Úvod
Rutherfordium (Rf) je syntetický, vysoce radioaktivní chemický prvek s protonovým číslem 104. V periodické tabulce se řadí mezi přechodné kovy do 4. skupiny, pod hafnium. Jelikož se vyrábí pouze v nepatrných množstvích o několika atomech a jeho izotopy se extrémně rychle rozpadají, jeho běžný vzhled není znám. Předpokládá se však, že by šlo o pevný, stříbřitě bílý kov. V přírodě se nevyskytuje, získáváme ho výhradně uměle v částicových urychlovačích, a proto ho najdeme pouze ve specializovaných výzkumných laboratořích po celém světě.
Vlastnosti
Rutherfordium (Rf) je syntetický, vysoce radioaktivní transaktinoid s protonovým číslem 104. V periodické tabulce se nachází v 7. periodě a 4. skupině, což jej chemicky řadí k titanu, zirkoniu a hafniu. Předpokládá se, že je to za standardních podmínek pevný kov s vysokou hustotou a stříbřitě bílým či šedým vzhledem. Všechny jeho známé izotopy jsou extrémně nestabilní s krátkými poločasy rozpadu, přičemž nejstabilnější izotop, ²⁶⁷Rf, má poločas přeměny pouze okolo 1,3 hodiny. Experimentální studie, provedené s jednotlivými atomy, potvrzují jeho očekávané chování, zejména tvorbu stabilního oxidačního stavu +4.
Vznik názvu
Prvek byl pojmenován na počest novozélandského fyzika Ernesta Rutherforda, který je považován za otce jaderné fyziky. Jeho zásadní objevy, jako například existence atomového jádra, položily základy moderního chápání struktury atomu. Název byl oficiálně přijat Mezinárodní unií pro čistou a užitou chemii (IUPAC).
Objev
Historie objevu rutherfordia je poznamenána vědeckou rivalitou během studené války mezi laboratořemi v Sovětském svazu a Spojených státech. První syntézu ohlásil v roce 1964 tým ze Spojeného ústavu jaderných výzkumů v Dubně, který navrhl název kurčatovium (Ku). Jejich data však nebyla považována za dostatečně průkazná. V roce 1969 americký tým z Lawrence Berkeley Laboratory, vedený Albertem Ghiorsem, prvek syntetizoval jinou reakcí a jejich výsledky byly potvrzeny. Navrhli název rutherfordium (Rf). Dlouholetý spor o prvenství a pojmenování byl vyřešen až v roce 1997, kdy IUPAC oficiálně potvrdila název rutherfordium.
Výskyt v přírodě
Rutherfordium se v přírodě vůbec nevyskytuje a je čistě syntetickým prvkem. Kvůli extrémně krátkým poločasům rozpadu všech jeho izotopů jakékoliv atomy, které mohly teoreticky vzniknout při hvězdných procesech, již dávno zanikly. Získává se výhradně v nepatrném množství v částicových urychlovačích. Jeho příprava spočívá v bombardování terčíků z těžkých prvků, například z kalifornia-249, urychlenými ionty lehčích prvků, jako je uhlík-12. Při těchto vysokoenergetických srážkách dochází k jaderné fúzi, která produkuje jen několik atomů rutherfordia za hodiny či dny experimentů, které se musí okamžitě analyzovat.
Využití
Rutherfordium se v přírodě vůbec nevyskytuje, jelikož je to uměle vytvořený prvek s extrémně krátkým poločasem rozpadu, a nemá tedy žádnou roli v biologických či geologických procesech. Jeho existence je omezena výhradně na laboratorní podmínky. Člověkem je využíváno pouze pro účely základního vědeckého výzkumu. Vědci ho syntetizují v urychlovačích částic v nepatrném množství, často jen několik atomů najednou, aby studovali vlastnosti supertěžkých jader, limity periodické tabulky a chování hmoty v extrémních podmínkách. Nemá žádné komerční, průmyslové ani medicínské aplikace.
Sloučeniny
V přírodě se žádné sloučeniny rutherfordia nenacházejí, protože prvek sám o sobě přirozeně neexistuje a okamžitě se rozpadá. Všechny jeho známé sloučeniny byly připraveny uměle a ve velmi malých množstvích, doslova atom po atomu. Experimentální chemie se zaměřuje na těkavé halogenidy, jako je tetrachlorid rutherfordia (RfCl₄) nebo tetrabromid rutherfordia (RfBr₄). Studium jejich chování, například při jaké teplotě sublimují, pomáhá vědcům potvrdit, že se rutherfordium chemicky podobá svým lehčím homologům v periodické tabulce, zejména hafniu, a ověřit tak teoretické předpovědi.
Zajímavosti
Rutherfordium je prvním transaktinoidem, což znamená, že je prvním prvkem nacházejícím se za řadou aktinoidů. Jeho chemické vlastnosti jsou silně ovlivněny relativistickými efekty, jelikož se elektrony v jeho obalu pohybují rychlostí blízkou rychlosti světla, což způsobuje změny v jejich energetických hladinách. Veškeré chemické experimenty s ním musí probíhat na úrovni jednotlivých atomů, což je technicky nesmírně náročné. Často se také objevuje jako meziprodukt v rozpadových řetězcích ještě těžších, nově objevených prvků, například kopernicia nebo flerovia.
