మెండెలీవియం

From LTRC

మెండెలీవియం (Mendelevium) అనేది ఒక కృత్రిమ రసాయన మూలకం; దీని సంకేతం Md (గతంలో Mv) మరియు పరమాణు సంఖ్య 101. ఇది ఆక్టినైడ్ శ్రేణికి చెందిన ఒక లోహ రేడియోధార్మిక ట్రాన్స్‌యురేనియం మూలకం. పరమాణు సంఖ్య పరంగా చూస్తే, తేలికపాటి మూలకాలపై న్యూట్రాన్ బాంబు దాడి ద్వారా స్థూల పరిమాణంలో ఉత్పత్తి చేయలేని మొదటి మూలకం ఇదే. ఇది పదమూడవ ఆక్టినైడ్, తొమ్మిదవ ట్రాన్స్‌యురేనిక్ మూలకం మరియు మొదటి ట్రాన్స్‌ఫెర్మియం మూలకం; ఆవర్తన పట్టిక పితామహుడైన దిమిత్రి మెండెలీవ్ పేరు మీద దీనికి ఈ పేరు పెట్టారు.

అన్ని ట్రాన్స్‌ఫెర్మియం మూలకాల వలె, దీనిని కేవలం పార్టికల్ యాక్సిలరేటర్లలో తేలికపాటి మూలకాలపై ఆవేశపూరిత కణాలను ప్రయోగించడం ద్వారా మాత్రమే ఉత్పత్తి చేయవచ్చు. ఈ మూలకాన్ని మొదట 1955లో ఐన్‌స్టీనియంపై ఆల్ఫా కణాలను ప్రయోగించడం ద్వారా ఉత్పత్తి చేశారు, ఈ పద్ధతినే నేటికీ ఉపయోగిస్తున్నారు. సాధారణంగా లభించే మైక్రోగ్రామ్ పరిమాణంలోని ఐన్‌స్టీనియం-253ని ఉపయోగించి, ప్రతి గంటకు మిలియన్ కంటే ఎక్కువ మెండెలీవియం పరమాణువులను తయారు చేయవచ్చు. మెండెలీవియం రసాయన శాస్త్రం చివరి ఆక్టినైడ్ల మాదిరిగానే ఉంటుంది, ఇందులో +3 ఆక్సీకరణ స్థితి ప్రధానమైనది, అయితే ద్రావణంలో +2 ఆక్సీకరణ స్థితి కూడా సాధ్యమే. మెండెలీవియం యొక్క తెలిసిన ఐసోటోపులన్నీ స్వల్ప అర్ధ-జీవిత కాలాన్ని (half-lives) కలిగి ఉంటాయి; ప్రస్తుతం ప్రాథమిక శాస్త్రీయ పరిశోధన తప్ప దీనికి ఇతర ఉపయోగాలు లేవు మరియు ఇది చాలా తక్కువ పరిమాణంలో మాత్రమే ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది.

ఆవిష్కరణ

మెండెలీవియం తొమ్మిదవ ట్రాన్స్‌యురేనిక్ మూలకం. దీనిని మొదట 1955 ప్రారంభంలో కాలిఫోర్నియా విశ్వవిద్యాలయం, బర్కిలీలో ఆల్బర్ట్ గియోర్సో, గ్లెన్ టి. సీబోర్గ్, గ్రెగొరీ రాబర్ట్ చోపిన్, బెర్నార్డ్ జి. హార్వే మరియు బృంద నాయకుడు స్టాన్లీ జి. థాంప్సన్ సంశ్లేషణ చేశారు. వారు బర్కిలీ రేడియేషన్ లాబొరేటరీలోని 60-అంగుళాల సైక్లోట్రాన్లో కేవలం ఒక బిలియన్ (109) ఐన్‌స్టీనియం పరమాణువులతో కూడిన 253Es లక్ష్యంపై ఆల్ఫా కణాలను (హీలియం కేంద్రకాలు) ప్రయోగించినప్పుడు 256Md (అర్ధ-జీవిత కాలం 77.7 నిమిషాలు) ఉత్పత్తి చేశారు, తద్వారా లక్ష్యం యొక్క పరమాణు సంఖ్యను రెండు పెంచారు. 256Md తద్వారా ఒక సమయంలో ఒక పరమాణువు చొప్పున సంశ్లేషణ చేయబడిన మొదటి మూలకపు ఐసోటోప్‌గా నిలిచింది. మొత్తం మీద, పదిహేడు మెండెలీవియం పరమాణువులను గుర్తించారు.[1] ఈ ఆవిష్కరణ 1952లో ప్రారంభమైన ఒక కార్యక్రమంలో భాగంగా జరిగింది, ఇది ప్లూటోనియంను న్యూట్రాన్లతో వికిరణం చేసి భారీ ఆక్టినైడ్లుగా మార్చడానికి ఉద్దేశించబడింది.[2] న్యూట్రాన్ క్యాప్చర్ ద్వారా ఉత్పత్తిని అనుమతించే బీటా క్షయం చెందే ఫెర్మియం ఐసోటోపులు లేకపోవడం వల్ల ఈ పద్ధతి అవసరమైంది; 258Fmref మరియు తదుపరి ఐసోటోపుల యొక్క స్వయంప్రేరిత విచ్ఛిత్తికి చాలా తక్కువ అర్ధ-జీవిత కాలం ఉండటం వల్ల, ఏ రియాక్టర్ ఫ్లక్స్‌లోనైనా ఇటువంటి ఉత్పత్తి అసాధ్యమని ఇప్పుడు తెలుసు - ఇది ఫెర్మియం గ్యాప్, ఇది న్యూట్రాన్ క్యాప్చర్ ప్రక్రియల విజయానికి కఠినమైన పరిమితిని విధిస్తుంది.

మెండెలీవియం ఉత్పత్తి సాధ్యమేనా అని అంచనా వేయడానికి, బృందం ఒక స్థూల గణనను ఉపయోగించింది. ఉత్పత్తి చేయబడే పరమాణువుల సంఖ్య సుమారుగా లక్ష్య పదార్థం యొక్క పరమాణువుల సంఖ్య, లక్ష్యం యొక్క క్రాస్ సెక్షన్, అయాన్ బీమ్ తీవ్రత మరియు బాంబు దాడి సమయం యొక్క లబ్దానికి సమానంగా ఉంటుంది; ఈ చివరి అంశం దాని అర్ధ-జీవిత కాలానికి అనుగుణంగా బాంబు దాడి చేసినప్పుడు ఉత్పత్తి యొక్క అర్ధ-జీవిత కాలానికి సంబంధించినది. ఇది ప్రతి ప్రయోగానికి ఒక పరమాణువును ఇచ్చింది. అందువల్ల సరైన పరిస్థితులలో, ప్రతి ప్రయోగానికి మూలకం 101 యొక్క ఒక పరమాణువును మాత్రమే తయారు చేయవచ్చని ఆశించవచ్చు. ఈ గణన ప్రయోగాన్ని ముందుకు తీసుకెళ్లడం సాధ్యమేనని నిరూపించింది.[1] లక్ష్య పదార్థం, 253Es, ప్లూటోనియంను వికిరణం చేయడం ద్వారా సులభంగా ఉత్పత్తి చేయవచ్చు: ఒక సంవత్సరం వికిరణం ఒక బిలియన్ పరమాణువులను ఇస్తుంది, మరియు దాని మూడు వారాల అర్ధ-జీవిత కాలం అంటే ఉత్పత్తి చేయబడిన ఐన్‌స్టీనియంను వేరు చేసి శుద్ధి చేసిన తర్వాత ఒక వారంలోనే మూలకం 101 ప్రయోగాలు నిర్వహించవచ్చు. అయితే, సెకనుకు 1014 ఆల్ఫా కణాల అవసరమైన తీవ్రతను పొందడానికి సైక్లోట్రాన్‌ను అప్‌గ్రేడ్ చేయడం అవసరమైంది; సీబోర్గ్ అవసరమైన నిధుల కోసం దరఖాస్తు చేసుకున్నారు.[2]

సీబోర్గ్ నిధుల కోసం దరఖాస్తు చేసుకుంటుండగా, హార్వే ఐన్‌స్టీనియం లక్ష్యంపై పనిచేశారు, థామ్సన్ మరియు చోపిన్ రసాయన ఐసోలేషన్ పద్ధతులపై దృష్టి సారించారు. మెండెలీవియం పరమాణువులను తేలికపాటి ఆక్టినైడ్ల నుండి వేరు చేయడానికి α-hydroxyisobutyric acidని ఉపయోగించాలని చోపిన్ సూచించారు.[2] ప్రారంభ విభజన ఆల్బర్ట్ గియోర్సో సూచించిన రీకాయిల్ పద్ధతి ద్వారా జరిగింది: ఐన్‌స్టీనియంను బీమ్‌కు వ్యతిరేక దిశలో ఉంచారు, తద్వారా రీకాయిల్ అవుతున్న మెండెలీవియం పరమాణువుల మొమెంటం వాటిని లక్ష్యం నుండి బయటకు వచ్చి వెనుక ఉన్న బంగారు క్యాచ్ ఫాయిల్‌పై పడేలా చేస్తుంది. ఈ రీకాయిల్ లక్ష్యాన్ని ఆల్ఫ్రెడ్ చెథామ్-స్ట్రోడ్ అభివృద్ధి చేసిన ఎలక్ట్రోప్లేటింగ్ పద్ధతి ద్వారా తయారు చేశారు. ఈ పద్ధతి చాలా ఎక్కువ దిగుబడిని ఇచ్చింది, ఇది ఐన్‌స్టీనియం లక్ష్య పదార్థం వంటి అరుదైన మరియు విలువైన ఉత్పత్తితో పనిచేసేటప్పుడు ఖచ్చితంగా అవసరం.[1] రీకాయిల్ లక్ష్యం 109 253Es పరమాణువులతో కూడి ఉంది, వీటిని సన్నని బంగారు ఫాయిల్‌పై ఎలక్ట్రోలైటిక్‌గా నిక్షేపించారు. దీనిని బర్కిలీ సైక్లోట్రాన్లో 41 MeV ఆల్ఫా కణాలతో, 0.05 cm2 వైశాల్యంపై సెకనుకు 6×1013 కణాల చాలా ఎక్కువ బీమ్ సాంద్రతతో బాంబు దాడి చేశారు. లక్ష్యాన్ని నీరు లేదా ద్రవ హీలియం ద్వారా చల్లబరిచారు మరియు ఫాయిల్‌ను మార్చవచ్చు.[1][3]

ప్రారంభ ప్రయోగాలు 1954 సెప్టెంబరులో జరిగాయి. మెండెలీవియం పరమాణువుల నుండి ఎటువంటి ఆల్ఫా క్షయం కనిపించలేదు; అందువల్ల, మెండెలీవియం అంతా ఎలక్ట్రాన్ క్యాప్చర్ ద్వారా fermium-256కి క్షీణించిందని, ఇది ప్రధానంగా విచ్ఛిత్తి ద్వారా క్షీణిస్తుందని భావించి, ఆ స్వయంప్రేరిత విచ్ఛిత్తి సంఘటనల కోసం వెతకాలని గియోర్సో సూచించారు. ఈ ప్రయోగం 1955 ఫిబ్రవరిలో జరిగింది.[2]

ఆవిష్కరణ జరిగిన రోజు, ఫిబ్రవరి 19న, ఐన్‌స్టీనియం లక్ష్యంపై మూడు మూడు గంటల సెషన్లలో ఆల్ఫా వికిరణం జరిగింది. సైక్లోట్రాన్ కాలిఫోర్నియా విశ్వవిద్యాలయ ప్రాంగణంలో ఉండగా, రేడియేషన్ లాబొరేటరీ పక్క కొండపై ఉంది. ఈ పరిస్థితిని ఎదుర్కోవడానికి, ఒక సంక్లిష్టమైన విధానాన్ని ఉపయోగించారు: గియోర్సో క్యాచ్ ఫాయిల్స్‌ను (మూడు లక్ష్యాలు మరియు మూడు ఫాయిల్స్ ఉన్నాయి) సైక్లోట్రాన్ నుండి హార్వే వద్దకు తీసుకువెళ్లారు, ఆయన ఆక్వా రీజియాను ఉపయోగించి దానిని కరిగించి, బంగారు మరియు ఇతర ఉత్పత్తుల నుండి ట్రాన్స్‌యురేనియం మూలకాలను వేరు చేయడానికి అయాన్-ఎక్స్ఛేంజ్ రెసిన్ కాలమ్ ద్వారా పంపారు.[2][4] ఫలితంగా వచ్చిన చుక్కలు ఒక టెస్ట్ ట్యూబ్లోకి ప్రవేశించాయి, వీటిని చోపిన్ మరియు గియోర్సో కారులో వీలైనంత త్వరగా రేడియేషన్ లాబొరేటరీకి తీసుకువెళ్లారు. థాంప్సన్ మరియు చోపిన్ ఒక కాటయాన్-ఎక్స్ఛేంజ్ రెసిన్ కాలమ్ మరియు α-హైడ్రాక్సీ ఐసోబ్యూట్రిక్ యాసిడ్‌ను ఉపయోగించారు. ద్రావణ చుక్కలను ప్లాటినం డిస్కులపై సేకరించి హీట్ ల్యాంప్స్ కింద ఎండబెట్టారు. మూడు డిస్కులలో వరుసగా ఫెర్మియం, కొత్త మూలకాలు లేనివి మరియు మెండెలీవియం ఉంటాయని భావించారు. చివరగా, వాటిని వాటి స్వంత కౌంటర్లలో ఉంచారు, ఇవి రికార్డర్లకు అనుసంధానించబడ్డాయి, తద్వారా స్వయంప్రేరిత విచ్ఛిత్తి సంఘటనలు క్షయాల సంఖ్య మరియు సమయాన్ని చూపే గ్రాఫ్‌లో భారీ విచలనాలుగా నమోదు చేయబడతాయి. అందువల్ల ప్రత్యక్ష గుర్తింపు లేదు, కానీ దాని ఎలక్ట్రాన్-క్యాప్చర్ కుమార్తె 256Fm నుండి ఉత్పన్నమయ్యే స్వయంప్రేరిత విచ్ఛిత్తి సంఘటనల పరిశీలన ద్వారా ఇది జరిగింది. మొదటి దానిని "హుర్రే" అని, ఆ తర్వాత "డబుల్ హుర్రే" మరియు "ట్రిపుల్ హుర్రే" అని గుర్తించారు. నాలుగవది చివరకు 101వ మూలకం, మెండెలీవియం యొక్క రసాయన గుర్తింపును అధికారికంగా నిరూపించింది. మొత్తం మీద, తెల్లవారుజామున 4 గంటల వరకు ఐదు క్షయాలు నమోదయ్యాయి. సీబోర్గ్‌కు సమాచారం అందించారు మరియు బృందం నిద్రపోవడానికి వెళ్లింది.[2] అదనపు విశ్లేషణ మరియు తదుపరి ప్రయోగాలు ఉత్పత్తి చేయబడిన మెండెలీవియం ఐసోటోప్ 256 ద్రవ్యరాశిని కలిగి ఉందని మరియు ఎలక్ట్రాన్ క్యాప్చర్ ద్వారా ఫెర్మియం-256 (అర్ధ-జీవిత కాలం 157.6 నిమిషాలు)కి క్షీణిస్తుందని చూపించాయి, ఇదే గమనించిన విచ్ఛిత్తికి మూలం.

ఆవర్తన పట్టికను అభివృద్ధి చేసిన రష్యన్ రసాయన శాస్త్రవేత్త దిమిత్రి మెండెలీవ్ పేరు మీద ఒక మూలకం ఉండటం సముచితమని మేము భావించాము. ట్రాన్స్‌యురేనియం మూలకాలను కనుగొనే మా దాదాపు అన్ని ప్రయోగాలలో, పట్టికలో మూలకం యొక్క స్థానం ఆధారంగా రసాయన లక్షణాలను అంచనా వేసే అతని పద్ధతిపై మేము ఆధారపడ్డాము. కానీ ప్రచ్ఛన్న యుద్ధం (Cold War) మధ్యలో, ఒక రష్యన్ పేరు మీద మూలకానికి పేరు పెట్టడం కొంత సాహసోపేతమైన చర్య, ఇది కొంతమంది అమెరికన్ విమర్శకులకు నచ్చలేదు.[5]

రసాయన మూలకాల యొక్క రెండవ వందలో మొదటిది కావడంతో, ఆవర్తన పట్టిక పితామహుడైన రష్యన్ రసాయన శాస్త్రవేత్త దిమిత్రి మెండెలీవ్ పేరు మీద ఈ మూలకానికి "మెండెలీవియం" అని పేరు పెట్టాలని నిర్ణయించారు. ఈ ఆవిష్కరణ ప్రచ్ఛన్న యుద్ధం సమయంలో జరిగినందున, ఒక రష్యన్ పేరు మీద మూలకానికి పేరు పెట్టాలని ప్రతిపాదించడానికి సీబోర్గ్ యునైటెడ్ స్టేట్స్ ప్రభుత్వం నుండి అనుమతి తీసుకోవలసి వచ్చింది, కానీ అది మంజూరైంది.[2] rename"మెండెలీవియం" అనే పేరును 1955లో ఇంటర్నేషనల్ యూనియన్ ఆఫ్ ప్యూర్ అండ్ అప్లైడ్ కెమిస్ట్రీ (IUPAC) "Mv" సంకేతంతో ఆమోదించింది,[6] దీనిని తదుపరి IUPAC జనరల్ అసెంబ్లీ (పారిస్, 1957)లో "Md"గా మార్చారు.[7]

లక్షణాలు

భౌతిక

[8] ఆవర్తన పట్టికలో, మెండెలీవియం ఆక్టినైడ్ ఫెర్మియంకు కుడివైపున, ఆక్టినైడ్ నోబెలియంకు ఎడమవైపున మరియు లాంతనైడ్ థూలియంకు క్రింద ఉంది. మెండెలీవియం లోహం ఇంకా భారీ పరిమాణంలో తయారు చేయబడలేదు మరియు భారీ తయారీ ప్రస్తుతం అసాధ్యం.[9] అయినప్పటికీ, దాని లక్షణాలకు సంబంధించి అనేక అంచనాలు మరియు కొన్ని ప్రాథమిక ప్రయోగాత్మక ఫలితాలు ఉన్నాయి.[9]

లాంతనైడ్లు మరియు ఆక్టినైడ్లు, లోహ స్థితిలో, ద్విసంయోజక (ఉదాహరణకు యూరోపియం మరియు ఇటెర్బియం) లేదా త్రిసంయోజక (చాలా ఇతర లాంతనైడ్లు) లోహాలుగా ఉండవచ్చు. మొదటివి fns2 కాన్ఫిగరేషన్‌లను కలిగి ఉంటాయి, రెండోవి fn−1d1s2 కాన్ఫిగరేషన్‌లను కలిగి ఉంటాయి. 1975లో, జోహన్సన్ మరియు రోసెన్‌గ్రెన్ లోహ లాంతనైడ్లు మరియు ఆక్టినైడ్ల యొక్క కోహెసివ్ ఎనర్జీలు (స్ఫటికీకరణ ఎంథాల్పీలు) కోసం కొలిచిన మరియు అంచనా వేసిన విలువలను ద్విసంయోజక మరియు త్రిసంయోజక లోహాలుగా పరిశీలించారు.[10][11] మెండెలీవియం కోసం [Rn]5f126d17s2 కాన్ఫిగరేషన్ యొక్క పెరిగిన బంధన శక్తి [Rn]5f137s2 కాన్ఫిగరేషన్ కంటే ఒక 5f ఎలక్ట్రాన్‌ను 6dకి ప్రమోట్ చేయడానికి అవసరమైన శక్తిని భర్తీ చేయడానికి సరిపోదని ముగింపు ఇచ్చారు, ఇది చాలా చివరి ఆక్టినైడ్లకు కూడా వర్తిస్తుంది: అందువల్ల ఐన్‌స్టీనియం, ఫెర్మియం, మెండెలీవియం మరియు నోబెలియం ద్విసంయోజక లోహాలుగా ఉంటాయని భావించారు.[10] ఆక్టినైడ్ శ్రేణి ముగియడానికి ముందే ద్విసంయోజక స్థితి యొక్క పెరుగుతున్న ప్రాముఖ్యత 5f ఎలక్ట్రాన్ల సాపేక్ష స్థిరీకరణకు కారణమని చెప్పబడింది, ఇది పరమాణు సంఖ్య పెరిగేకొద్దీ పెరుగుతుంది.[12] 1976 నుండి 1982 వరకు జ్వారా మరియు హుబెనర్ చేసిన మెండెలీవియం యొక్క ట్రేస్ పరిమాణాలతో థర్మోక్రోమాటోగ్రాఫిక్ అధ్యయనాలు ఈ అంచనాను ధృవీకరించాయి.[9] 1990లో, హైర్ మరియు గిబ్సన్ మెండెలీవియం లోహం 134 మరియు 142 kJ/mol మధ్య సబ్లిమేషన్ ఎంథాల్పీని కలిగి ఉంటుందని అంచనా వేశారు.[9] ద్విసంయోజక మెండెలీవియం లోహం సుమారు 194 ± 10 pm లోహ వ్యాసార్థాన్ని కలిగి ఉండాలి.[9] ఇతర ద్విసంయోజక చివరి ఆక్టినైడ్ల వలె (మళ్ళీ త్రిసంయోజక లారెన్సియం మినహా), లోహ మెండెలీవియం ఫేస్-సెంటర్డ్ క్యూబిక్ స్ఫటిక నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉండాలి. మెండెలీవియం ద్రవీభవన స్థానం 800 °C వద్ద అంచనా వేయబడింది, ఇది పొరుగు మూలకం నోబెలియం కోసం అంచనా వేయబడిన అదే విలువ.[13] దీని సాంద్రత సుమారు 10.3 ± 0.7 g/cm3 ఉంటుందని అంచనా.

రసాయన

మెండెలీవియం రసాయన శాస్త్రం ఎక్కువగా ద్రావణంలో తెలుసు (అందుబాటులో ఉన్న పరిమాణాలు స్వచ్ఛమైన సమ్మేళనాల సృష్టిని అనుమతించవు), ఇందులో ఇది +3 లేదా +2 ఆక్సీకరణ స్థితిలను తీసుకోవచ్చు. +1 స్థితి కూడా నివేదించబడింది, కానీ ఇంకా నిర్ధారించబడలేదు.[14]

మెండెలీవియం ఆవిష్కరణకు ముందు, సీబోర్గ్ మరియు కాట్జ్ ఇది జల ద్రావణంలో ప్రధానంగా త్రిసంయోజక స్థితిలో ఉండాలని మరియు అందువల్ల ఇతర త్రిధనాత్మక లాంతనైడ్లు మరియు ఆక్టినైడ్ల వలె ప్రవర్తించాలని అంచనా వేశారు. 1955లో మెండెలీవియం సంశ్లేషణ తర్వాత, ఈ అంచనాలు ధృవీకరించబడ్డాయి, మొదట దాని ఆవిష్కరణలో కాటయాన్-ఎక్స్ఛేంజ్ రెసిన్ కాలమ్ నుండి త్రిసంయోజక ఆక్టినైడ్ ఎల్యూషన్ క్రమంలో ఫెర్మియం తర్వాత ఇది ఎల్యూట్ అయిందని గమనించడం ద్వారా, మరియు తరువాత 1967లో మెండెలీవియం త్రిసంయోజక లాంతనైడ్ లవణాలతో కలిసి అవక్షేపించే అద్రావ్య హైడ్రాక్సైడ్లు మరియు ఫ్లోరైడ్లను ఏర్పరుస్తుందని గమనించడం ద్వారా.[14] కాటయాన్-ఎక్స్ఛేంజ్ మరియు సాల్వెంట్ ఎక్స్‌ట్రాక్షన్ అధ్యయనాలు మెండెలీవియం మునుపటి ఆక్టినైడ్, ఫెర్మియం కంటే కొంత చిన్న అయాన్ వ్యాసార్థం కలిగిన త్రిసంయోజక ఆక్టినైడ్ అనే ముగింపుకు దారితీశాయి.[14] మెండెలీవియం 1,2-సైక్లోహెక్సేన్ డైనిట్రిలోటెట్రాఎసిటిక్ యాసిడ్ (DCTA)తో కోఆర్డినేషన్ కాంప్లెక్స్లను ఏర్పరుస్తుంది.[14]

క్షయకరణ పరిస్థితులలో, మెండెలీవియం(III) సులభంగా మెండెలీవియం(II)కి తగ్గించబడుతుంది, ఇది జల ద్రావణంలో స్థిరంగా ఉంటుంది.[14] E°(Md3+→Md2+) జంట యొక్క ప్రామాణిక క్షయకరణ పొటెన్షియల్ 1967లో −0.10 V లేదా −0.20 Vగా అంచనా వేయబడింది:[14] తర్వాత 2013 ప్రయోగాలు విలువను −0.16 ± 0.05 Vగా స్థాపించాయి.[15] పోలికలో, E°(Md3+→Md0) సుమారు −1.74 V ఉండాలి, మరియు E°(Md2+→Md0) సుమారు −2.5 V ఉండాలి.[14] మెండెలీవియం(II) యొక్క ఎల్యూషన్ ప్రవర్తనను స్ట్రోంటియం(II) మరియు యూరోపియం(II)లతో పోల్చారు.[14]

1973లో, మెండెలీవియం(I) రష్యన్ శాస్త్రవేత్తలచే ఉత్పత్తి చేయబడిందని నివేదించబడింది, వారు మెండెలీవియం యొక్క అధిక ఆక్సీకరణ స్థితులను సమారియం(II)తో తగ్గించడం ద్వారా దీనిని పొందారు. ఇది తటస్థ నీరు–ఇథనాల్ ద్రావణంలో స్థిరంగా ఉందని మరియు సీసియం(I)కి సజాతీయంగా ఉందని కనుగొనబడింది. అయితే, తదుపరి ప్రయోగాలు మెండెలీవియం(I)కి ఎటువంటి ఆధారాలను కనుగొనలేదు మరియు మెండెలీవియం తగ్గించబడినప్పుడు ద్విసంయోజక మూలకాల వలె ప్రవర్తిస్తుందని, ఏకసంయోజక క్షార లోహాల వలె కాదని కనుగొన్నాయి.[14] అయినప్పటికీ, రష్యన్ బృందం క్షార లోహ క్లోరైడ్లతో మెండెలీవియంను కో-క్రిస్టలైజ్ చేసే థర్మోడైనమిక్స్పై మరిన్ని అధ్యయనాలు నిర్వహించింది, మరియు మెండెలీవియం(I) ఏర్పడిందని మరియు ద్విసంయోజక మూలకాలతో మిశ్రమ స్ఫటికాలను ఏర్పరుస్తుందని, తద్వారా వాటితో కో-క్రిస్టలైజ్ అవుతుందని ముగింపు ఇచ్చింది. +1 ఆక్సీకరణ స్థితి యొక్క స్థితి ఇంకా తాత్కాలికంగానే ఉంది.[14]

ఎలక్ట్రోడ్ పొటెన్షియల్ E°(Md4+→Md3+) 1975లో +5.4 Vగా అంచనా వేయబడింది; బలమైన ఆక్సీకరణ కారకం సోడియం బిస్మతేట్తో 1967 ప్రయోగాలు మెండెలీవియం(III)ను మెండెలీవియం(IV)కి ఆక్సీకరించలేకపోయాయి.[14]

పరమాణు

ఒక మెండెలీవియం పరమాణువు 101 ఎలక్ట్రాన్లను కలిగి ఉంటుంది. అవి [Rn]5f137s2 (గ్రౌండ్ స్టేట్ టర్మ్ సింబల్ 2F7/2) కాన్ఫిగరేషన్‌లో అమర్చబడతాయని భావిస్తున్నారు, అయితే 2006 నాటికి ఈ ఎలక్ట్రాన్ కాన్ఫిగరేషన్ యొక్క ప్రయోగాత్మక ధృవీకరణ ఇంకా జరగలేదు. 5f మరియు 7s సబ్‌షెల్స్‌లోని పదిహేను ఎలక్ట్రాన్లు వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్లు.[16] సమ్మేళనాలను ఏర్పరిచేటప్పుడు, మూడు వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్లు కోల్పోవచ్చు, [Rn]5f12 కోర్ మిగిలి ఉంటుంది: ఇది త్రిధనాత్మక స్థితిలో [Rn] 5fn ఎలక్ట్రాన్ కాన్ఫిగరేషన్‌లతో ఇతర ఆక్టినైడ్లచే సెట్ చేయబడిన ధోరణికి అనుగుణంగా ఉంటుంది. మెండెలీవియం యొక్క మొదటి అయనీకరణ పొటెన్షియల్ 1974లో గరిష్టంగా (6.58 ± 0.07) eVగా కొలవబడింది, 7s ఎలక్ట్రాన్లు 5f వాటి కంటే ముందుగా అయనీకరణం చెందుతాయనే ఊహ ఆధారంగా;[17] మెండెలీవియం యొక్క పెద్ద నమూనాలు లేకపోవడం వల్ల ఈ విలువ ఇంకా మెరుగుపరచబడలేదు.[18] హెక్సాకోఆర్డినేట్ Md3+ యొక్క అయాన్ వ్యాసార్థం 1978లో సుమారు 91.2 pmగా ప్రాథమికంగా అంచనా వేయబడింది;[14] డిస్ట్రిబ్యూషన్ కోఎఫీషియంట్లు మరియు అయాన్ వ్యాసార్థం మధ్య లాగరిథమిక్ ధోరణి ఆధారంగా 1988 గణనలు 89.6 pm విలువను, అలాగే −3654 ± 12 kJ/mol యొక్క హైడ్రేషన్ ఎంథాల్పీని ఉత్పత్తి చేశాయి.[14] Md2+ 115 pm అయాన్ వ్యాసార్థం మరియు −1413 kJ/mol హైడ్రేషన్ ఎంథాల్పీని కలిగి ఉండాలి; Md+ 117 pm అయాన్ వ్యాసార్థాన్ని కలిగి ఉండాలి.[14]

ఐసోటోపులు

ప్రధాన వ్యాసం: Isotopes of mendelevium

మెండెలీవియం యొక్క పదిహేడు ఐసోటోపులు తెలిసినవి, 244 నుండి 260 వరకు ద్రవ్యరాశి సంఖ్యలతో; అన్నీ రేడియోధార్మికమైనవి.[19] అత్యధిక కాలం జీవించే ఐసోటోప్ 258Md, దీని అర్ధ-జీవిత కాలం 51.6 రోజులు. అయినప్పటికీ, తక్కువ కాలం జీవించే 256Md (అర్ధ-జీవిత కాలం 77.7 నిమిషాలు) రసాయన ప్రయోగాలలో ఎక్కువగా ఉపయోగించబడుతుంది, ఎందుకంటే దీనిని ఐన్‌స్టీనియం నుండి ఎక్కువ పరిమాణంలో ఉత్పత్తి చేయవచ్చు,[19] ఎందుకంటే 258Mdకి 255Es అవసరమవుతుంది, దీని గణనీయమైన పరిమాణాలు ఐసోటోపిక్ మిశ్రమంలో చిన్న భాగంగా మాత్రమే అందుబాటులో ఉన్నాయి.

మెండెలీవియం ఐసోటోపుల అర్ధ-జీవిత కాలాలు ఎక్కువగా అధిక ద్రవ్యరాశి వైపు సజావుగా పెరుగుతాయి (బేసి/సరి ప్రభావాలు మినహా), 258Md వరకు, ఆపై స్వయంప్రేరిత విచ్ఛిత్తి ప్రధాన క్షయకరణ మోడ్‌గా మారడంతో తగ్గుతాయి;[19] రెండవ అత్యధిక కాలం జీవించే ఐసోటోప్ 260Md, ఇది తెలిసిన అత్యంత భారీది, దీని అర్ధ-జీవిత కాలం 27.8 రోజులు. ఒక రోజు కంటే ఎక్కువ అర్ధ-జీవిత కాలం ఉన్న ఏ ఐసోటోప్ అయినా కలిగిన చివరి మూలకం మెండెలీవియం.

మెండెలీవియం-256, ప్రస్తుతం మెండెలీవియం యొక్క అత్యంత ముఖ్యమైన ఐసోటోప్, సుమారు 90% ఎలక్ట్రాన్ క్యాప్చర్ ద్వారా మరియు 10% ఆల్ఫా క్షయం ద్వారా క్షీణిస్తుంది.[19] ఇది దాని ఎలక్ట్రాన్ క్యాప్చర్ కుమార్తె fermium-256 యొక్క స్వయంప్రేరిత విచ్ఛిత్తి ద్వారా సులభంగా గుర్తించబడుతుంది, కానీ స్వయంప్రేరిత విచ్ఛిత్తికి గురయ్యే ఇతర న్యూక్లైడ్ల సమక్షంలో, మెండెలీవియం-256 (7.205 మరియు 7.139 MeV) కోసం లక్షణ శక్తుల వద్ద ఆల్ఫా క్షయాలు మరింత ఉపయోగకరమైన గుర్తింపును అందించగలవు.[20]

ఉత్పత్తి మరియు ఐసోలేషన్

తేలికపాటి ఐసోటోపులు (244Md నుండి 247Md) ఎక్కువగా బిస్మత్ లక్ష్యాలపై ఆర్గాన్ అయాన్ల బాంబు దాడి ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడతాయి, కొంచెం భారీవి (248Md నుండి 253Md) ప్లూటోనియం మరియు అమెరీషియం లక్ష్యాలపై కార్బన్ మరియు నైట్రోజన్ అయాన్లను ప్రయోగించడం ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడతాయి. అత్యంత ముఖ్యమైన మరియు అత్యంత స్థిరమైన ఐసోటోపులు 254Md నుండి 258Md పరిధిలో ఉన్నాయి మరియు ఐన్‌స్టీనియంపై ఆల్ఫా కణాల బాంబు దాడి ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడతాయి: ఐన్‌స్టీనియం-253, −254 మరియు −255 అన్నింటినీ ఉపయోగించవచ్చు. 259Md 259నోబెలియం యొక్క కుమార్తెగా ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది, మరియు 260Md ఐన్‌స్టీనియం-254 మరియు ఆక్సిజన్-18 మధ్య ట్రాన్స్‌ఫర్ రియాక్షన్లో ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది.[19] సాధారణంగా, ఎక్కువగా ఉపయోగించే ఐసోటోప్ 256Md ఐన్‌స్టీనియం-253 లేదా −254పై ఆల్ఫా కణాలను ప్రయోగించడం ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది: ఐన్‌స్టీనియం-254 అందుబాటులో ఉన్నప్పుడు దానిని ఇష్టపడతారు ఎందుకంటే ఇది ఎక్కువ అర్ధ-జీవిత కాలాన్ని కలిగి ఉంటుంది మరియు అందువల్ల ఎక్కువ కాలం లక్ష్యంగా ఉపయోగించవచ్చు.[19] అందుబాటులో ఉన్న మైక్రోగ్రామ్ పరిమాణంలోని ఐన్‌స్టీనియంను ఉపయోగించి, ఫెంటోగ్రామ్ పరిమాణంలోని మెండెలీవియం-256ను ఉత్పత్తి చేయవచ్చు.[19]

ఉత్పత్తి చేయబడిన మెండెలీవియం-256 పరమాణువుల రీకాయిల్ మొమెంటంను ఉపయోగించి వాటిని ఉత్పత్తి చేయబడిన ఐన్‌స్టీనియం లక్ష్యం నుండి భౌతికంగా దూరంగా తీసుకువచ్చి, శూన్యంలో లక్ష్యం వెనుక ఉన్న సన్నని లోహపు ఫాయిల్‌పై (సాధారణంగా బెరీలియం, అల్యూమినియం, ప్లాటినం లేదా బంగారం) ఉంచుతారు.[20] ఇది తక్షణ రసాయన విభజన అవసరాన్ని తొలగిస్తుంది, ఇది ఖరీదైనది మరియు ఖరీదైన ఐన్‌స్టీనియం లక్ష్యాన్ని తిరిగి ఉపయోగించకుండా నిరోధిస్తుంది.[20] మెండెలీవియం పరమాణువులను అప్పుడు వాయు వాతావరణంలో (తరచుగా హీలియం) బంధిస్తారు, మరియు రియాక్షన్ ఛాంబర్‌లోని చిన్న ఓపెనింగ్ నుండి వచ్చే గ్యాస్ జెట్ మెండెలీవియంను తీసుకువెళుతుంది.[20] పొడవైన క్యాపిల్లరీ ట్యూబ్ను ఉపయోగించి, మరియు హీలియం వాయువులో పొటాషియం క్లోరైడ్ ఏరోసోల్స్‌ను చేర్చడం ద్వారా, మెండెలీవియం పరమాణువులను రసాయనికంగా విశ్లేషించడానికి మరియు వాటి పరిమాణాన్ని నిర్ణయించడానికి పదుల మీటర్ల దూరం రవాణా చేయవచ్చు.[4][20] మెండెలీవియంను అప్పుడు ఫాయిల్ పదార్థం మరియు ఇతర విచ్ఛిత్తి ఉత్పత్తుల నుండి ఫాయిల్‌కు యాసిడ్‌ను వర్తింపజేయడం ద్వారా మరియు మెండెలీవియంను లాంతనం ఫ్లోరైడ్తో కోప్రెసిపిటేట్ చేయడం ద్వారా, ఆపై హైడ్రోక్లోరిక్ యాసిడ్తో సంతృప్తమైన 10% ఇథనాల్ ద్రావణంతో కాటయాన్-ఎక్స్ఛేంజ్ రెసిన్ కాలమ్‌ను ఉపయోగించి, ఎలుయంట్గా పనిచేస్తుంది. అయితే, ఫాయిల్ బంగారంతో తయారు చేయబడి మరియు తగినంత సన్నగా ఉంటే, త్రిసంయోజక ఆక్టినైడ్లను బంగారం నుండి వేరు చేయడానికి ముందు ఆక్వా రీజియాలో బంగారాన్ని కరిగించడం సరిపోతుంది, అయాన్-ఎక్స్ఛేంజ్ క్రోమాటోగ్రఫీని ఉపయోగించి, ఎలుయంట్ 6 M హైడ్రోక్లోరిక్ యాసిడ్.[20]

మెండెలీవియంను చివరకు కాటయాన్-ఎక్స్ఛేంజ్ రెసిన్ కాలమ్ నుండి ఎంపిక చేసిన ఎల్యూషన్ ద్వారా ఇతర త్రిసంయోజక ఆక్టినైడ్ల నుండి వేరు చేయవచ్చు, ఎలుయంట్ అమ్మోనియా α-HIB. గ్యాస్-జెట్ పద్ధతిని ఉపయోగించడం వల్ల మొదటి రెండు దశలు తరచుగా అనవసరమవుతాయి.[20]

త్రిసంయోజక ఆక్టినైడ్లను వేరు చేయడానికి మరొక సాధ్యమైన మార్గం బిస్-(2-ఇథైల్ హెక్సైల్) ఫాస్ఫోరిక్ యాసిడ్ (HDEHPగా సంక్షిప్తీకరించబడింది)ని స్థిరమైన ఆర్గానిక్ ఫేజ్‌గా మరియు నైట్రిక్ యాసిడ్ను మొబైల్ ఆక్వియస్ ఫేజ్‌గా ఉపయోగించి సాల్వెంట్ ఎక్స్‌ట్రాక్షన్ క్రోమాటోగ్రఫీ ద్వారా. ఆక్టినైడ్ ఎల్యూషన్ క్రమం కాటయాన్-ఎక్స్ఛేంజ్ రెసిన్ కాలమ్ కంటే రివర్స్ చేయబడుతుంది, తద్వారా భారీ ఆక్టినైడ్లు తర్వాత ఎల్యూట్ అవుతాయి. ఈ పద్ధతి ద్వారా వేరు చేయబడిన మెండెలీవియం రెసిన్ కాలమ్‌తో పోలిస్తే ఆర్గానిక్ కాంప్లెక్సింగ్ ఏజెంట్ లేకుండా ఉండే ప్రయోజనాన్ని కలిగి ఉంది; ప్రతికూలత ఏమిటంటే మెండెలీవియం అప్పుడు ఎల్యూషన్ క్రమంలో చాలా ఆలస్యంగా, ఫెర్మియం తర్వాత ఎల్యూట్ అవుతుంది.[4][20]

మెండెలీవియంను వేరు చేయడానికి మరొక పద్ధతి Es3+ మరియు Fm3+ నుండి Md2+ యొక్క విభిన్న ఎల్యూషన్ లక్షణాలను ఉపయోగిస్తుంది. ప్రారంభ దశలు పైన పేర్కొన్న విధంగానే ఉంటాయి, మరియు ఎక్స్‌ట్రాక్షన్ క్రోమాటోగ్రఫీ కోసం HDEHPని ఉపయోగిస్తుంది, కానీ మెండెలీవియంను లాంతనం ఫ్లోరైడ్‌కు బదులుగా టెర్బియం ఫ్లోరైడ్‌తో కోప్రెసిపిటేట్ చేస్తుంది. అప్పుడు, 50 mg క్రోమియంను మెండెలీవియంకు జోడించి, దానిని జింక్ లేదా మెర్క్యురీతో 0.1 M హైడ్రోక్లోరిక్ యాసిడ్‌లో +2 స్థితికి తగ్గిస్తారు.[20] సాల్వెంట్ ఎక్స్‌ట్రాక్షన్ అప్పుడు కొనసాగుతుంది, మరియు త్రిసంయోజక మరియు చతుర్సంయోజక లాంతనైడ్లు మరియు ఆక్టినైడ్లు కాలమ్‌పైనే ఉండిపోతాయి, మెండెలీవియం(II) అలా ఉండదు మరియు హైడ్రోక్లోరిక్ యాసిడ్‌లోనే ఉంటుంది. ఇది అప్పుడు హైడ్రోజన్ పెరాక్సైడ్ ఉపయోగించి +3 స్థితికి తిరిగి ఆక్సీకరించబడుతుంది మరియు అప్పుడు 2 M హైడ్రోక్లోరిక్ యాసిడ్ (క్రోమియంతో సహా మలినాలను తొలగించడానికి) మరియు చివరగా 6 M హైడ్రోక్లోరిక్ యాసిడ్ (మెండెలీవియంను తొలగించడానికి)తో ఎంపిక చేసిన ఎల్యూషన్ ద్వారా వేరు చేయబడుతుంది.[20] క్షయకరణాన్ని అమలు చేయడానికి 1 M హైడ్రోక్లోరిక్ యాసిడ్‌ను ఎలుయంట్‌గా ఉపయోగించి, కాటయోనైట్ మరియు జింక్ అమాల్గమ్ కాలమ్‌ను ఉపయోగించడం కూడా సాధ్యమే.[20] బాష్పశీల మెండెలీవియం హెక్సాఫ్లోరోఎసిటైల్ ఎసిటోనేట్ని ఉపయోగించి థర్మోక్రోమాటోగ్రాఫిక్ రసాయన విభజనను సాధించవచ్చు: సారూప్య ఫెర్మియం సమ్మేళనం తెలిసినది మరియు ఇలాంటిదే.[20]

విషపూరిత స్వభావం

మెండెలీవియంతో తక్కువ మంది మాత్రమే సంబంధం కలిగి ఉన్నప్పటికీ, ఇంటర్నేషనల్ కమిషన్ ఆన్ రేడియోలాజికల్ ప్రొటెక్షన్ అత్యంత స్థిరమైన ఐసోటోప్ కోసం వార్షిక ఎక్స్‌పోజర్ పరిమితులను నిర్ణయించింది. మెండెలీవియం-258 కోసం, తీసుకోవలసిన పరిమితిని 9×105 బెక్వెరెల్లుగా (1 Bq = సెకనుకు 1 క్షయం) నిర్ణయించారు. ఈ ఐసోటోప్ యొక్క అర్ధ-జీవిత కాలాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకుంటే, ఇది కేవలం 2.48 ng (నానోగ్రాములు) మాత్రమే. పీల్చుకునే పరిమితి 6000 Bq లేదా 16.5 pg (పికోగ్రాములు) వద్ద ఉంది.[21]

గమనికలు


ప్రస్తావనలు

  1. ↑ 1.0 1.1 1.2 1.3 (1955). New Element Mendelevium, Atomic Number 101. Physical Review. 98 (5) 1518–1519. ISBN 9789810214401. doi:10.1103/PhysRev.98.1518.
  2. ↑ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 Choppin, Gregory R.. (2003). Mendelevium. Chemical and Engineering News. 81 (36).
  3. ↑ Hofmann, Sigurd. (2002). On beyond uranium: journey to the end of the periodic table. 40–42. CRC Press. ISBN 978-0-415-28496-7.
  4. ↑ 4.0 4.1 4.2 Hall, Nina. (2000). The new chemistry. 9–11. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-45224-3.
  5. ↑ 101. Mendelevium – Elementymology & Elements Multidict. Peter van der Krogt.
  6. ↑ (1955). Comptes rendus de la confèrence IUPAC.
  7. ↑ (1957). Comptes rendus de la confèrence IUPAC.
  8. ↑ Haire, Richard G.. (2006). The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements. 3 1577–1620. Springer. ISBN 978-1-4020-3555-5. doi:10.1007/1-4020-3598-5_12.
  9. ↑ 9.0 9.1 9.2 9.3 9.4 Silva, pp. 1634–5
  10. ↑ 10.0 10.1 Silva, pp. 1626–8
  11. ↑ (1975). "Generalized phase diagram for the rare-earth elements: Calculations and correlations of bulk properties". Physical Review B. 11 (8) 2836–2857. doi:10.1103/PhysRevB.11.2836.
  12. ↑ Hulet, E. K.. (1980). Lanthanide and Actinide Chemistry and Spectroscopy. 131 239–263. ISBN 9780841205680. doi:10.1021/bk-1980-0131.ch012.
  13. ↑ (2011). "CRC Handbook of Chemistry and Physics". 4.121–4.123. CRC Press. ISBN 978-1439855119.
  14. ↑ 14.00 14.01 14.02 14.03 14.04 14.05 14.06 14.07 14.08 14.09 14.10 14.11 14.12 14.13 Silva, pp. 1635–6
  15. ↑ (11 October 2013). "Measurement of the Md3+/Md2+ Reduction Potential Studied with Flow Electrolytic Chromatography". Inorganic Chemistry. 52 (21) 12311–3. doi:10.1021/ic401571h.
  16. ↑ Silva, pp. 1633–4
  17. ↑ (1974). Ground Levels and Ionization Potentials for Lanthanide and Actinide Atoms and Ions. J. Phys. Chem. Ref. Data. 3 (3) 771–9. doi:10.1063/1.3253147.
  18. ↑ David R. Lide (ed), CRC Handbook of Chemistry and Physics, 84th Edition. CRC Press. Boca Raton, Florida, 2003; Section 10, Atomic, Molecular, and Optical Physics; Ionization Potentials of Atoms and Atomic Ions
  19. ↑ 19.0 19.1 19.2 19.3 19.4 19.5 19.6 Silva, pp. 1630–1
  20. ↑ 20.00 20.01 20.02 20.03 20.04 20.05 20.06 20.07 20.08 20.09 20.10 20.11 Silva, pp. 1631–3
  21. ↑ (2000). "Transuranium Elements, in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry". Wiley. ISBN 978-3527306732. doi:10.1002/14356007.a27_167.

గ్రంథ పట్టిక

మరింత పఠనం

  • Hoffman, D.C., Ghiorso, A., Seaborg, G. T. The transuranium people: the inside story, (2000), 201–229
  • Morss, L. R., Edelstein, N. M., Fuger, J., The chemistry of the actinide and transactinide element, 3, (2006), 1630–1636
  • A Guide to the Elements – Revised Edition, Albert Stwertka, (Oxford University Press; 1998) 0-19-508083-1

బాహ్య లింకులు

mendelevium

మూలం: ఇంగ్లీష్ వికీపీడియాలోని “Mendelevium” వ్యాసానికి అనువాదం. మూల వ్యాసం: https://en.wikipedia.org/wiki/Mendelevium ఈ అనువాదం స్వయంచాలకంగా రూపొందించబడింది.

Retrieved from "https://ltrc.sciwiki.in/index.php?title=మెండెలీవియం&oldid=1110"