THE Laurentius je chemický prvek protonové číslo 113 periodické tabulky. Protože je značně nestabilní, není možné jej získat z přírodních zdrojů, je nutné jej syntetizovat v laboratoři. K jeho produkci dochází prostřednictvím fúzních reakcí mezi urychleným iontem a jiným těžším atomem. Pozoruhodné na vlastnostech Laurentia je jeho oxidační stav rovný +3 ve vodných roztocích a skutečnost, že dokončuje svůj elektronická distribuce za 7s2 5f14 7p1, místo 7s2 5f14 6d1.
Laurentium bylo poprvé vyrobeno v roce 1961 v laboratořích Berkeley v Kalifornii ve Spojených státech amerických. Poté byla jeho struktura a další izotopy objasněny ve spolupráci se Spojeným ústavem pro jaderný výzkum ve městě Dubna v Rusku.
Jeho jméno odkazuje na vědce Ernesta Orlanda Lawrence, tvůrce cyklotronového urychlovače částic. Polemika o Laurentiusovi se týká jeho postavení v Periodická tabulka. Někteří tvrdí, že by měl být ve skupině 3, zatímco jiní vědci tvrdí, že by neměl.
Viz také: Dubnium — syntetický prvek pojmenovaný po ruském městě Dubna
Témata v tomto článku
- 1 - Souhrn o Laurentiusovi
- 2 - Vlastnosti Laurentia
- 3 - Charakteristika Laurentia
- 4 - Získání Laurentia
- 5 - Bezpečnostní opatření s Laurentiusem
- 6 - Příběh Laurentia
- 7 - Cvičení řešená na Laurentius
Shrnutí o Laurentiusovi
Laurentium je posledním aktinidem v periodické tabulce.
Je to chemický prvek, který se v přírodě nenachází, musí být vyroben v laboratoři, to znamená, že je to syntetický chemický prvek.
Nejstabilnější izotop Laurentia je 262lr, s časem poločas rozpadu 3,6 hodiny.
Přesto, že je a kov, jeho kovová forma nebyla nikdy laboratorně získána.
Vyrábí se fúzními reakcemi za použití a Urychlovač částic.
Byl objeven v roce 1961 v laboratořích Berkeley, Kalifornie, USA.
Jeho jméno odkazuje na vědce Ernesta Orlanda Lawrence, tvůrce cyklotronového urychlovače částic.
Nepřestávej teď... Po reklamě je toho víc ;)
Laurenceovy vlastnosti
Symbol: lr
Protonové číslo: 103
Atomová hmotnost: 262 c.u.
Elektronická konfigurace: [Rn] 7s2 5f14 7p1
Nejstabilnější izotop: 262Lr (poločas rozpadu 3,6 hodiny)
Chemická řada: skupina 3, prvky f-bloku, aktinidy, kov, supertěžké prvky
Vlastnosti Laurentia
Laurentium, symbol Lr a atomové číslo 103, je a kov patřící do skupiny aktinidů. Prvky jako Laurentium jsou díky velkému počtu protonů a neutronů v jádře nestabilní, což znamená, že odpudivé síly jádra překonávají přitažlivé síly.
Z tohoto důvodu není žádný z 12 známých izotopů laurence stabilní, přičemž hmotnost 262 má nejdelší poločas rozpadu: 3,6 hodiny. Taková nestabilita neumožňuje získat vavřín z přírodních zdrojů, takže je nutné jej syntetizovat v laboratoři ke studiu a aplikaci.
Přestože se jedná o kov, nikdy nebyl získán kovový vzorek laurence. Ale v řešení, studie s tímto prvkem pokročily, a již bylo prokázáno, že jeho stav oxidace stabilnější je +3, jako ostatní aktinidy. Tato data dokonce souhlasí s předpověďmi, které učinil Glenn Seaborg, v roce 1949, o prvku 103.
Laurentiova chemie je však docela zvláštní. Například jeho elektronická distribuce měla skončit za 7s2 5f14 6d1je však pozorováno, že jeho konfigurace končí na 7s2 5f14 7p1.
To je důsledek toho, co známe jako relativistický efekt, rozdíl od toho, co bylo pozorováno, oproti tomu, co se očekávalo na základě relativity. Při hodnocení takové elektronické distribuce je vidět, že podúroveň 7p Laurentia je stabilnější než úroveň 6d.
To vše komplikuje a velmi zesiluje nedostatek konsensu na The kraj který The živel patří do periodické tabulky. Je to proto, že někteří výzkumníci obhajují, že je ve skupině 3 níže skandium, yttrium a lutecium, kvůli chemické podobnosti s nimi, na základě údajů o Lr3+.
Jiní tvrdí, že Laurentium a Lutecium, protože mají úplnou podúroveň f, by neměly být pod úrovní yttrium, ale lanthan (šestá perioda) a aktinium (sedmá perioda), protože nemají žádnou podúroveň f s elektrony.
K vyřešení tohoto problému vytvořil Iupac v prosinci 2015 studijní skupinu, která měla určit složení skupiny 3 periodické tabulky. Podle instituce práce skončily poslední den roku 2021 a poslední aktualizace je v dubnu 2021. Studijní skupina v něm dospěla k závěru, že neexistuje žádný objektivní způsob, jak problém posoudit, a je důležité, aby Iupac promluvil a určil pravidlo nebo konvenci.
Pro autory více potěší zařazení lutecia a laurence do skupiny 3, umístění prvků v rostoucím pořadí podle atomového čísla, kromě toho, že se vyhneme dělení d-bloku, pokud je reprezentován 32 sloupci (verze, ve které je řada lanthanoidů a aktinidů zahrnuta).
Získání Laurentiuse
Jako syntetický prvek, The získávání Laurentius se odehrává v laboratoři s urychlovači částic. Supertěžké prvky se běžně získávají dvěma způsoby: fúzními reakcemi nebo radioaktivním rozpadem jiného ještě těžšího prvku. V případě nejpoužívanějších izotopů laurence, 256 a 260, způsoby, jak jej získat, jsou Jaderná fůze, tedy dvě lehčí jádra se spojí do laurence.
V případě Laurentia-256, ionty 11B se srazí s atomy 249Cf, tvořící laurence a další čtyři neutrony, podle reakce:
\(\frac{249}{48}Cf+\frac{11}{5}B\rightarrow \frac{256}{103}Lr+4{_0^1}n\)
Podobným způsobem, 260Lr lze vyrobit fúzí iontů 18O, zrychlený směrem k cíli 249Bk, který má jako vedlejší produkty alfa částici a další tři neutrony:
\(\frac{249}{97}Cf+{\frac{18}{8}}O\frac{260}{103}Lr+{_2^4}\alpha+3{_0^1}n\)
Podívejte se na náš podcast: Urychlovač částic: co to je a jak funguje?
Preventivní opatření s Laurencem
Doba, kdy bylo syntetizováno největší množství laurence, byla v 70. letech 20. století, kdy bylo pro studium vyrobeno 1500 jeho atomů. To znamená, že prvek, i když je radioaktivní, má minimální riziko nebudou vyráběny ve velkém měřítku. Navíc v kontrolované laboratoři jsou tato rizika předvídána, a tedy prakticky kontrolována.
Laurencův příběh
![Vchod Ernesta Orlanda Lawrence Berkeley National Laboratory, laboratoře, která jako první vyrobila Laurentium. [1]](/f/0e95834023b972833255f0ca3cce734f.jpg)
prvek 103 Poprvé byl vyroben v roce 1961, americkými vědci pod vedením Alberta Ghiorsa z Lawrence Berkeley National Laboratory. Při té příležitosti bylo několik izotopů kalifornia, Cf, bombardováno ionty bor, jak o hmotnosti 10, tak o hmotnosti 11. Alfa částicové detektory ukázaly na novou aktivitu osmisekundového poločasu rozpadu, kterou vědci připsali prvku 103.
Navzdory vyzařování alfa, krátký poločas rozpadu ztěžoval identifikaci prvku. Kromě toho, protože cíl byl složen ze směsi izotopů kalifornia, jejichž hmotnosti se pohybovaly od 249 do 252, identifikace hmotnosti vyrobeného prvku 103 se také stala nejednoznačnou. Spekulovalo se, že byly vyrobeny izotopy prvku 103 s hmotností mezi 255 a 259, přičemž 257 byl nejvyšší výtěžek.
V roce 1965 reagovali vědci ze Spojeného ústavu jaderného výzkumu v ruské Dubně 18nebo s atomy 243Am, také produkující tři izotopy prvku 103, ale s určitými konflikty a rozdíly od těch, které byly získány dříve v Berkeley.
Nové experimenty laboratoří v Berkeley však reagovaly s ionty 14Huh 15Ne s 248cm a ionty 11B a 10B s 249Cf, takže, v roce 1971 se podařilo prokázat velkou část výsledků získaných v 60. letech a také došli k závěru, že prvním syntetizovaným izotopem prvku 103 byl izotop o hmotnosti 258.
Jméno prvku 103, Laurentius, dělá a odkaz na vědce Ernesta Orlanda Lawrence, vynálezce cyklotronového urychlovače částic, a byl poskytnut výzkumníky z Berkeley. Zpočátku stále navrhovali symbol Lw, ale v roce 1971 Iupac, přestože učinil jméno laurêncio oficiálním, změnil symbol na Lr.
V roce 1992 však práce Iupac Transfers Working Group přehodnotila práci skupin Dubna a Berkeley na prvku 103. V důsledku toho v roce 1997 určili, že zásluhy za objev prvku 103 by se měly rozdělit mezi Američany a Rusy. Název byl ale nakonec přijat oběma stranami a zůstal nezměněn.
Cvičení řešená na Laurentius
Otázka 1
Laurentium, symbol Lr a atomové číslo 103, se v přírodě nenachází, a proto musí být vyrobeno v laboratoři. Jeho nejstabilnější izotop má hmotnostní číslo 262. Kolik neutronů je přítomno v izotopu Lr 262?
A) 103
B) 262
C) 159
D) 365
E) 161
Řešení:
Alternativa C
Počet neutronů lze vypočítat podle následujícího vzorce:
A = Z + n
Kde A je hmotnostní číslo, Z je atomové číslo (číselně se rovná počtu protonů) a n je počet neutronů.
Nahrazením hodnot máme:
262 = 103 + n
n = 262 - 103
n = 159
otázka 2
Poločas nejstabilnějšího izotopu chemického prvku Laurentium (Lr, Z = 103) je 3,6 hodiny. Jak dlouho v hodinách trvá, než hmotnost tohoto izotopu dosáhne 1/8 jeho původní hmotnosti?
A) 3,6 hodiny
B) 7,2 hodiny
C) 10,8 hodiny
D) 14,4 hodiny
E) 18,0 hodin
Řešení:
Alternativa C
Při každém poločasu rozpadu klesne množství Lr na polovinu. Předpokládáme tedy, že počáteční hmotnost je rovna m. Po poločasu rozpadu (3,6 hodiny) je zbývající hmotnost Lr poloviční, tj. m/2. Po dalších 3,6 hodinách (celkem 7,2 hodiny) se hmotnost změní na m/4. Nyní, s dalšími 3,6 hodinami (celkem 10,8 hodin), se hmotnost (která je v m/4) opět sníží na polovinu, čímž je m/8, tedy 1/8 původní hmotnosti.
obrazový kredit
[1] DJSinop / shutterstock
Autor: Stefano Araújo Novais
Učitel chemie