THE Лаврентий е химичният елемент на атомно число 113 от Периодичната таблица. Тъй като е доста нестабилен, не е възможно да се получи от естествени източници, тъй като е необходимо да се синтезира в лаборатория. Производството му става чрез реакции на синтез между ускорен йон и друг по-тежък атом. Това, което е забележително в свойствата на Laurentium, са степента му на окисление, равно на +3 във водни разтвори и факта, че той завършва своята електронно разпределение за 7 секунди2 5f14 7 стр1, вместо 7s2 5f14 6г1.
Laurentium е произведен за първи път през 1961 г. в лабораториите на Бъркли в Калифорния, САЩ. След това неговата структура и други изотопи бяха изяснени със сътрудничеството на Съвместния институт за ядрени изследвания в град Дубна, Русия.
Името му се отнася до учения Ърнест Орландо Лорънс, създател на циклотронния ускорител на частици. Полемика за Лаврентий е за неговата позиция в Периодичната таблица. Някои твърдят, че трябва да бъде в група 3, докато други учени твърдят, че не трябва.
Вижте също: Дубний - синтетичният елемент, кръстен на руския град Дубна
Резюме за Лаврентий
Лаурентият е последният актинид в периодичната таблица.
Това е химичен елемент, който не се среща в природата, който трябва да бъде произведен в лаборатория, тоест е синтетичен химичен елемент.
Най-стабилният изотоп на Laurentium е 262lr, с времето полуживот от 3,6 часа.
Въпреки че е а метални, неговата метална форма никога не е била получена в лабораторията.
Произвежда се чрез реакции на синтез, като се използва a Ускорител на частици.
Открит е през 1961 г. в лабораториите на Бъркли, Калифорния, САЩ.
Името му се отнася до учения Ърнест Орландо Лорънс, създател на циклотронния ускорител на частици.
Свойства на Лорънс
символ: lr
Атомно число: 103
Атомна маса: 262 c.u.
Електронна конфигурация: [Rn] 7s2 5f14 7 стр1
Най-стабилният изотоп: 262Lr (3,6 часа полуживот)
Химическа серия: група 3, f-блок елементи, актиниди, метал, свръхтежки елементи
Характеристики на Лаврентий
Лаурентий, символ Lr и атомен номер 103, е a метал, принадлежащ към групата на актинидите. Елементи като Laurentium, поради големия брой протони и неутрони в ядрото, са нестабилни, което означава, че силите на отблъскване на ядрото преодоляват силите на привличане.
Поради това нито един от 12-те известни изотопа на лауренса не е стабилен, като маса 262 има най-дълъг полуживот: 3,6 часа. Такава нестабилност не позволява получаването на лауренс от естествени източници, така че необходимо е да се синтезира в лаборатория да бъдат изучавани и прилагани.
Въпреки че е метал, метална проба от Лорънс никога не е била получена. Но в решение изследванията с този елемент са напреднали и вече е доказано, че състоянието му е на окисляване по-стабилен е +3, като другите актиниди. Тези данни дори се съгласяват с прогнозите, направени от Глен Сиборг, през 1949 г., за елемент 103.
Химията на Лаврентий обаче е доста особена. Например електронното му разпространение се очакваше да приключи след 7 секунди2 5f14 6г1, обаче се забелязва, че конфигурацията му завършва за 7s2 5f14 7 стр1.
Това е следствие от това, което познаваме като релативистичен ефект, разлика от това, което се наблюдава, до това, което се очакваше поради относителността. При оценката на такова електронно разпределение може да се види, че 7p поднивото на Laurentium е по-стабилно от нивото 6d.
Всичко това усложнява и силно засилва липса на консенсус На В регион който В елемент принадлежи в периодичната таблица. Това е така, защото някои изследователи защитават, че той е в група 3, по-долу скандий, итрий и лутеций, поради химическото сходство с тях, въз основа на данни за Lr3+.
Други твърдят, че Laurentium и Lutetium, тъй като имат пълно f подниво, не трябва да са под итрий, но лантан (шести период) и актиний (седми период), тъй като те нямат f подниво с електрони.
За да разреши този проблем, Iupac създаде през декември 2015 г. проучвателна група за определяне на състава на група 3 от периодичната таблица. Според институцията работата е приключила в последния ден на 2021 г., а последната актуализация е през април 2021 г. В него проучвателната група заключи, че няма обективен начин за преценка на въпроса и е важно Iupac да говори и да определи правило или конвенция.
За авторите, поставянето на лутеций и лауренс в група 3 радва повече, поставяйки елементите в нарастващ ред на атомния номер, в допълнение към избягването на разделянето на d-блока, ако той е представен с 32 колони (версия, в която серия от лантаниди и актиниди е включени).
Получаване на Laurentius
Като синтетичен елемент, В получаване на Лаврентий се провежда в лабораторията с ускорители на частици. Свръхтежките елементи обикновено се получават по два начина: чрез реакции на синтез или чрез радиоактивен разпад на друг още по-тежък елемент. В случая на най-използваните изотопи на laurence, 256 и 260, начините за получаване са чрез Ядрен синтез, тоест две по-леки ядра се сливат в лауренса.
В случая на лаурентий-256 йони на 11B се сблъскват с атоми на 249Cf, образувайки лауренса и още четири неутрона, според реакцията:
\(\frac{249}{48}Cf+\frac{11}{5}B\rightarrow \frac{256}{103}Lr+4{_0^1}n\)
По подобен начин, 260Lr може да се получи чрез сливане на йони 18O, ускорено към цел от 249Bk, имащ като странични продукти алфа частица и още три неутрона:
\(\frac{249}{97}Cf+{\frac{18}{8}}O\frac{260}{103}Lr+{_2^4}\alpha+3{_0^1}n\)
Вижте нашия подкаст: Ускорител на частици: какво е това и как работи?
Предпазни мерки с Лорънс
Времето, когато е синтезирано най-голямо количество лауренс, е през 70-те години на миналия век, когато 1500 атома от него са произведени за изследване. Това означава, че елементът, въпреки че е радиоактивен, има минимален риск за да не се произвеждат в голям мащаб. Освен това в контролирана лаборатория тези рискове се предвиждат и по този начин се контролират практически.
Историята на Лорънс
![Вход за Националната лаборатория на Ърнест Орландо Лорънс Бъркли, лабораторията, която за първи път произвежда Laurentium. [1]](/f/0e95834023b972833255f0ca3cce734f.jpg)
елемент 103 За първи път е произведен през 1961 г, от американски учени, ръководени от Алберт Гиорсо от Националната лаборатория Лорънс Бъркли. По този повод няколко изотопа на калифорний, Cf, бяха бомбардирани с йони на бор, както с маса 10, така и с маса 11. Детекторите за алфа частици сочат нова активност от осем секунди на полуразпад, която учените приписват на елемент 103.
Въпреки алфа емисиите, краткият полуживот затруднява идентифицирането на елемента. Освен това, тъй като целта е съставена от смес от калифорниеви изотопи, чиито маси варират от 249 до 252, идентифицирането на масата на произведения елемент 103 също става двусмислено. Предполага се, че са произведени изотопи на елемент 103 с маса между 255 и 259, като 257 е най-високият добив.
През 1965 г. учените от Обединения институт за ядрени изследвания в Дубна, Русия, реагират 18или с атоми на 243Am, също произвежда три изотопа на елемент 103, но с някои конфликти и разлики от тези, получени в Бъркли по-рано.
Новите експерименти на лабораториите в Бъркли обаче реагираха с йони на 14хаха 15Не с 248cm и йони 11Банда 10Б с 249Вж, така че, през 1971 г., успя да докаже голяма част от резултатите, получени през 60-те години и те също така стигнаха до заключението, че първият синтезиран изотоп на елемент 103 е този с маса 258.
Името на елемент 103, Laurentius, прави a препратка към учения Ърнест Орландо Лорънс, изобретател на циклотронния ускорител на частици и е даден от изследователите от Бъркли. Те все още първоначално предлагат символа Lw, но през 1971 г. Iupac, въпреки че е направил името laurêncio официално, променя символа на Lr.
През 1992 г. обаче работата на работната група Iupac Transfers преоцени работата на групите от Дубна и Бъркли по елемент 103. В резултат на това през 1997 г. те определят, че заслугата за откриването на елемент 103 трябва да бъде разделена между американците и руснаците. Въпреки това името в крайна сметка беше прието и от двете страни, като остана непроменено.
Упражнения, решени на Лаврентий
Въпрос 1
Лаурентий, символ Lr и атомен номер 103, не може да се намери в природата и следователно трябва да бъде произведен в лабораторията. Най-стабилният му изотоп има масово число 262. Колко неутрона има в Lr изотоп 262?
А) 103
Б) 262
в) 159
Г) 365
Д) 161
Резолюция:
Алтернатива C
Броят на неутроните може да се изчисли по следната формула:
A = Z + n
Където A е масовото число, Z е атомното число (числово равно на броя на протоните), а n е броят на неутроните.
Замествайки стойностите, имаме:
262 = 103 + n
n = 262 - 103
n = 159
въпрос 2
Времето на полуразпад на най-стабилния изотоп на химичния елемент Лаурентий (Lr, Z = 103) е 3,6 часа. Колко време, в часове, отнема масата на този изотоп да бъде 1/8 от първоначалната му маса?
А) 3,6 часа
Б) 7,2 часа
В) 10,8 часа
Г) 14,4 часа
Д) 18,0 часа
Резолюция:
Алтернатива C
При всеки полуживот количеството Lr намалява наполовина. По този начин приемаме, че първоначалната маса е равна на m. След полуживот (3,6 часа), масата на Lr, която остава, е наполовина, тоест m/2. След още 3,6 часа (общо 7,2 часа) масата става m/4. Сега, с още 3,6 часа (общо 10,8 часа), масата (която е в m/4) отново се намалява наполовина, което я прави m/8, тоест 1/8 от първоначалната маса.
кредит за изображение
[1] DJSinop / затвор
От Стефано Араужо Новаис
Учител по химия
