راترفوردیوم یکی از عناصر شمیایی جدول تناوبی است که نماد آن Rf و عدد اتمی آن 104 می‌باشد. این عنصر مصنوعی به‌شدت رادیواکتیو می‌باشد. پایدارترین ایزوتوپ آن ، نیمه عمری کمتر از 70 ثانیه دارد. این عنصر مصرف کاربردی ندارد و اطلاعات در زمینه آن بسیار اندک است. راترفوردیوم اولین عنصر Transactinide است و احتمالا خواص شیمیایی آن به hafnium شبیه می‌باشد.

تاریخچه

راترفوردیوم ( که به افتخار "Ernest Rutherford" به این نام نامیده شد ) برای اولین بار در سال 1964 به‌صورت مصنوعی در موسسه تحقیقات هسته‌ای Dubna شوروی سابق ساخته شد. محققان در این شیوه اتم پولوتونیوم را با یونهای نئون بمباران کرده و ادعا کردند که اثری را از این شکافت هسته‌ای در میکروسکوپ مشاهده کرده‌اند که اشاره به ظهور یک عنصر جدید دارد.

در سال 1969 ، محققان دانشگاه Berkeley کالیفرنیا ، این عنصر را با ترکیب کالیفرنیوم 249 و کربن 12 و از طریق برخورد با یک منبع انرژی قوی تولید کردند. گروه UC همچنین اعلام کردند که نتوانسته‌اند ترکیب قبلی را که توسط دانشمندان روسی بوجود آمده بود، مجددا بسازند.

از آنجا که روسها ادعا می‌کردند که این عنصر برای اولین بار در Dunba کشف شده است، نام Dubium برای آن پیشنهاد شد و این در حالی بود که نام kurchatoium و نماد Ku برای عنصر 104 برای احترام به "Igor Vasliecvich Kurchatov" در نظر گرفته شده بود. با این حال آمریکایی‌ها نام راترفوردیوم را به افتخار Ernet Rugherford فیزیکدان نیوزلندی برای این عنصر برگزیدند. IUPAC نیز نام موقت Unnilquadium را برای این عنصر برگزید. البته در سال 1997 آنها به این مباحث خاتمه داده و نام Rutherfordium را برگزیدند

اثرات رادرفوردیم بر روی سلامتی
رادرفوردیم آن قدر ناپایدار است که هر مقداری از آن تشکیل شود، به سرعت به عناصر دیگر تبدیل می شود. بنابراین لزومی ندارد که اثرات و خطرات آن را بر روی سلامتی بررسی کنیم

تنگستن ( نام سابق آن wolfram) عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای نشان W و عدد اتمی 74 می باشد. تنگستن که عنصری است بسیار سخت و سنگین ، جزء فلزانتقالی و به رنگ خاکستری مایل به آبی تا سفید در سنگهای معدن بسیاری از جمله ولف رامیت و شیلیت یافت شده و از نظر خصوصیات فیزیکی نیرومند خود قابل توجه است.از نوع خالص آن بیشتردر مصارف الکتریکی استفاده می شود اما ترکیبات و آلیاژهای فراوان آن کاربردهای بسیار زیادی دارد( بارزترین آنها افروزه های لامپ و آلیاژهای دیرگداز عصر فضا است).

خصوصیات قابل توجه

تنگستن خالص به رنگ خاکستری مایل به آبی تا فلز سخت سفید رنگ می باشد. اگر خلوص آن زیاد باشد می توان آنرا با اره آهن بر برید( اگر ناخالص باشد شکننده و کار با آن دشوار است) در غیر این صورت باید با آختن ، ورزیدن یا روزن رانی با آن کار کرد.این فلز در دمای بالای 1650 درجه سانتیگراد بالاترین نقطه ذوب (c3422) پایین ترین فشار بخار و بیشترین مقاوت کششی را در بین تمامی فلزات دارا می باشد.مقاومت آن در برابر فرسایش هم بسیار خوب است و فقط اسیدهای معدنی تاحدی آنرا تحت تاثیرقرار می دهند. فلز تنگستن اگر در معرض هوا قرار بگیرد یک اکسید محافظی را تشکیل می دهد. اگر مقدار کمی از آن با فولاد آلیاز شود استحکام آنرا تا حد زیادی افزایش می دهد.

کاربردهـــــا

تنگستن فلزی است که دامنه کاربردهای آن بسیار وسیع است ؛ عمده ترین آنها کاربید تنگستن ( W₂C)),WC) در کاربیدهای سیمانی شده می باشد.کاربیدهای سیمانی شده( نام دیگر آنها فلزات سخت است) مواد پوششی مقاومی هستند که مورد استفاده صنایع فلزکاری ، ((استخراج معدن ، نفت و ساختمانی می باشند. چون تنگستن را می توان بصورت رشته سیمهای بسیار باریک با نقطه ذوب زیاد در آورد درافروزه های موجود در لامپ ، لامپ خلا و الکترودها کاربرد زیادی دارد.

سایر کاربردها :

نقطه ذوب زیاد تنگستن موجب شده درکاربردهای فضایی و مواردی مانند جوشکاری ، تفتیدن و کاربردهای الکتریکی که دما زیاد است مورد استفاده قرار گیرد.
استحکام وخصوصیات چگالی تنگستن آنرا برای ساخت آلیاژهای فلزسنگین که درتسلیحات ،گرماگیرها(heat sinks) و مصارف چگالی زیاد از قبیل وزنه و پارسنگها مناسب کرده است.
فولاد بکار رفته در وسایل پر سرعت (Hastelloy , Stellite) اغلب باتنگستن آلیاژ شده اند که این نوع فولاد حاوی 18% تنگستن می باشند.
آلیاژهای دیرگداز که دارای این فلز هستند در پوشش و قسمتهای تیغه توربین ، ابزار فولادی و آلیاژپوششی مقاوم بکار می روند.
آلیاژها بعنوان جایگزین سرب در گلوله مورد استفاده قرار می گیرند.
ترکیبات شیمیایی تنگستن در کاتالیزورها ، رنگ دانه های غیرآلی و روان کننده های پر حرارت دی سولفید تنگستن که تا 500 درجه سانتیگراد مقاوم هستند کاربرد دارند.
چون انبساط حرارتی این عنصر شبیه شیشه بوروسیلیکات است از آن در ساخت glass-to-metal seals بهره می برند.

متفرقه : اکسیدهای آن درلعاب کاری سرامیک کاربرد دارد و اسید تنگستیت منیزیم / کلسیم در لامپهای فلورسنت کاربرد زیادی دارند.از این فلز همچنین در اهداف اشعه X ، عناصر گدازنده برای کوره های الکتریکی استفاده می شود.نمکهای حاوی تنگستن در صنایع شیمیایی و دباغی بکار می روند. برنزهای تنگستن ( علت نام آنها رنگ اکسید تنگستن می باشد) به همراه ترکیبات دیگر در رنگها کاربرد دارند.

تاریخچـــــه

فرضیه وجود تنگستن ( واژه سوئدی tung sten به معنی سنگ سنگین) برای اولین بار در سال 1779 توسط Peter Woulfe مطرح شد. او ولف رامیت را مورد بررسی قرار داد( که بعدها نام آن از نام Woulfe گرفته شد) و نتیجه گرفت که آن باید حاوی ماده جدیدی باشد. سال1781 Carl Wilhelm Scheele اثبات نمود که می توان از تنگستنیت یک اسید جدید را تولید کرد. Scheeleو Berman پیشنهاد کردند که احتمال تهیه یک فلز جدید بوسیله کاهش اسید تنگستنی وجـــــــود دارد. Fausto Elhuyar و Jos鼯a وجود اسیدی را در ولف رانیت کشف کردند که مشابه اسید تنگستنی بود . بعدها در همان سال این دو برادر از طریق کاهش این اسید با ذغال چوب موفق به جداسازی تنگستن شدند.آنها با کشف این عنصر مورد قدردانی قرار گرفتند.

نقش بیولوژیکی

آنزیمهایی که oxidoreductases نامیده می شوند تنگستن را با همان روش بکارمی برند که مولیبدنم در یک ترکیب تنگستن – پترین آنرا بکار می برد.
در 20 آگوست 2002 نمایندگان مراکز کنترل و جلوگیری از بیماریها وابسته به آمریکا اعلام کرد که آزمایشات ادرار روی خانواده های بیماران مبتلا به سرطان خون و خانواده های گروه کنترل در منطقه Fallon, Nevada ، افزایش میزان تنگستن در بدن هردو گروه را نشان داده است. در منطقه Fallon 16 مورد آخر سرطان که در بچه ها کشف شد امروزه بعنوان زنجیره سرطان شناسایی شده است. دکتر Carol H. Rubin رئیس یکی از رشته های پزشکی در CDC معتقد است در حال حاضر اطلاعات موجود، ارتباط بین تنگستن و سرطان خون را تایید نمی کند.

پیدایــــــش

تنگستن در سنگ معدن ولف رامیت ( تنگستن آهن – منگنزFeWO₄/MnWO₄) شیلیت «کلسیم تنگستن CaWO₄) فربریت و huebnerite یافت می شود. ذخایر مهم این مواد در بولیوی ، کالیفرنیا ، چین ، کلرادو، پرتقال ، روسیه و کره جنوبی واقع است ( تقریبا" 75% تنگستن مورد نیاز جهان را چین تولید می کند). این فلز با روش کاهش اکسید تنگستن بوسیله هیدروژن یا کربن بصورت تجاری تولید می شود.

ترکیبات

رایج ترین حالت اکسیداسیون تنگستن 6+ است. سایر حالات اکسیداسیون این عنصر عبارتند از 5+ ، 4+ ، 3+ ، 2+ اما تنگستن کلیه حالات اکسیداسیون از 2- تا 6 را بروز می دهد. تنگستن معمولا" با اکسیژن ترکیب شده و اکسید تنگستن زرد رنگی را بوجود می آورد(WO₃ ) که جهت تشکیل یونهای تنگستن در محلولهای قلیایی آبی حل می شود( ^2-WO₄ ).
Polyoxoanion های آبی
محلولهای تنگستن دار آبی در شرایط خنثی و اسیدی برای تشکیل polyoxoanion مورد توجه هستند.وقتی تنگستن تدریجا" با اسید فعالیت می کند ابتدا آنیون ناپایدار و قابل حل "paratungstate A" ( 6- W₇O₂₄^6-) را تشکیل می دهد که پس از ساعتها یا روزها به آنیون "paratungstate B" که خاصیت حل شدنی کمتری دارد (H₂W₁₂O₄₂^10-) تبدیل می شود.بعد از اینکه تعادل برقرار شد ، اسید سازیهای بیشتر موجب تشکیل یک آنیون بسیار قابل حل ( H₂W₁₂O₄₀^6-) می شود.یـــــــون metatungstate بصورت زنجیره ای متقارن از 12 اکتاهدرای اکسیژن – تنگستن وجود دارد که یون"Keggin" نامیده می شود. بسیاری ازpolyoxoanion های دیگر بصورت گونه های ناپایدار دیده می شوند. در metatungstate ،احاطه اتم متفاوتی مثل فسفر به جای دو اتم هیدروژن مرکزی تولید انواع بسیار زیادی از به اصطلاح heteropolyanions می کند.

ایزوتوپهــــــــا

تنگستن بطور طبیعی از 5 رادیوایزوتوپ ساخته شده که دارای چنان نیمه عمرهای طولانی هستند که برای بیشتر اهداف پایدار به حساب می آیند.27 رادیوایزوتوپ دیگر هم برای آن شناسایی شده که پایدارترین آنها تنگستن 181 با نیمه عمر 2/121 روز ، تنگستن 185 با نیمه عمر 1/75 روز ، تنگستن 188 با نیمه عمر 4/69 روز و تنگستن 178 با نیمه عمر 6/21 روز می باشند.مابقی ایزوتوپهای رادیواکتیودارای نیمه عمرهایی کمتر از 24 ساعت هستند که اکثر آنها نیز نیمه عمری کمتر از 8 دقیقه دارند. بعلاوه این عنصراز 4 حالت متا برخوردار است که پایدار ترین آنها W-179m( t_1/2 4/6 دقیقه ) می باشد.

ایزوتوپهای تنگستن از نظر وزن اتمی بین amu974/157 (تنگستن 158) و amu963/189 (تنگستن 190) ردیف شده اند.حالت فروپاشی اولیه قبل از فراوان ترین ایزوتوپ (تنگستن 184) جذب الکترون و حالت اولیه پس از آن فروپاشی بتا می باشد.محصول فروپاشی اولیه قبل از تنگستن 184 ایزوتوپهای عنصر 73 ( تانتالم) است و محصولات اولیه پس از آن ایزوتوپهای عنصر 75 ( رینیم) می باشد.

اثرات تنگستن بر روی سلامتی
مشخص شده که تنگستن از عملکرد عنصر کمیاب و ضروری مولیبدن جلوگیری می کند. پودر فلز تنگستن وارد بدن جانوران شده و در آزمایشات مختلف معلوم شده که روی هم رفته فلز ساکنی نیست. در یک مطالعه معلوم شد که خوکچه های هندی در اثر وجود تنگستن دچار کم اشتهایی، قولنج، اختلال حرکت، لرزش، تنگی نفس و کاهش وزن می شوند. تجربیات طولانی مدت صنعتی نشان داده که در بین کارگرانی که با تنگستن یا ترکیبات نامحلول آن سر و کار داشتند، پنوموکونیوسز دیده نمی شود (در غلظت mg/m35 تنگستن در هوا).
عوارض تنگستن: در اثر تماس با تنگستن، پوست و چشم می سوزد. تنفس آن باعث سوزش ریه و غشای مخاطی می شود. به خاطر حساسیت چشم، آبریزش و قرمزی در چشم به وجود می آید. در اثر التهاب پوست، قرمزی و خارش به وجود می آید. هنگامی که با ترکیبات این ماده سر و کاردارید، لباسهای محافظت کننده را بپوشید.
عوارض مزمن: این ماده اثر مزمنی ندارد. تا کنون ثابت نشده که تماس طولانی مدت و یا مداوم با این ماده، بیماری را تشدید نمی کند.
کلیه ترکیبات تنگستن بسیار سمی هستند. گرد و غبار این ماده خطر احتراق و انفجار دارد.