2023 लेखक: Bryan Walter | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-05-21 22:25
भौतिक विज्ञानी एक परमाणु द्वारा एक अतिभारी तत्व के रासायनिक गुणों को निर्धारित करने में सक्षम थे। ऐसा करने के लिए, उन्होंने इसे एक वाहक पदार्थ - समैरियम हाइड्रॉक्साइड के साथ मिलाने की कोशिश की। नमूने के कुल अल्फा क्षय की तुलना में परिणामी अवक्षेप के अल्फा क्षय को निर्धारित करने से यह समझने में मदद मिली कि एक रदरफोर्डियम परमाणु का हाइड्रॉक्साइड अवक्षेपित हुआ। यह भी पता चला कि, अपने समूह के अन्य तत्वों की तरह, रदरफोर्डियम खराब रूप से अमोनिया परिसरों का निर्माण करता है। यह लेख नेचर केमिस्ट्री में प्रकाशित हुआ था।
अतिभारी तत्वों के गुणों का अध्ययन करने से आवर्त नियम को समझने में काफी मदद मिल सकती है। उत्तरार्द्ध सुझाव देता है कि तत्व जो एक ही समूह में हैं - या स्तंभ, यदि आप आवर्त सारणी को देखते हैं - में एक ही प्रकार का इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन होता है, और परिणामस्वरूप, समान गुण होते हैं। लेकिन भारी तत्वों के मामले में, इस सिद्धांत पर आधारित एक साधारण भविष्यवाणी सापेक्ष प्रभाव के कारण गलत हो सकती है। भारी तत्वों में नाभिक से बाहरी इलेक्ट्रॉनों की दूरी के कारण, वे गति से चलते हैं जो प्रकाश की गति का एक महत्वपूर्ण अंश बनाते हैं। यह तथाकथित सापेक्ष सुधार में वृद्धि की ओर जाता है, और यह तत्वों के रासायनिक गुणों को प्रभावित करता है। यह देखते हुए कि तत्वों के रासायनिक गुण उनके बाहरी इलेक्ट्रॉनों के कारण होते हैं, यह प्रभाव अतिभारी तत्वों के गुणों को प्रभावित कर सकता है। प्रकाश तत्वों के मामले में, मॉडल की सटीकता से समझौता किए बिना सापेक्षतावादी सुधारों को अक्सर उपेक्षित किया जा सकता है।
104 से ऊपर परमाणु क्रमांक वाले सभी रासायनिक तत्व कृत्रिम रूप से संश्लेषित होते हैं और प्रकृति में मौजूद नहीं होते हैं। इसके अलावा, भौतिक विज्ञानी उन्हें एक या अधिक परमाणुओं की मात्रा में प्राप्त करते हैं, जो बेहद अस्थिर होते हैं। इसलिए, उनके रासायनिक गुणों के बारे में लगभग कुछ भी ज्ञात नहीं है। इस क्षेत्र में ज्ञान तत्वों के गुणों पर सापेक्षतावादी प्रभावों के प्रभाव को समझने में बहुत मदद कर सकता है।
अस्थिर कृत्रिम तत्वों के साथ रासायनिक प्रयोग बहुत कठिन प्रयोगशाला कार्य हैं। यह देखते हुए कि उनका आधा जीवन एक मिनट से भी कम है, इस दौरान एक प्रयोग करने के लिए समय निकालना आवश्यक है। इसके अलावा, एक रासायनिक प्रयोग में यह एक तत्व के केवल एक परमाणु का परिचय देता है।
ओसाका विश्वविद्यालय से अत्सुशी शिनोहारा के नेतृत्व में भौतिक विज्ञानी यह दिखाने में सक्षम थे कि रदरफोर्डियम -261 अमोनिया के साथ परिसरों का निर्माण नहीं करता है, लेकिन एक खराब घुलनशील हाइड्रॉक्साइड बनाता है। चूंकि उन्हें एक रदरफोर्डियम परमाणु के साथ काम करना था, इसलिए उन्होंने सह-अवक्षेपण विधि का उपयोग किया, जिसमें वाहक के साथ प्रायोगिक परमाणु के कनेक्शन का सह-बयान शामिल है। इससे पहले, वैज्ञानिकों ने अमोनिया परिसरों और हाइड्रॉक्साइड्स के गठन का अध्ययन करने के लिए अन्य तत्वों के साथ पहले से ही इस पद्धति का उपयोग किया था, और समैरियम हाइड्रॉक्साइड सह-अवक्षेपण के लिए वाहक के रूप में कार्य करता था। इसलिए, अन्य तत्वों के लिए पहले से प्राप्त आंकड़ों के साथ रदरफोर्डियम के गुणों की तुलना करने के लिए, लेखकों द्वारा पहले से विकसित एक विधि को चुना गया था।
क्यूरियम-248 और प्राकृतिक गैडोलीनियम (सात समस्थानिकों से मिलकर) के लक्ष्य पर ऑक्सीजन-18 परमाणुओं से बमबारी की गई। परिणामस्वरूप रदरफोर्डियम परमाणु वाहक गैस धारा में गिर गए, जिसमें पोटेशियम क्लोराइड क्लस्टर के साथ हीलियम होता है। प्रवाह ने परमाणुओं को स्थापना के रासायनिक डिब्बे में ले जाया, जहां वे समैरियम नाइट्रेट युक्त एक अम्लीय समाधान में गिर गए। परिणामी समाधान में अमोनिया (0, 37 या 15, 00 mol प्रति लीटर) या सोडियम हाइड्रॉक्साइड (1 या 6 mol प्रति लीटर) के घोल जोड़े गए। 10 सेकंड के लिए परिणामी मिश्रण को हिलाने के बाद, परिणामी अवक्षेप को 100 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर गर्म हीलियम से सुखाया गया, और अल्फा क्षय की तीव्रता निर्धारित की गई। संदर्भ नमूने के लिए, समाधान को बिना निस्पंदन के एक सब्सट्रेट में स्थानांतरित कर दिया गया था और 150 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर गर्म हीलियम के साथ पानी को वाष्पित कर दिया गया था, और अल्फा क्षय भी निर्धारित किया गया था।प्राप्त आंकड़ों की तुलना से यह कहना संभव हो गया कि रदरफोर्डियम का हाइड्रॉक्साइड या अमोनिया परिसर अवक्षेपित है या नहीं।
प्राप्त आंकड़ों के आधार पर, वैज्ञानिकों ने निष्कर्ष निकाला कि रदरफोर्डियम हाइड्रॉक्साइड, जिसका सूत्र, जैसा कि लेखक मानते हैं, आरएफ (ओएच) 4, वास्तव में पानी में अवक्षेपित होता है। रदरफोर्डियम, जैसे ज़िरकोनियम और हेफ़नियम, जो इसके साथ एक ही समूह में हैं, अमोनिया की उच्च सांद्रता पर भी अमोनिया परिसरों में खराब रूप से समन्वित होते हैं। इसी समय, रदरफोर्डियम कॉम्प्लेक्स एम (ओएच) 5- और भी बदतर बनाता है, यहां तक कि क्षार की उच्च सांद्रता पर भी।
प्रायोगिक सेटअप आरेख
भौतिक विज्ञानी न केवल परमाणु बातचीत और सापेक्षतावादी प्रभावों की प्रकृति का वर्णन करने के लिए अतिभारी तत्वों के एकल परमाणुओं के संश्लेषण में लगे हुए हैं: यह माना जाता है कि परमाणु चार्ज के एक निश्चित मूल्य के बाद, तथाकथित स्थिरता का द्वीप शुरू हो जाएगा। इस क्षेत्र के तत्व ज्ञात अतिभारी तत्वों की तुलना में बहुत अधिक स्थिर हो सकते हैं। आप इसके बारे में हमारी सामग्री "अज्ञात में सुपर भारी कदम" में पढ़ सकते हैं।
