THE Laurentius on keemiline element aatomnumber 113 perioodilise tabeli. Kuna see on üsna ebastabiilne, ei ole seda võimalik saada looduslikest allikatest, kuna see on vajalik laboris sünteesimiseks. Selle tootmine toimub kiirendatud iooni ja mõne muu raskema aatomi vaheliste fusioonireaktsioonide kaudu. Laurentiumi omadustes on tähelepanuväärsed selle oksüdatsiooniaste vesilahustes +3 ja asjaolu, et see viimistleb. elektrooniline levitamine 7s2 5f14 7p17 asemel2 5f14 6d1.
Laurentiumi toodeti esmakordselt 1961. aastal Berkeley laborites Californias, Ameerika Ühendriikides. Seejärel selgitati selle struktuur ja teised isotoobid koostöös Venemaal Dubna linnas asuva Tuumauuringute Ühisinstituudiga.
Selle nimi viitab teadlasele Ernest Orlando Lawrence'ile, tsüklotroniosakeste kiirendi loojale. Laurentiuse poleemika on tema positsiooni üle Perioodilisustabel. Mõned väidavad, et see peaks kuuluma rühma 3, samas kui teised teadlased väidavad, et see ei tohiks olla.
Vaata ka: Dubnium — sünteetiline element, mis on saanud nime Venemaa linna Dubna järgi
Kokkuvõte Laurentiuse kohta
Laurentium on perioodilise tabeli viimane aktiniid.
See on keemiline element, mida looduses ei leidu ja mida tuleb toota laboris, st see on sünteetiline keemiline element.
Laurentiumi kõige stabiilsem isotoop on 262lr, ajaga pool elu 3,6 tundi.
Vaatamata sellele, et a metallist, selle metallilist vormi pole kunagi laboris saadud.
Seda toodetakse termotuumasünteesi reaktsioonide kaudu, kasutades a Osakeste kiirendaja.
See avastati 1961. aastal USA California osariigi Berkeley laborites.
Selle nimi viitab teadlasele Ernest Orlando Lawrence'ile, tsüklotroniosakeste kiirendi loojale.
Laurence'i omadused
Sümbol: lr
Aatomnumber: 103
Aatommass: 262 c.u.
Elektrooniline konfiguratsioon: [Rn] 7s2 5f14 7p1
Kõige stabiilsem isotoop: 262Lr (poolväärtusaeg 3,6 tundi)
Keemiline seeria: rühm 3, f-ploki elemendid, aktiniidid, metall, ülirasked elemendid
Laurentiuse omadused
Laurentium, sümbol Lr ja aatomnumber 103, on a aktiniidide rühma kuuluv metall. Sellised elemendid nagu Laurentium on tuumas sisalduvate prootonite ja neutronite suure arvu tõttu ebastabiilsed, mis tähendab, et tuuma tõukejõud ületavad tõmbejõude.
Seetõttu ei ole ükski 12 teadaolevast laurence'i isotoobist stabiilne, massil 262 on pikim poolväärtusaeg: 3,6 tundi. Selline ebastabiilsus ei võimalda saada laurence'i looduslikest allikatest, nii et see on vajalik laboris sünteesida mida uurida ja rakendada.
Hoolimata sellest, et see on metall, ei saadud kunagi laurence'i metallist proovi. Kuid lahenduses on selle elemendi uuringud edenenud ja on juba tõestatud, et selle olek on oksüdatsioon stabiilsem on +3, nagu ka teised aktiniidid. Need andmed on isegi kooskõlas ennustustega Glenn Seaborg1949. aastal elemendi 103 kohta.
Laurentiuse keemia on aga üsna omapärane. Näiteks eeldati, et selle elektrooniline levitamine lõppeb 7 sekundi pärast2 5f14 6d1Siiski on täheldatud, et selle konfiguratsioon lõpeb 7 sekundiga2 5f14 7p1.
See on tagajärg sellele, mida me teame relativistlik efekt, erinevus vaadeldavast ja relatiivsusteooria tõttu oodatust. Sellise elektroonilise jaotuse hindamisel on näha, et Laurentiumi 7p alamtase on stabiilsem kui 6d tase.
Kõik see raskendab ja intensiivistab oluliselt konsensuse puudumine peal The piirkond mis The element kuulub perioodilisustabelisse. Seda seetõttu, et mõned teadlased kaitsevad, et ta on allpool 3. rühmas skandium, ütrium ja luteetium, kuna Lr-i andmetel on nende keemiline sarnasus3+.
Teised väidavad, et Laurentium ja Lutetium, kuna neil on täielik f-alatase, ei tohiks olla allpool ütrium, vaid lantaan (kuues periood) ja aktiinium (seitsmes periood), kuna neil puudub f alatase elektronid.
Selle probleemi lahendamiseks lõi Iupac 2015. aasta detsembris uurimisrühma perioodilise tabeli 3. rühma koosseisu määramiseks. Asutuse teatel lõppes töö 2021. aasta viimasel päeval ning viimane uuendus on 2021. aasta aprillis. Selles jõudis uurimisrühm järeldusele, et probleemi objektiivseks hindamiseks ei ole võimalik anda hinnanguid ning Iupacil on oluline sõna võtta ja reegel või konventsioon kindlaks määrata.
Autoritele meeldib rohkem luteetiumi ja laurentsi paigutamine rühma 3, elementide paigutamine aatomnumbri järgi kasvavasse järjestusse, lisaks d-ploki jagamise vältimisele, kui see on esindatud 32 veeruga (versioon, milles lantaniidide ja aktiniidide seeria on kaasatud).
Laurentiuse saamine
Sünteetilise elemendina The saamine Laurentiuse teos toimub laboris osakeste kiirenditega. Üliraskeid elemente saadakse tavaliselt kahel viisil: termotuumasünteesi reaktsioonide või mõne muu veelgi raskema elemendi radioaktiivse lagunemise kaudu. Laurence'i enimkasutatud isotoopide 256 ja 260 puhul on selle saamiseks võimalikud viisid Tuumasünteesi, see tähendab, et kaks kergemat tuuma ühinevad laurentsiga.
Laurentium-256 puhul on ioonid 11B põrkuvad aatomitega 249Vt, moodustades vastavalt reaktsioonile laurence'i ja veel neli neutronit:
\(\frac{249}{48}Cf+\frac{11}{5}B\rightarrow \frac{256}{103}Lr+4{_0^1}n\)
Sarnasel viisil, 260Lr saab toota ioonide liitmisel 18O, kiirendatud sihtmärgi poole 249Bk, mille kõrvalproduktina on alfaosake ja kolm neutronit:
\(\frac{249}{97}Cf+{\frac{18}{8}}O\frac{260}{103}Lr+{_2^4}\alpha+3{_0^1}n\)
Vaadake meie podcasti: Osakeste kiirendi: mis see on ja kuidas see töötab?
Ettevaatusabinõud Laurence'iga
Suurim kogus laurentsi sünteesiti 1970. aastatel, mil seda toodeti uurimiseks 1500 aatomit. See tähendab, et element, hoolimata sellest, et nad on radioaktiivsed, on minimaalne risk ei toodeta suures mahus. Lisaks on kontrollitud laboris neid riske ette näha ja seega praktiliselt kontrollitud.
Laurence'i lugu
![Sissepääs Ernest Orlando Lawrence Berkeley riiklikku laborisse, laborisse, mis esmakordselt tootis Laurentiumi. [1]](/f/0e95834023b972833255f0ca3cce734f.jpg)
element 103 Seda toodeti esmakordselt 1961. aastal, mille on koostanud USA teadlased Albert Ghiorso juhtimisel Lawrence Berkeley riiklikust laborist. Sel korral pommitati mitut kaliforniumi isotoopi (Cf) ioonidega boor, nii massiga 10 kui ka massiga 11. Alfaosakeste detektorid osutasid uuele kaheksa-sekundilisele poolväärtusajale, mille teadlased omistasid elemendile 103.
Vaatamata alfaemissioonile, lühike poolestusaeg muutis elemendi tuvastamise keeruliseks. Lisaks, kuna sihtmärk koosnes kaliforniumi isotoopide segust, mille massid jäid vahemikku 249–252, muutus ka toodetud elemendi 103 massi tuvastamine ebaselgeks. Spekuleeriti, et on toodetud elemendi 103 isotoobid massiga 255–259, kusjuures 257 on suurim saagis.
1965. aastal reageerisid Venemaal Dubnas asuva Tuumauuringute Ühisinstituudi teadlased. 18või aatomitega 243Am, toodab samuti elemendi 103 kolme isotoopi, kuid mõningate konfliktide ja erinevustega võrreldes varem Berkeley's saadutega.
Berkeley laborite uued katsed reageerisid aga ioonidega 14Ah 15Ei koos 248cm ja ioonid 11B ja 10B koos 249Vrd nii et 1971. aastal õnnestus tõestada hea osa 1960. aastatel saavutatud tulemustest Samuti jõudsid nad järeldusele, et elemendi 103 esimene sünteesitud isotoop oli massiga 258.
Elemendi 103 nimi Laurentius teeb a viide teadlasele Ernest Orlando Lawrence'ile, tsüklotroni osakeste kiirendi leiutaja ja selle andsid Berkeley teadlased. Esialgu pakkusid nad siiski välja sümboli Lw, kuid 1971. aastal muutis Iupac, hoolimata nime laurêncio ametlikuks muutmisest, sümboli Lr-ks.
1992. aastal aga hindas Iupac Transfers Working Groupi töö ümber Dubna ja Berkeley rühmade tööd elemendi 103 osas. Selle tulemusena otsustasid nad 1997. aastal, et au elemendi 103 avastamise eest tuleks jagada ameeriklaste ja venelaste vahel. Kuid lõpuks nõustusid mõlemad pooled nimega, jäädes muutmata.
Laurentiuse peal lahendatud harjutused
küsimus 1
Laurentiumi, tähis Lr ja aatomnumber 103, looduses ei leidu ja seetõttu tuleb seda toota laboris. Selle kõige stabiilsema isotoobi massiarv on 262. Mitu neutronit on Lr isotoobis 262?
A) 103
B) 262
C) 159
D) 365
E) 161
Resolutsioon:
Alternatiiv C
Neutronite arvu saab arvutada järgmise valemiga:
A = Z + n
Kus A on massiarv, Z on aatomarv (arvuliselt võrdne prootonite arvuga) ja n on neutronite arv.
Väärtuste asendamisel on meil:
262 = 103 + n
n = 262-103
n = 159
küsimus 2
Keemilise elemendi Laurentiumi stabiilseima isotoobi (Lr, Z = 103) poolestusaeg on 3,6 tundi. Kui kaua tundides kulub selle isotoobi massiks 1/8 selle algmassist?
A) 3,6 tundi
B) 7,2 tundi
C) 10,8 tundi
D) 14,4 tundi
E) 18,0 tundi
Resolutsioon:
Alternatiiv C
Igal poolväärtusajal langeb Lr kogus poole võrra. Seega eeldame, et algmass on võrdne m-ga. Pärast poolväärtusaega (3,6 tundi) on järelejäänud Lr-i mass pool, see tähendab m/2. Veel 3,6 tunni pärast (kokku 7,2 tundi) muutub mass m/4. Nüüd, kui on veel 3,6 tundi (kokku 10,8 tundi), kahaneb mass (mis on m/4-s) taas poole võrra, moodustades m/8 ehk 1/8 algmassist.
pildi krediit
[1] DJSinop / shutterstock
Autor Stefano Araújo Novais
Keemia õpetaja
