رونتگنیوم: حقایق جالب و کمتر شنیده شده از عنصر 111 جدول تناوبی

رونتگنیوم با نماد شیمیایی Rg و عدد اتمی ۱۱۱، یکی از عناصر فوق‌سنگین و مصنوعی جدول تناوبی است. این عنصر به افتخار ویلهلم کنراد رونتگن، کاشف پرتوهای ایکس، نام‌گذاری شده است. از آنجا که رونتگنیوم به صورت مصنوعی تولید می‌شود و اتم‌های بسیار کمی از آن ساخته شده‌اند، اطلاعات دقیق و کاملی درباره خواص آن در دسترس نیست. با این حال، پیش‌بینی می‌شود که رونتگنیوم در دمای اتاق، یک فلز جامد، متراکم و رادیواکتیو باشد. در ادامه، به بررسی تاریخچه، ویژگی‌ها و کاربردهای این عنصر شگفت‌انگیز می‌پردازیم.

دانستنی‌های کلیدی درباره عنصر رونتگنیوم

اگر به تلفظ نام این عنصر علاقه دارید، باید بگوییم که به صورت رِنت-گِن-ای-اِم تلفظ می‌شود.

رونتگنیوم برای اولین بار در تاریخ ۸ دسامبر ۱۹۹۴ توسط یک تیم بین‌المللی از دانشمندان در مرکز تحقیقات یون‌های سنگین (GSI) در دارمشتات آلمان ساخته شد. این تیم، به رهبری زیگورد هوفمان، هسته‌های نیکل-۶۴ را با شتاب به سمت یک هدف بیسموت-۲۰۹ پرتاب کردند و موفق شدند یک اتم رونتگنیوم-۲۷۲ تولید کنند.

در سال ۲۰۰۱، کارگروه مشترک IUPAC/IUPAP تصمیم گرفت که شواهد کافی برای اثبات کشف این عنصر وجود ندارد، بنابراین GSI آزمایش را تکرار کرد و در سال ۲۰۰۲ سه اتم از عنصر ۱۱۱ را شناسایی کرد. در سال ۲۰۰۳، JWP این یافته را به عنوان مدرکی مبنی بر سنتز واقعی این عنصر پذیرفت.

اگر عنصر ۱۱۱ طبق سیستم نام‌گذاری مندلیف نام‌گذاری می‌شد، نام آن «اکا-طلا» می‌بود. با این حال، در سال ۱۹۷۹، IUPAC توصیه کرد که به عناصر تاییدنشده، نام‌های جایگزین سیستماتیک داده شود، بنابراین تا زمان تعیین نام دائمی، عنصر ۱۱۱ «اون‌اونونیوم» (Uuu) نامیده می‌شد. به دلیل این کشف، به تیم GSI اجازه داده شد تا نام جدیدی پیشنهاد دهند. آن‌ها نام رونتگنیوم را به افتخار ویلهلم کنراد رونتگن، فیزیکدان آلمانی کاشف پرتوهای ایکس، انتخاب کردند. IUPAC این نام را در ۱ نوامبر ۲۰۰۴، تقریباً ۱۰ سال پس از اولین سنتز این عنصر، پذیرفت.

انتظار می‌رود رونتگنیوم یک فلز جامد و نجیب در دمای اتاق باشد و خواصی شبیه به طلا داشته باشد. با این حال، بر اساس تفاوت بین حالت پایه و اولین حالت برانگیخته الکترون‌های d خارجی، پیش‌بینی می‌شود که رنگ آن نقره‌ای باشد. اگر مقدار کافی از عنصر ۱۱۱ تولید شود، احتمالاً این فلز حتی از طلا نیز نرم‌تر خواهد بود. همچنین پیش‌بینی می‌شود که Rg+ نرم‌ترین یون فلزی در بین تمام یون‌های فلزی باشد.

برخلاف هالوژن‌های سبک‌تر که ساختار مکعبی مرکزپر برای کریستال‌های خود دارند، انتظار می‌رود Rg کریستال‌های مکعبی مرکزپر داشته باشد. این امر به دلیل تفاوت در چگالی بار الکترونی رونتگنیوم است.

اطلاعات اتمی رونتگنیوم

• نام عنصر/نماد: رونتگنیوم (Rg)
• عدد اتمی: ۱۱۱
• وزن اتمی: [۲۸۲]
• کاشف: گسلشافت فور شووریوننفورشونگ، آلمان (۱۹۹۴)
• آرایش الکترونی: [Rn] 5f14 6d9 7s2
• گروه عنصر: بلوک d، گروه ۱۱ (فلز واسطه)
• دوره عنصر: دوره ۷
• چگالی: پیش‌بینی می‌شود چگالی فلز رونتگنیوم در دمای اتاق حدود ۲۸.۷ گرم بر سانتی‌متر مکعب باشد. در مقایسه، بالاترین چگالی اندازه‌گیری‌شده برای هر عنصر تاکنون، ۲۲.۶۱ گرم بر سانتی‌متر مکعب برای اسمیم بوده است.
• حالت‌های اکسیداسیون: +۵، +۳، +۱، -۱ (پیش‌بینی‌شده، با احتمال پایداری بیشتر حالت +۳)
• انرژی‌های یونیزاسیون: انرژی‌های یونیزاسیون تخمینی هستند.
  • اولین: ۱۰۲۲.۷ کیلوژول بر مول
  • دومین: ۲۰۷۴.۴ کیلوژول بر مول
  • سومین: ۳۰۷۷.۹ کیلوژول بر مول
• شعاع اتمی: ۱۳۸ پیکومتر
• شعاع کووالانسی: ۱۲۱ پیکومتر (تخمینی)
• ساختار بلوری: مکعبی مرکزپر (پیش‌بینی‌شده)
• ایزوتوپ‌ها: ۷ ایزوتوپ رادیواکتیو از Rg تولید شده است. پایدارترین ایزوتوپ، Rg-281، دارای نیمه‌عمر ۲۶ ثانیه است. تمام ایزوتوپ‌های شناخته‌شده تحت واپاشی آلفا یا شکافت خودبه‌خودی قرار می‌گیرند.
• کاربردهای رونتگنیوم: تنها کاربردهای رونتگنیوم برای مطالعات علمی، یادگیری بیشتر در مورد خواص آن و تولید عناصر سنگین‌تر است.
• منابع رونتگنیوم: مانند اکثر عناصر سنگین و رادیواکتیو، رونتگنیوم ممکن است با همجوشی دو هسته اتمی یا از طریق واپاشی یک عنصر سنگین‌تر تولید شود.
• سمیت: عنصر ۱۱۱ هیچ عملکرد بیولوژیکی شناخته‌شده‌ای ندارد. به دلیل رادیواکتیویته شدید، یک خطر برای سلامتی محسوب می‌شود.