície da folha. A folha pode ser removido periodicamente e uma nova folha pode ser instalado. A reacção seguinte foi utilizado para a experiência de descoberta mendelevium: ²⁵³ ES + ⁴ Ele → ²⁵⁶ Md n + ^1.

A purificação e isolamento

A remoção dos átomos MD da folha de coletor foi feito por ataque ácido ou dissolução total da folha de ouro fino. Eles podem ser purificados e isolados a partir de outras actividades do produto por várias técnicas. Separação dos actinídeos trivalentes de produtos de fissão e lantanídeo La transportador pode ser realizado por uma coluna de resina de permuta catiónica utilizando uma solução de etanol água / 10% 90% saturado com HCl como eluente. Para separar Md rapidamente a partir da folha de coletor, uma cromatografia de permuta aniónica utilizando HCl a 6 M como eluente pode ser usado. O ouro permaneceu na coluna, enquanto o Md e outros actinídeos passou. Um isolamento final de Md ³⁺ de outros actinídeos trivalentes também foi exigido. Para separar as fracções que contêm elementos 99, 100 e 101, foi utilizada uma coluna de resina de permuta catiónica (Dowex-50 coluna de permuta) tratada com sais de amónio. Uma identificação química foi feita com base na sua posição de eluição apenas antes Fm. Na série de experiências repetitivas, eles fizeram uso da eluente: solução de α-hydroxyisobutyrate (α-HIB). Utilizando o método 'de jacto de gás ", os dois primeiros passos podem ser eliminados. Foi mostrado que, neste método, é possível transportar e recolher átomos de produtos individuais em uma fracção de um segundo algumas dezenas de metros de distância da área de alvo. Transporte eficaz em longas distâncias exige a presença de grandes aglomerados (aerossóis KCl) no gás "transportador". Ele é usado frequentemente na produção e isolamento de elementos transeinsteinium.

Outra forma possível de separar os actinídeos 3+ pode ser conseguida por cromatografia de extracção com solvente utilizando bis- (2-etilhexil) do ácido fosfórico (abreviado como HDEHP) como a fase orgânica estacionária e HNO ₃ como fase móvel aquosa. A sequência dos actinídeos de eluição é invertido a partir do que a coluna de resina de permuta catiónica. O Md separadas por este método tem a vantagem de ser livre de agente de complexação orgânico em comparação com a coluna de resina. A desvantagem deste método é que Md elui após Fm tarde na sequência.

O primeiro "Hooray!"

Não houve detecção direta, mas pela observação de eventos de fissão espontânea decorrentes da sua filha por captura de electrões ²⁵⁶ Fm. Estes eventos foram registrados durante a noite de 19 de fevereiro de 1955. O primeiro foi identificado com um "hooray" seguido por um "hooray double" e um "hooray triplo". A quarta eventualmente provou oficialmente a identificação química do elemento 101a, mendelevium. Análises adicionais e novas experiências, mostrou o isótopo de ter massa 256 e à decadência por captura de elétrons com uma meia-vida de 1,5 horas.

Isótopos

Dezasseis isótopos de mendelevium de massa 245-260 foram identificados, sendo os mais estáveis ²⁵⁸ Md com uma semi-vida de 51,5 dias, ²⁶⁰ Md com uma semi-vida de 31,8 dias, e ²⁵⁷ Md com uma meia-vida de 5,52 horas. Todos os restantes Os isótopos radioactivos têm semi-vidas que são menos do que 97 minutos, e a maioria delas têm semi-vidas que são menos do que 5 minutos. Este elemento também tem 5 meta estados, sendo o mais longevo sendo ^258m Md (t _½ = 58 minutos). Os isótopos de mendelevium variar em peso atômico de 245,091 u ⁽²⁴⁵ Md) para 260,104 u ⁽²⁶⁰ MD).