في الكيمياء يعد عنصر الروينتجينيوم أحد العناصر الكيميائية التي تم اكتشافها، يمتلك الرمز Rg ورقم ذري مقداره 111 في الجدول الدوري، حيث يصنف على أنه أحد المعادن الانتقالية، ومن المتوقع أن يكون الرونتجينيوم مادة صلبة في درجة حرارة الغرفة.
اكتشاف عنصر الروينتجينيوم
لقد تم إنتاج الروينتجينيوم لأول مرة بواسطة كلا من بيتر أرمبروستر (Peter Armbruster) وجوتفريد مونزينبرج Gottfried) Münzenber) وفريقهم العاملين في جمعية أبحاث الأيونات الثقيلة في دارمشتات بألمانيا في أواخر عام 1994 ميلادي، حيث أنهم قاموا بقصف ذرات نظير البزموت 209 بأيونات نظير النيكل 64 بجهاز يعرف باسم المعجل الخطي.
أنتجت هذه العملية ثلاث ذرات من نظير الروينتجينيوم 272، وهو عبارة عن نظير له نصف عمر حوالي 1.5 ميلي ثانية (0.0015 ثانية)، بالإضافة إلى نيوترون حر، إن من أكثر نظائر الروينتجينيوم ثباتًا هو نظير الرونتجينيوم 281 له عمر نصف يبلغ حوالي 26 ثانية ويتحلل من خلال عملية الانشطار التلقائي.
لا يوجد عنصر الروينتجينيوم بشكل طبيعي في قشرة الأرض، إذ تم تصنيعه لأول مرة من قبل فريق دولي من العلماء من GSI في دارمشتات في ألمانيا والمعهد المشترك للأبحاث النووية (JINR) في دوبنا في روسيا وجامعة كومينيوس في براتيسلافا في سلوفاكيا وجامعة ييفاسكيلا في فنلندا في GSI مركز هيلمهولتز لأبحاث الأيونات الثقيلة في دارمشتات عام 1994 ميلادي.
باستخدام التفاعل النووي 209Bi (64Ni ، n) 272Rg، تم تأكيد الفضل في التوليف الأول في عام 2003 ميلادي، تم تسمية العنصر على اسم فيلهلم كونراد الذي اكتشف الأشعة السينية في عام 1895 ميلادي، نظرًا لأنه لم يتم إنتاج سوى عدد قليل من ذرات الروينتجينيوم لا يوجد لديه تطبيقات نظيرية معروفة بصرف النظر عن البحث العلمي، أو أي استخدامات خارج نطاق البحث العلمي الأساسي.
معلومات عامة عن عنصر الروينتجينيوم
- المظهر الخارجي للعنصر: يعد معدن الروينتجينيوم شديد النشاط الإشعاعي، ولم يُصنع منه سوى عدد قليل من الذرات.
- الاستخدامات: في الوقت الحاضر، يتم استخدام الروينتجينيوم فقط في البحث.
- الدور البيولوجي: بالنسبة لعنصر الروينتجينيوم ليس له دور بيولوجي معروف.
- من ناحية الوفرة الطبيعية: يعد الروينتجينيوم عنصر من صنع الإنسان لم يتم تكوين سوى عدد قليل من الذرات منه، وهي مصنوعة من خلال دمج ذرات النيكل والبزموت في مسرّع أيون ثقيل.
- تاريخ الاكتشاف لعنصر الروينتجينيوم 1994 ميلادي، حيث اكتشفه بيتر أرمبروستر وجوتفريد مونزينبرج.
- أما أصل الاسم: فقد تم اقتراح اسم الروينتجينيوم (Rg) من قبل فريق GSI تكريما للفيزيائي الألماني فيلهلم كونراد رونتجن، وقد تم قبوله كاسم دائم في 1 نوفمبر 2004 ميلادي.
- هناك سبعة نظائر معروفة لعنصر الروينتجينيوم وهي النظائر التالية: 272 و 274 و 278-282، الأطول عمرا منها هو النظير 281 والذي يبلغ نصف عمر 22.8 ثانية.
- في عام 1986 ميلادي قام الفيزيائيون في المعهد الروسي المشترك للأبحاث النووية (JINR) بقصف البزموت بالنيكل على أمل صنع العنصر 111، لكنهم فشلوا في اكتشاف أي ذرات من العنصر 111.
- في عام 1994 ميلادي، قام فريق بقيادة بيتر أرمبروستر وجوتفريد مونزينبرج في (GSI) بالنجاح، وذلك عندما قصفوا البزموت بالنيكل وحصلوا على عدد قليل من ذرات النظير 272، حيث أنه كان يمتلك عمر النصف 1.5 مللي ثانية.
- الروينتجينيوم (Rg)، هو عبارة عن عنصر ما بعد اليورانيوم، وهو منتج صناعيًا من العدد الذري 111، عندما تم قصف ذرات البزموت 209 ذرات من نظير النيكل 62 انتجت ذرات العنصر 111 وزنها الذري 272 وتحللت بعد 1.5 ميلي ثانية إلى ذرات من المايتنريوم 268 عن طريق انبعاث جسيم ألفا (نواة الهيليوم)، باستثناء نظير الروينتجينيوم 281 الذي يخضع للانشطار التلقائي لينتج عنه عدة عناصر أصغر.
- أطول نظير يدوم هو نظير الروينتجينيوم 280 له عمر نصف يبلغ 3.6 ثانية ويتحلل إلى نظير المايتنريوم 276، قد تكون الخصائص الكيميائية للروينتجينيوم مماثلة لتلك الخاصة بالذهب.
- أما بالنسبة لمصادر الروينتجينيوم فيتم انتاجه بشكل مصطنع، حيث قام الفريق الذي اكتشفه بقصف ذرات البزموت بأيونات النيكل في معجل خطي لإنتاج العنصر 111.
- يعتمد الوزن الذري لعناصر ما بعد اليورانيوم من صنع الإنسان على النظير الأطول عمراً في الجدول الدوري، لذا يجب أن يتم اعتبار هذه الأوزان الذرية مؤقتة، حيث يمكن إنتاج نظير جديد بعمر نصف أطول في المستقبل.
- الروينتجينيوم من موقعه في الجدول الدوري في المجموعة 11 أسفل عنصر الذهب يجب أن يتمتع هذا العنصر بالخصائص الفيزيائية لمعدن نبيل، وإذا كان طويلًا بما يكفي فمن الممكن تكوين مركبات منه، على الرغم من أنه مثل الذهب قد يكون مترددًا لتشكيلهم، كما أن مظهره غير معروف ربما يكون أصفر أو برتقالي معدني (مثل الذهب).
- الآثار الصحية للروينتجينيوم: نظرًا لأنه عنصر غير مستقر للغاية فإن أي كمية يتم تكوينها ستتحلل إلى عناصر أخرى بسرعة كبيرة بحيث لا يوجد سبب لدراسة آثارها على صحة الإنسان.
- الآثار البيئية للروينتجينيوم: نظرًا لعمره النصفي القصير للغاية (حوالي 1.5 مللي ثانية)، فلا يوجد سبب للنظر في تأثيرات الروينتجينيوم في البيئة.
- وعلى الرغم من أن الروينتجينيوم لم يتم اختباره تجريبيًا بعد وقد يصبح هذا ممكنًا إذا كان من الممكن إنشاء بعض النظائر الأقل استقرارًا بشكل مباشر، إلا أنه يثبت أنه ملعب جيد لاستكشاف التأثيرات النسبية.
- كان الروينتجينيوم يُعرف في الأصل باسمه المؤقت أونونيوم (Uuu، وهذا الرمز مرتبط بأي اسم من الأسماء المؤقتة للعناصر).
- من المتوقع أن يكون معدن الروينتجينيوم معدنًا نبيلًا، حيث يقاوم التآكل والأكسدة في الهواء الرطب، كما ويكون صلبًا في درجة حرارة الغرفة ولونه فضي باهت، ومن المفترض أن يكون كثيفًا للغاية (حوالي 28.7 جم / سم 3) أكثر كثافة حتى من الأوزميوم، وهو أثقل عنصر معروف بكثافة 22.61 جم / سم 3.
- من المثير للاهتمام أنه قد يظهر بشكل طبيعي بكميات ضئيلة كعنصر بدائي، حيث يستند هذا إلى الادعاء في عام 2006 ميلادي بأنه تم اكتشاف نظيري الروينتجينيوم (261 و 265) في عينة من الذهب الطبيعي، وهو عنصر “الأخت الصغيرة” للروينتجينيوم ويوجد فوقه مباشرة في الجدول الدوري.
- لا تظهر أثقل العناصر في الجدول الدوري بشكل طبيعي، بل يتم إنشاؤها في تفاعلات الاندماج النووي التي يتم إجراؤها بعناية في عدد قليل من المختبرات حول العالم أو تحدث في التفاعلات النووية الحرارية، حيث تم العثور على الأينشتانيوموالفيرميوم على سبيل المثال لأول مرة في الحطام المشع لاختبارات الأسلحة قبل إجرائها في مفاعلات نيوترونية عالية التدفق.
- الروينتجينيوم مشع للغاية، جميع نظائره غير مستقرة للغاية حيث تتراوح أعمار نصفها من بضع دقائق فقط إلى ملي ثانية وتتحلل عن طريق انبعاث ألفا أو عن طريق عملية الانشطار التلقائي.
- المعاملات الاصطناعية غير المستقرة للغاية لا تصلح جيدًا للكيمياء التجريبية، حيث طور العلماء دون رادع تقنية متخصصة متطورة لإجراء تحقيقات دقيقة في ذرة واحدة، لكن لم يكن من الممكن بعد فحص الروينتجينيوم، لقد تم استكشاف العنصر 111 بدلاً من ذلك باستخدام طرق ميكانيكا الكم، حيث توفر معادلة ديراك النسبية عوضا عن النظرية غير النسبية لشرودنغر طريقًا مثيرًا للتنبؤ بالخصائص الكيميائية للثقل الفائق.
- نحو أسفل الجدول الدوري وعندما تصبح النوى أكبر وأكثر شحنة تقترب الإلكترونات من السرعات النسبية مما يجعل الذرات تتصرف بشكل مختلف عما كان متوقعًا، ومن المعروف أن التأثيرات النسبية مهمة بالفعل لفهم البنية الإلكترونية وبالتالي الخصائص للذهب وهو الجار العلوي للروينتجينيوم في المجموعة 11 إنها ضرورية للعناصر فائقة الثقل.
