DAS Laurentius ist das chemische Element von Ordnungszahl 113 des Periodensystems. Da es ziemlich instabil ist, ist es nicht möglich, es aus natürlichen Quellen zu gewinnen, sondern es muss im Labor synthetisiert werden. Seine Produktion erfolgt durch Fusionsreaktionen zwischen einem beschleunigten Ion und einem anderen schwereren Atom. Was an den Eigenschaften von Laurentium bemerkenswert ist, ist seine Oxidationsstufe von +3 in wässrigen Lösungen und die Tatsache, dass es seine beendet elektronische Verteilung in 7s2 5f14 19 Uhr1, statt 7s2 5f14 6d1.
Laurentium wurde erstmals 1961 in den Berkeley-Labors in Kalifornien, USA, hergestellt. Anschließend wurden seine Struktur und andere Isotope in Zusammenarbeit mit dem Joint Institute for Nuclear Research in der Stadt Dubna, Russland, aufgeklärt.
Sein Name bezieht sich auf den Wissenschaftler Ernest Orlando Lawrence, den Schöpfer des Zyklotron-Teilchenbeschleunigers. Eine Polemik über Laurentius handelt von seiner Stellung in der Periodensystem
. Einige argumentieren, dass es in Gruppe 3 sein sollte, während andere Wissenschaftler argumentieren, dass es nicht sein sollte.Auch sehen: Dubnium – das nach der russischen Stadt Dubna benannte synthetische Element
Zusammenfassung über Laurentius
Laurentium ist das letzte Aktinid im Periodensystem.
Es ist ein chemisches Element, das nicht in der Natur vorkommt und im Labor hergestellt werden muss, dh es ist ein synthetisches chemisches Element.
Das stabilste Isotop von Laurentium ist 262lr, mit der Zeit Halbwertzeit von 3,6 Stunden.
Obwohl ein Metall, seine metallische Form wurde noch nie im Labor erhalten.
Es wird durch Fusionsreaktionen unter Verwendung von a Teilchenbeschleuniger.
Es wurde 1961 in den Labors von Berkeley, Kalifornien, USA, entdeckt.
Sein Name bezieht sich auf den Wissenschaftler Ernest Orlando Lawrence, den Schöpfer des Zyklotron-Teilchenbeschleunigers.
Laurences Eigenschaften
Symbol: lr
Ordnungszahl: 103
Atommasse: 262 Kubikmeter
Elektronische Konfiguration: [Rn] 7s2 5f14 19 Uhr1
Stabilstes Isotop: 262Lr (3,6 Stunden Halbwertszeit)
Chemische Reihe: Gruppe 3, F-Block-Elemente, Aktinide, Metall, superschwere Elemente
Eigenschaften von Laurentius
Laurentium, Symbol Lr und Ordnungszahl 103, ist a Metall, das zur Aktinidengruppe gehört. Elemente wie Laurentium sind aufgrund der großen Anzahl von Protonen und Neutronen im Kern instabil, was bedeutet, dass die Abstoßungskräfte des Kerns die Anziehungskräfte überwinden.
Aus diesem Grund ist keines der 12 bekannten Laurentiusisotope stabil, wobei Masse 262 die längste Halbwertszeit hat: 3,6 Stunden. Eine solche Instabilität erlaubt es nicht, Laurence aus natürlichen Quellen zu gewinnen, so dass es ist notwendig, es im Labor zu synthetisieren zu studieren und anzuwenden.
Obwohl es sich um ein Metall handelt, wurde nie eine metallische Probe von Laurence erhalten. Aber in Lösung sind Studien mit diesem Element fortgeschritten, und es wurde bereits bewiesen, dass sein Zustand von Oxidation stabiler ist +3, wie die anderen Aktiniden. Diese Daten stimmen sogar mit den Vorhersagen von überein Glen Seaborg, 1949, über Element 103.
Die Chemie von Laurentius ist jedoch ziemlich eigenartig. Zum Beispiel wurde erwartet, dass seine elektronische Verteilung in 7s enden würde2 5f14 6d1, jedoch wird beobachtet, dass seine Konfiguration in 7s endet2 5f14 19 Uhr1.
Dies ist eine Folge dessen, was wir kennen relativistischer Effekt, ein Unterschied von dem, was beobachtet wurde, zu dem, was aufgrund der Relativitätstheorie erwartet wurde. Bei der Auswertung einer solchen elektronischen Verteilung zeigt sich, dass die 7p-Unterebene von Laurentium stabiler ist als die 6d-Ebene.
All dies erschwert und intensiviert die fehlender Konsens An Das Region welche Das Element gehört ins Periodensystem. Dies liegt daran, dass einige Forscher verteidigen, dass er in Gruppe 3 unten ist Scandium, Yttrium und Lutetium aufgrund der chemischen Ähnlichkeit mit ihnen, basierend auf Daten über Lr3+.
Andere argumentieren, dass Laurentium und Lutetium, weil sie eine vollständige f-Unterebene haben, nicht unter der liegen sollten Yttrium, aber Lanthan (sechste Periode) und Actinium (siebte Periode), da sie keine f-Unterebene mit haben Elektronen.
Um dieses Problem zu lösen, gründete Iupac im Dezember 2015 eine Studiengruppe, um die Zusammensetzung der Gruppe 3 des Periodensystems zu bestimmen. Nach Angaben der Institution endeten die Arbeiten am letzten Tag des Jahres 2021, und die letzte Aktualisierung erfolgt im April 2021. Darin kam die Studiengruppe zu dem Schluss, dass es keine objektive Möglichkeit gibt, das Problem zu beurteilen, und dass es für Iupac wichtig ist, sich zu äußern und eine Regel oder Konvention festzulegen.
Für die Autoren gefällt es mehr, Lutetium und Laurence in Gruppe 3 zu platzieren, indem sie die Elemente in aufsteigender Reihenfolge der Ordnungszahl anordnen, Neben der Vermeidung der Teilung des d-Blocks, wenn dieser mit 32 Spalten dargestellt wird (Version, in der die Reihe der Lanthaniden und Aktiniden ist inbegriffen).
Laurentius erhalten
Als synthetisches Element Das erhalten von Laurentius findet im Labor statt mit Teilchenbeschleunigern. Superschwere Elemente werden üblicherweise auf zwei Arten gewonnen: durch Fusionsreaktionen oder durch den radioaktiven Zerfall eines anderen, noch schwereren Elements. Im Fall der am häufigsten verwendeten Laurentius-Isotope, 256 und 260, sind die Wege, sie zu erhalten, durch Kernfusion, das heißt, zwei leichtere Kerne verschmelzen zum Laurentius.
Im Fall von Laurentium-256 werden Ionen von 11B kollidieren mit Atomen von 249Vgl., bildet den Laurentius und vier weitere Neutronen, entsprechend der Reaktion:
\(\frac{249}{48}Cf+\frac{11}{5}B\rightarrow \frac{256}{103}Lr+4{_0^1}n\)
In ähnlicher Weise die 260Lr kann durch Fusion von Ionen hergestellt werden 18O, beschleunigt auf ein Ziel von 249Bk, mit einem Alpha-Teilchen und drei weiteren Neutronen als Nebenprodukte:
\(\frac{249}{97}Cf+{\frac{18}{8}}O\frac{260}{103}Lr+{_2^4}\alpha+3{_0^1}n\)
Schau dir unseren Podcast an: Teilchenbeschleuniger: Was ist das und wie funktioniert es?
Vorsichtsmaßnahmen mit Laurence
Die Zeit, in der die größte Menge Laurent synthetisiert wurde, war in den 1970er Jahren, als 1500 Atome davon für Studien hergestellt wurden. Das bedeutet, dass das Element, obwohl es radioaktiv ist, hat minimales Risiko für nicht in großem Umfang produziert werden. Darüber hinaus werden diese Risiken in einem kontrollierten Labor antizipiert und somit praktisch kontrolliert.
Laurence's Geschichte
![Eingang zum Ernest Orlando Lawrence Berkeley National Laboratory, dem Labor, in dem Laurentium erstmals hergestellt wurde. [1]](/f/0e95834023b972833255f0ca3cce734f.jpg)
Element 103 Es wurde erstmals im Jahr 1961 produziert, von US-Wissenschaftlern unter der Leitung von Albert Ghiorso vom Lawrence Berkeley National Laboratory. Bei dieser Gelegenheit wurden mehrere Isotope von Californium, Cf, mit Ionen von beschossen Bor, sowohl der Masse 10 als auch der Masse 11. Alpha-Teilchendetektoren wiesen auf eine neue Halbwertszeit von acht Sekunden hin, die die Wissenschaftler dem Element 103 zuschrieben.
Trotz Alpha-Emission, die kurze Halbwertszeit machte es schwierig, das Element zu identifizieren. Da das Ziel außerdem aus einer Mischung von Californium-Isotopen bestand, deren Massen zwischen 249 und 252 lagen, wurde die Identifizierung der Masse des produzierten Elements 103 ebenfalls mehrdeutig. Es wurde spekuliert, dass Isotope von Element 103 mit einer Masse zwischen 255 und 259 produziert worden waren, wobei 257 die höchste Ausbeute war.
1965 reagierten Wissenschaftler des Joint Institute for Nuclear Research in Dubna, Russland 18oder mit Atomen von 243Am, produziert ebenfalls drei Isotope des Elements 103, jedoch mit einigen Konflikten und Unterschieden zu denen, die zuvor in Berkeley erhalten wurden.
Neue Experimente von Berkeley Labs reagierten jedoch mit Ionen von 14Hm 15Nein mit 248cm und Ionen 11B und 10B mit 249Vgl. damit, 1971 gelang es, einen guten Teil der in den 1960er Jahren erzielten Ergebnisse nachzuweisen und sie kamen auch zu dem Schluss, dass das erste Isotop, das von Element 103 synthetisiert wurde, das der Masse 258 war.
Der Name des Elements 103, Laurentius, macht a Bezug auf den Wissenschaftler Ernest Orlando Lawrence, Erfinder des Zyklotron-Teilchenbeschleunigers, und wurde von den Berkeley-Forschern gegeben. Sie schlugen zunächst noch das Symbol Lw vor, aber 1971 änderte Iupac, obwohl er den Namen laurêncio offiziell gemacht hatte, das Symbol in Lr.
Im Jahr 1992 bewertete die Arbeit der Iupac Transfers Working Group jedoch die Arbeit der Dubna- und Berkeley-Gruppen zu Element 103 neu. Infolgedessen bestimmten sie 1997, dass der Verdienst für die Entdeckung von Element 103 zwischen den Amerikanern und den Russen aufgeteilt werden sollte. Der Name wurde jedoch schließlich von beiden Parteien akzeptiert und blieb unverändert.
Auf Laurentius gelöste Aufgaben
Frage 1
Laurentium, Symbol Lr und Ordnungszahl 103, kommt in der Natur nicht vor und muss daher im Labor hergestellt werden. Sein stabilstes Isotop hat die Massenzahl 262. Wie viele Neutronen sind im Lr-Isotop 262 vorhanden?
a) 103
B) 262
c) 159
D) 365
E) 161
Auflösung:
Alternative C
Die Anzahl der Neutronen kann nach folgender Formel berechnet werden:
A = Z + n
Dabei ist A die Massenzahl, Z die Ordnungszahl (numerisch gleich der Anzahl der Protonen) und n die Anzahl der Neutronen.
Durch Einsetzen der Werte erhalten wir:
262 = 103 + n
n = 262 - 103
n = 159
Frage 2
Die Halbwertszeit des stabilsten Isotops des chemischen Elements Laurentium (Lr, Z = 103) beträgt 3,6 Stunden. Wie lange in Stunden dauert es, bis die Masse dieses Isotops 1/8 seiner ursprünglichen Masse beträgt?
A) 3,6 Stunden
B) 7,2 Stunden
C) 10,8 Stunden
D) 14,4 Stunden
E) 18,0 Stunden
Auflösung:
Alternative C
Bei jeder Halbwertszeit fällt die Menge an Lr um die Hälfte. Wir nehmen also an, dass die Anfangsmasse gleich m ist. Nach einer Halbwertszeit (3,6 Stunden) verbleibt die halbe Masse von Lr, also m/2. Nach weiteren 3,6 Stunden (insgesamt 7,2 Stunden) wird die Masse m/4. Jetzt, mit weiteren 3,6 Stunden (insgesamt 10,8 Stunden), halbiert sich die Masse (die in m/4 angegeben ist) wieder auf m/8, also 1/8 der Ausgangsmasse.
Bildnachweis
[1] DJSinop / Shutterstock
Von Stefano Araújo Novais
Chemielehrer
