Мендељевијум: хемијски елемент са атомским бројем 101 и симболом Md

Радиоактиван је и добија се искључиво вештачким путем — бомбардовањем ајнштајнијума алфа-честицама. Атомски број му је 101. Први га је добио амерички нобеловац Глен Сиборг са сарадницима, 1955. године и од тада, па до 1957. означавао се симболом Mv. Овај хемијски елемент назван је по руском хемичару Димитрију Ивановичу Мендељејеву.

Мендељевијум

Општа својства
Име, симбол	мендељевијум, Md
У периодном систему
Водоник Хелијум Литијум Берилијум Бор Угљеник Азот Кисеоник Флуор Неон Натријум Магнезијум Алуминијум Силицијум Фосфор Сумпор Хлор Аргон Калијум Калцијум Скандијум Титанијум Ванадијум Хром Манган Гвожђе Кобалт Никл Бакар Цинк Галијум Германијум Арсен Селен Бром Криптон Рубидијум Стронцијум Итријум Цирконијум Ниобијум Молибден Технецијум Рутенијум Родијум Паладијум Сребро Кадмијум Индијум Калај Антимон Телур Јод Ксенон Цезијум Баријум Лантан Церијум Празеодијум Неодијум Прометијум Самаријум Европијум Гадолинијум Тербијум Диспрозијум Холмијум Ербијум Тулијум Итербијум Лутецијум Хафнијум Тантал Волфрам Ренијум Осмијум Иридијум Платина Злато Жива Талијум Олово Бизмут Полонијум Астат Радон Францијум Радијум Актинијум Торијум Протактинијум Уранијум Нептунијум Плутонијум Америцијум Киријум Берклијум Калифорнијум Ајнштајнијум Фермијум Мендељевијум Нобелијум Лоренцијум Радерфордијум Дубнијум Сиборгијум Боријум Хасијум Мајтнеријум Дармштатијум Рендгенијум Коперницијум Нихонијум Флеровијум Московијум Ливерморијум Тенесин Оганесон Tm ↑ Md ↓ (Upp) фермијум ← мендељевијум → нобелијум ‍
Атомски број (Z)	101
Група, периода	група Н/Д, периода 7
Блок	f-блок
Категорија	актиноид
Рел. ат. маса (Ar)	258,0984315(50)
Масени број	258 (најстабилнији изотоп)
Ел. конфигурација
по љускама	2, 8, 18, 32, 31, 8, 2
Физичка својства
Агрегатно стање	чврсто (предвиђено)
Тачка топљења	1100 K ​(827 °‍C, ​1521 °F) (предвиђено)
Густина при с.т.	10,3(7) g/cm3 (предвиђено)
Атомска својства
Електронегативност	1,3
Енергије јонизације	1: 636 kJ/mol
Остало
Кристална структура	​постраничноцентр. кубична (FCC) (предвиђено)
CAS број	7440-11-1
Историја
Именовање	по Дмитрију Мендељејеву
Откриће	Национална лабораторија Лоренс Беркли (1955)
Главни изотопи
изотоп расп. пж. (t1/2) ТР ПР 256Md syn 1,17 h ε 256Fm 257Md syn 5,52 h ε 257Fm α 253Es СФ – 258Md syn 51,5 d α 254Es ε 258Fm β− 258No 259Md syn 1,60 h СФ – α 255Es Шаблон:Infobox element isotopes/isotopes decay4
референце • Википодаци

 

Мендељевијум (по Дмитрију Мендељејеву) су први пут синтетисали научници Алберт Гиорсо, Глен Т. Сиборг, Грегори Р. Чопин, Бернард Г. Харви, и Стенли Џ. Томпсон (као вођа тима) почетком 1955. године на Универзитету Калифорније у Берклију. Ти научници су успели да произведу изотоп ²⁵⁶Md са временом полураспада од 87 минута, тако што су бомбардовали мету од ајнштајнијума ²⁵³Es алфа честицама (односно језгрима атома хелијума) користећи 60-инчни циклотрон у Лабораторији за радијацију Беркли. Изотоп ²⁵⁶Md је у то време је био први изотоп било којег елемента који је било могуће синтетисати само један атом појединачно. Мендељевијум је био девети трансуранијумски елемент који је синтетизиран. Првих 17 атома овог елемента је направљено и синтетисано користећи јонскоизмењивачку адсорпцијско-елуцијску методу. Током овог процеса, утврђено је да је мендељевијум врло сличан тулијуму, свом природном хомологу.

Синтетисан је реакцијом ²⁵³Es (α,n) ²⁵⁶101. Мета бомбардовања се може направити озрачивањем лакших изотопа плутонијума у реактору за тестирање материјала у реакторској станици Арко у Ајдаху. Значајно је да се мета састојала од само милијарду атома веома радиоактивног изотопа ²⁵³Es (са временом полураспада од 20,5 дана). Елуирањем кроз калибрисану катјонску измењивачку колону, мендељевијум се одваја и хемијски идентификује.

Назив мендељевијум је прихваћен 1955. године од стране IUPAC-а са симболом Mv, али је на наредној седници Генералне скупштине IUPAC-а у Паризу 1957. године симбол промењен у данашњи Md.

Истраживања су показала да мендељевијум има релативно стабилно двопозитивно (II) оксидационо стање, као и тропозитивно (III) које је више карактеристично за актиноидне елементе. Тропозитивно оксидационо стање је доминантније побуђено стање у воденим растворима (када се користи процес хроматографије). Изотоп ²⁵⁶Md се користио за испитивање неких од хемијских особина овог елемента у воденим растворима. Нису познати примери примене мендељевијума, а до данас је овај елемент произведен само у траговима. Сви други откривени изотопи мендељевијума су радиоактивни, међу њима најстабилнији је изотоп ²⁵⁸Md чије време полураспада износи приближно 2 месеца (тачније око 51 дан). Други изотопи имају распон масених бројева од 248 до 258, те времена полураспада од неколико секунди до 51 дан. Први откривени изотоп ²⁵⁶Md има време полураспада од 87 минута.

Научници Јохансон и Росенгрен су 1975. године предвидели да би Md могао имати двовалентно метално стање, слично као код европијума (Eu) и итербијума (Yb), уместо очекиваног тровалентног. Термохроматографске студије су, испитујући количине Md у траговима, закључиле да мендељевијум формира двовалентни метал. Уз помоћ емпиријских метода корелације, процењен је двовалентни метални радијус од 0,194± 0,01 нанометар. Процењена енталпија сублимације се креће у распону од 134 до 142 kJ/mol.

Најлакши изотопи овог елемента (од ²⁴⁵Md до ²⁴⁷Md) углавном се добијају бомбардовањем мета од бизмута тешким јонима аргона, док се нешто тежи изотопи (²⁴⁸Md до ²⁵³Md) добијају бомбардовањем мета од плутонијума и америцијума лакшим јонима угљеника и азота. Најважнији и најстабилнији изотопи мендељевијума су у распону од ²⁵⁴Md до ²⁵⁸Md а они се производе бомбардовањем изотопа ајнштајнијума алфа честицама: могу се користити изотопи ајнштајнијума-253, -254, и -255. Изотоп ²⁵⁹Md се добија у виду „ћерке” изотопа ²⁵⁹No, а ²⁶⁰Md се може добити трансферном реакцијом између ајнштајнијума-254 и кисеоника-18. Углавном, најчешће кориштени изотоп ²⁵⁶Md добија се бомбардовањем алфа честицама неког од два изотопа ајнштајнијума-253 или -254: већином се преферира ајнштајнијум-254 кад год је то могуће јер има дуже време полураспада те се због тога може дуже користити као мета. Користећи доступне количине ајнштајнијума реда микрограма, могуће је добити мендељевијум-256 у фемтограмским количинама.

Момент „трзаја” насталих атома мендељевијума-256 користан је за физичко одвајање насталих атома што даље од мете сачињене од ајнштајнијума од које и настаје, након чега ти атоми доспевају на танку металну фолију (најчешће од берилијума, алуминијума, платине или злата) постављену непосредно иза мете у вакууму. На овај начин избегава се потреба за што бржом хемијском сепарацијом, која је изузетно скупа и захтевна а која истовремено онемогућава поновно кориштење мета ајнштајнијума. Након сепарације, атоми мендељевијума се „заробљавају” у гасовитој атмосфери (најчешће хелијума), чиме путем млаза гаса из малог отвора на реакцијској комори, из ње се износе атоми мендељевијума. Користећи дугу капиларну цев, те укључујући калијум хлорид у виду аеросола у млазу гаса хелијума, атоми мендељевијума се могу преносити на удаљености више од десет метара како би били хемијски анализирани или како би се одредила њихова количина. Тада се мендељевијум може одвојити од фолије и других производа фисије тако што се на фолију нанесе киселина након чега се мендељевијум заједно са лантан флуоридом исталожи, а после тога се помоћу колоне катјонско-измењивачке смоле са 10% раствором етанола засити хлороводоничном киселином, која делује као елуант. Међутим, ако се користи довољно танка фолија од злата, довољно је само растворити злато у царској води пре него што се тровалентни актиноиди издвоје кориштењем анјонско-измењивачке хроматографије, при чему је елуант шест мола хлороводоничне киселине.

Мендељевијум се може коначно одвојити од других тровалентних актиноида користећи селективно елуирање у колони катјонско-измењивачке смоле, где је елуант амонијум α-ХИБ. Помоћу методе млаза гаса често су прва два корака непотребна. Наведена процедура се најчешће користи за одвајање трансајнштајнијских елемената.

Други могући начин одвајања тровалентних актиноида једних од других јесте путем хроматографије екстракцијом растварача користећи бис-(2-етилхексил) фосфорну киселину (скраћено HDEHP) као стационарну органску фазу те азотну киселину као покретну течну фазу. Секвенца елуирања актиноида је обрнута од оне која се одвија помоћу колоне катјонско-измењивачке смоле, па се тежи актиноиди елуирају касније. Мендељевијум који се одваја овом методом има одређену предност што није везан са органским средством за комплексирање у односу на колону смоле; док је недостатак ове методе да се мендељевијум елуира веома касно током секвенце елуирања, тек након фермијума.

Друга метода изоловања мендељевијума искориштава различите особине елуирања јона Md²⁺ од јона Es³⁺ и Fm³⁺. Први кораци у овом процесу исти су као и код већ споменутог начина одвајања, употребом HDEHP за екстрациону хроматографију, али се мендељевијум таложи заједно са тербијум флуоридом уместо са лантан-флуоридом. Затим се додаје 50 mg хрома у узорак да би се мендељевијум редуковао до стања +2 у 0,1 молу хлороводоничне киселине са цинком или живом. Затим се наставља екстракција растварачем, и док тровалентни и четверовалентни лантаноиди и актиноиди заостају у колони, мендељевијум(II) не заостаје и остаје у хлороводоничној киселини. Затим се он реоксидира до стања +3 помоћу водоник пероксида па се потом издваја селективним елуирањем са два мола хлороводоничне киселине (како би се уклониле нечистоће, укључујући и хром) те коначно са шест мола хлороводоничне киселине (да се уклони мендељевијум). Такође је могуће користити и колону катјонита и цинк-амалгама, узимајући један мол хлороводоничне киселине као елуант, редукујући Md(III) до Md(II) при чему се он понаша слично земноалкалним металима. Термохроматографско хемијско издвајање може се постићи користећи испарљиви мендељевијум-хексафлуороацетилацетонат; аналогно једињење фермијума такође је познато, а и он је врло испарљив.