Mendelevium

Mendelevium
101 Md
Tm ↑ Md ↓ (Upt) Tableau périodique fermium ← → mendelevium nobélium
Apparence
inconnu
Propriétés générales
Nom, symbole, nombre	mendelevium, MD, 101
Prononciation	/ ˌ m ɛ n ré ə l ɛ v Je ə m / ou / ˌ m ɛ n ré ə l Je v Je ə m /
Élément Catégorie	actinides
Groupe, période, bloc	n / a, 7, fa
Poids atomique standard	(258)
Configuration électronique	[ Rn ] 5f 13 7s 2 2, 8, 18, 32, 31, 8, 2
Histoire
Découverte	Lawrence Berkeley National Laboratory (1955)
Propriétés physiques
Phase	solide
Point de fusion	1100 K , 827 ° C, 1521 ° F
Propriétés atomiques
États d'oxydation	2, 3
Électronégativité	1,3 (échelle de Pauling)
énergies d'ionisation	1er: 635 kJ · mol -1
Miscellanées
Ordre magnétique	pas de données
Numéro de registre CAS	7440-11-1
La plupart des isotopes stables
Article détaillé: Isotopes de mendelevium
iso N / A demi-vie 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 Non

Mendelevium est un Elément synthétique avec le symbole Md (anciennement Mv) et le nombre atomique 101. Un métallique radioactif élément transuranien dans le actinides série, mendelevium est généralement synthétisé en bombardant l'einsteinium avec des particules alpha. Il a été nommé d'après Dmitri Ivanovitch Mendeleïev , qui a créé le tableau périodique . Système périodique de Mendeleïev est le moyen fondamental pour classer tous les éléments chimiques. Le nom "mendelevium" a été acceptée par le Union internationale de chimie pure et appliquée (UICPA). D'autre part, le symbole proposé «MV» soumis par les découvreurs n'a pas été acceptée, et UICPA changé le symbole "MD" en 1963.

Caractéristiques

Les chercheurs ont montré que mendelevium a une dipositive modérément stable (II) de l'état d'oxydation en plus de la plus caractéristique (pour les éléments actinides) tripositif (III) de l'état d'oxydation, ce dernier étant l'état plus dominante exposé dans une solution aqueuse (chromatographie étant le processus utilisé). Parfois, mendelevium peuvent même être montré à monopositive (I) état. ²⁵⁶ Md a été utilisé pour découvrir certaines des propriétés chimiques de cet élément tandis que dans une solution aqueuse. Il n'y a pas d'autres utilisations connues de mendelevium et seulement des traces de l'élément n'a jamais été produite. Autres isotopes de mendelevium, tous radioactifs, ont été découverts, avec ²⁵⁸ Md étant le plus stable avec deux mois de demi-vie (environ 55 jours). D'autres isotopes varient de 248 à 258 et les nombres de masse des demi-vies allant de quelques secondes à environ 51 jours. L'original ²⁵⁶ Md avait une demi-vie de 87 minutes.

Radioactivité

Le trivalent élément est radioactif. On se attendait à ce que la réaction serait ²⁵³ Es (α, n) ²⁵⁵ Md, où ²⁵⁵ Md était α-actif avec au _½ de 5 minutes et l'α-énergie correspondante. Une telle α-activité a été observée, mais la fraction 101 montré fission spontanée représentant au moins _½ à 3 heures. Parce que la fission spontanée a également été observée dans la fraction contenant fermium, l'α-bombardement de ²⁵³ Es produit ²⁵⁶ Md. Cette dernière capture d'électrons subi de devenir ²⁵⁶ Fm , qui se désintègre ensuite par fission spontanée. Donc ²⁵⁶ Fm a été produit par les désintégrations de mendelevium cyclotron-synthétisé.

État métallique

Johansson et Rosengren prédit en 1975 que Md préférerait une état bivalent métallique, semblable à l'europium (Eu) et l'ytterbium (Yb), plutôt qu'un trivalent. Des études menées avec Thermochromatographic des traces de Md conclu que Md forme un métal divalent. A l'aide de la méthode de corrélation empirique, un rayon métallique divalent de (0,194 ± 0,010) nm a été estimé. L'estimation enthalpie de sublimation est dans la gamme de 134 à 142 kJ / mol.

Chimie des solutions

Avant la découverte réelle de mendelevium, l'état trivalent était la plus stable en solution aqueuse. Par conséquent, un comportement chimique analogue aux autres 3+ actinides et lanthanides était attendu. L'élution de Md juste avant Fm dans le séquence d'élution de la actinides trivalents du cation -Échange colonne de résine, a confirmé cette prédiction. Ensuite, MD sous la forme d'insolubles des hydroxydes et fluorures qui sont quantitativement coprécipité avec lanthanides trivalents sont trouvés. La colonne de résine échangeuse de cations ainsi que l'extraction par solvant colonne Date d'élution HDEHP est compatible avec un état trivalent pour Md et un rayon ionique plus petit que Fm. Un rayon ionique de 0,0192 nm et un indice de coordination égal à 6 Md ³⁺ été prédits en utilisant des corrélations empiriques. Utilisation du rayon ionique connu pour les terres rares trivalentes et la corrélation linéaire de coefficient de distribution log de rayon ionique, un rayon ionique moyen de 0,089 nm a été estimée pour Md ³⁺ et une chaleur d'hydratation de - (3654 ± 12) kJ / mol calculée en utilisant des modèles empiriques et le cycle de Born-Haber. Dans des conditions réductrices, un comportement chimique anormale de Md été trouvé. Co-précipitation avec BaSO ₄ et solvants expériences de chromatographie d'extraction utilisant HDEHP ont été réalisées dans différents agents réducteurs. Celles-ci ont montré que Md ³⁺ pourrait facilement être réduite à une Md ²⁺ stable en solution aqueuse. Mendelevium peut également être réduit à l'état monovalent dans des solutions eau-éthanol. La cocristallisation de Md ⁺ avec des sels d'ions divalents est due à la formation de cristaux mixtes. Pour Md ^+, un rayon ionique de 0,117 nm a été trouvé. L'oxydation de ³⁺ à Md Md ⁴⁺ était plutôt infructueuses.

Histoire

Mendelevium (pour Dimitri Ivanovitch Mendeleïev , le nom couramment transcrit en caractères latins que Mendeleïev, Mendeleïev, Mendeleef, ou même Mendelejeff, et prénom parfois translittéré comme Dmitry ou Dmitriy) a été le premier synthétisé par Albert Ghiorso, Glenn T. Seaborg, Gregory R. Choppin, Bernard G. Harvey, et Stanley G. Thompson (chef d'équipe) au début de 1955 à l'Université de Californie, Berkeley. L'équipe a produit ²⁵⁶ Md ( demi-vie de 87 minutes) quand ils ont bombardé une ²⁵³ Es cible avec les particules alpha ( hélium noyaux) dans la 60 pouces de Berkeley Radiation Laboratory cyclotron ⁽²⁵⁶ Md était le premier isotope d'un élément à synthétiser un atome à la fois). L'élément 101 a été le neuvième élément transuranien synthétisé. Les premier 17 atomes de cet élément ont été créés et analysés en utilisant la méthode d'adsorption-élution par échange d'ions. Pendant le processus, mendelevium comporté très bien comme le thulium , son naturel homologue.

Découverte en détail

La découverte a été basée sur un total de seulement 17 atomes. Il est synthétisé par les ²⁵³ Es (α, n) ²⁵⁶ 101 réaction dans le 60-Inch-Cyclotron (= 152 cm) à Berkeley (Californie). La cible peut être produit par irradiation des isotopes les plus légers que le plutonium dans le réacteur d'essai des matériaux à la station Arco réacteur dans l'Idaho. Remarquable est que cet objectif ne comptait que 10 ⁹ atomes de hautement radioactives Es ²⁵³ (avec une demi-vie de 20,5 jours). Par élution à travers une colonne de résine échangeuse de cations calibré, mendelevium a été séparée et identifiée chimiquement.

Déterminer la faisabilité

Pour prédire si cette méthode serait possible, ils ont fait usage d'un calcul approximatif. Le nombre d'atomes qui seraient produits, serait approximativement égal au nombre d'atomes de fois de matériau de cible ses reprises de section transversale des reprises d'intensité de faisceau d'ions le temps de bombardement liée à la demi-vie du produit lors de bombarder pendant une durée de l'ordre de sa demi-vie). Cela a donné une atome par expérience. Ainsi, dans des conditions optimales, la préparation d'un seul atome de l'élément 101 par expérience pourrait être prévu. Ce calcul a démontré qu'il était possible d'aller de l'avant avec l'expérience.

technique de Recoil

La synthèse réelle a été réalisée par une technique de recul, introduite par Albert Ghiorso. Dans cette technique, l'élément cible a été placé sur le côté opposé de la cible à partir de la poutre et la capture des atomes de recul sur une feuille de receveur. Cet objectif de recul a été faite par une technique de galvanoplastie, développé par Alfred Chetham-Strode. Cette technique a donné un rendement très élevé, ce qui est absolument nécessaire lorsque l'on travaille avec un tel produit rare que le matériau cible de einsteinium.

La cible de recul se composait de 10 ^{253 -9} de Es qui ont été déposés par électrolyse sur une mince feuille d'or (également, Al et Pt peuvent être utilisés). Il a été bombardé par 41 eV α-particules dans le cyclotron de Berkeley avec une densité de faisceau très élevé de 6 ∙ 10 ¹³ particules par seconde sur une surface de 0,05 cm ^2. La cible a été refroidi par de l'eau ou de l'hélium liquide. L'utilisation de l'hélium, dans une atmosphère gazeuse, ralentit les atomes de recul. Ce gaz peut être pompé hors de la chambre de réaction à travers un petit orifice pour former un "bec de gaz. Certains fraction des atomes de produits non volatils entraînés avec le gaz, ont été déposés à demeure sur la surface de la feuille. La feuille pourrait être retiré périodiquement et une nouvelle feuille pourrait être installé. La réaction suivante a été utilisée pour l'expérience de découverte de mendelevium: ²⁵³ Es + ⁴ Il → ²⁵⁶ Md + ¹ n.

La purification et l'isolement

L'élimination des atomes Md de la feuille de collecteur a été fait par gravure à l'acide ou de la dissolution totale de la mince feuille d'or. Ils peuvent être purifiés et isolés à partir d'autres activités sur les produits par plusieurs techniques. La séparation des actinides trivalents provenant des produits de fission et les lanthanides La porte peut être réalisé par une colonne de résine échangeuse de cations en utilisant une solution d'éthanol à l'eau / 10% à 90% saturé avec HCl comme éluant. Pour séparer Md rapidement de la feuille de receveur, une chromatographie échangeuse d'anions en utilisant du HCl 6 M comme éluant peut être utilisé. L'or est resté sur la colonne alors que le Maryland et d'autres actinides traversaient. Un isolement final de Md ³⁺ d'autres actinides trivalents était également nécessaire. Pour séparer les fractions contenant des éléments 99, 100 et 101, une colonne de résine échangeuse de cations (colonne Dowex-50 échange) traité avec des sels d'ammonium a été utilisée. Une identification a été faite chimique sur la base de sa position d'élution juste avant Fm. Dans la série d'expériences répétitives, ils ont fait usage de l'éluant: solution α-hydroxyisobutyrate (α-HIB). En utilisant la méthode "à jet de gaz", les deux premières étapes peuvent être éliminés. Il a été montré que, dans ce procédé, il est possible de transporter et recueillir des atomes individuels de produits en une fraction de seconde à quelques dizaines de mètres de la zone cible. Le transport efficace sur de longues distances nécessite la présence de grands groupes (aérosols KCl) dans le gaz «transporteur». Il est fréquemment utilisée dans la production et l'isolement d'éléments de transeinsteinium.

Une autre façon possible de séparer les actinides 3+ peut être réalisée par Chromatographie d'extraction par solvant en utilisant du bis- (2-éthylhexyl) phosphorique (HDEHP en abrégé) comme phase stationnaire organique et HNO ₃ en tant que phase aqueuse mobile. La séquence actinide d'élution est inversé à partir de celle de la colonne de résine échangeuse de cations. La Md séparés par ce procédé présente l'avantage d'être exempt d'agent complexant organique par rapport à la colonne de résine. L'inconvénient de cette méthode est que Md élue après Fm fin de la séquence.

Le premier "Hourra!"

Il n'y avait pas la détection directe, mais par l'observation des événements de fission spontanées découlant de sa fille capture d'électrons ²⁵⁶ Fm. Ces événements ont été enregistrés au cours de la nuit du 19 Février, 1955. Le premier a été identifié avec un "hourra" suivi d'un «double hourra» et un «triple hourra". Le quatrième finalement officiellement prouvé l'identification chimique de l'élément 101e, mendelevium. Une analyse supplémentaire et une expérimentation plus poussée, a montré l'isotope de masse 256 et avoir à se désintégrer par capture d'électrons avec une demi-vie de 1,5 h.

Isotopes

Seize isotopes de mendelevium de la masse de 245 à 260 ont été caractérisés, avec le plus stable étant ²⁵⁸ Md avec une demi-vie de 51,5 jours, ²⁶⁰ Md avec une demi-vie de 31,8 jours, et ²⁵⁷ Md avec une demi-vie de 5,52 heures. Tout le reste isotopes radioactifs ont des demi-vies qui sont moins de 97 minutes, et la plupart d'entre eux ont des demi-vies qui sont à moins de 5 minutes. Cet élément a aussi 5 États méta, avec la plus longue durée de vie étant ^258m Md (t _½ = 58 minutes). Les isotopes de mendelevium varient en poids atomique de 245,091 u ⁽²⁴⁵ Md) à 260,104 u ⁽²⁶⁰ Md).