THE Laurentius on kemiallinen alkuaine atominumero jaksollisen järjestelmän 113. Koska se on melko epävakaa, sitä ei ole mahdollista saada luonnollisista lähteistä, koska se on tarpeen syntetisoida laboratoriossa. Sen tuotanto tapahtuu fuusioreaktioiden kautta kiihdytetyn ionin ja toisen raskaamman atomin välillä. Laurentiumin ominaisuuksissa merkittäviä ovat sen hapetusaste, joka on +3 vesiliuoksissa ja se, että se viimeistelee sähköinen jakelu 7s sisällä2 5f14 7p1, 7s sijasta2 5f14 6d1.
Laurentiumia valmistettiin ensimmäisen kerran vuonna 1961 Berkeleyn laboratorioissa Kaliforniassa, Yhdysvalloissa. Myöhemmin sen rakenne ja muut isotoopit selvitettiin yhteistyössä Venäjän Dubnan kaupungissa sijaitsevan Joint Institute for Nuclear Researchin kanssa.
Sen nimi viittaa tiedemies Ernest Orlando Lawrenceen, syklotronihiukkaskiihdyttimen luojaan. Laurentiusta koskeva polemiikka koskee hänen asemaansa Jaksollinen järjestelmä. Jotkut väittävät, että sen pitäisi kuulua ryhmään 3, kun taas toiset tutkijat väittävät, että sen ei pitäisi olla.
Katso myös: Dubnium - synteettinen alkuaine, joka on nimetty venäläisen Dubnan kaupungin mukaan
Yhteenveto Laurentiuksesta
Laurentium on jaksollisen järjestelmän viimeinen aktinidi.
Se on kemiallinen alkuaine, jota ei esiinny luonnossa, ja se on tuotettava laboratoriossa, eli se on synteettinen kemiallinen alkuaine.
Laurentiumin stabiilin isotooppi on 262lr, ajan kanssa puolikas elämä 3,6 tuntia.
Huolimatta siitä, että on a metalli-, sen metallista muotoa ei ole koskaan saatu laboratoriossa.
Se tuotetaan fuusioreaktioiden kautta käyttämällä a Hiukkasten kiihdytin.
Se löydettiin vuonna 1961 Berkeleyn laboratorioista Kalifornian osavaltiossa Yhdysvalloissa.
Sen nimi viittaa tiedemies Ernest Orlando Lawrenceen, syklotronihiukkaskiihdyttimen luojaan.
Laurencen ominaisuudet
Symboli: lr
Atominumero: 103
Atomimassa: 262 c.u.
Sähköinen konfigurointi: [Rn] 7s2 5f14 7p1
Vakain isotooppi: 262Lr (3,6 tunnin puoliintumisaika)
Kemiallinen sarja: ryhmä 3, f-lohkoelementit, aktinidit, metalli, superraskas alkuaineet
Laurentiuksen ominaisuudet
Laurentium, symboli Lr ja atominumero 103, on a metalli, joka kuuluu aktinidiryhmään. Alkuaineet, kuten Laurentium, ovat ytimessä olevien protonien ja neutronien suuren määrän vuoksi epävakaita, mikä tarkoittaa, että ytimen hylkivät voimat ylittävät vetovoimat.
Tästä johtuen mikään 12 tunnetusta laurence-isotoopista ei ole stabiili, ja massalla 262 on pisin puoliintumisaika: 3,6 tuntia. Tällainen epävakaus ei salli laurensin saamista luonnollisista lähteistä, joten se on syntetisoitava laboratoriossa tutkittava ja sovellettava.
Huolimatta metallista, metallista laurenssinäytettä ei koskaan saatu. Mutta ratkaisussa tämän elementin tutkimukset ovat edistyneet, ja on jo todistettu, että sen tila on hapettumista vakaampi on +3, kuten muut aktinidit. Nämä tiedot jopa sopivat ennusteiden kanssa Glenn Seaborg, vuonna 1949, elementistä 103.
Laurentiuksen kemia on kuitenkin varsin erikoinen. Esimerkiksi sen sähköisen jakelun odotettiin päättyvän 7 sekunnissa2 5f14 6d1kuitenkin havaitaan, että sen konfiguraatio päättyy 7 sekuntiin2 5f14 7p1.
Tämä on seurausta siitä, minkä tunnemme relativistinen vaikutus, ero havaitusta ja suhteellisuusteorian perusteella odotetusta. Tällaista sähköistä jakelua arvioitaessa voidaan nähdä, että Laurentiumin 7p-alataso on vakaampi kuin 6d-taso.
Kaikki tämä vaikeuttaa ja tehostaa suuresti yksimielisyyden puute päällä The alueella mikä The elementti kuuluu jaksolliseen taulukkoon. Tämä johtuu siitä, että jotkut tutkijat puolustavat hänen olevan alla olevassa ryhmässä 3 skandium, yttrium ja lutetium, koska ne ovat kemiallisesti samankaltaisia Lr-tietoihin perustuen3+.
Toiset väittävät, että Laurentium ja Lutetium, koska niillä on täydellinen f-alataso, eivät saisi olla alle yttrium, mutta lantaani (kuudes jakso) ja aktinium (seitsemäs jakso), koska niillä ei ole f-alatasoa elektroneja.
Tämän ongelman ratkaisemiseksi Iupac loi joulukuussa 2015 tutkimusryhmän määrittämään jaksollisen järjestelmän ryhmän 3 kokoonpanon. Toimielimen mukaan työ päättyi vuoden 2021 viimeisenä päivänä ja viimeisin päivitys on huhtikuussa 2021. Siinä työryhmä totesi, että ei ole olemassa objektiivista tapaa arvioida asiaa, ja Iupacille on tärkeää puhua ja määrittää sääntö tai sopimus.
Tekijöille lutetiumin ja laurenssin sijoittaminen ryhmään 3 miellyttää enemmän, kun alkuaineet asetetaan kasvavaan järjestykseen atomiluvun mukaan, sen lisäksi, että vältetään d-lohkon jakaminen, jos se esitetään 32 sarakkeella (versio, jossa lantanidien ja aktinidien sarja on mukana).
Laurentiuksen hankkiminen
Synteettisenä alkuaineena The saada Laurentiuksen tapahtuma tapahtuu laboratoriossa hiukkaskiihdyttimien kanssa. Superraskaita alkuaineita saadaan yleensä kahdella tavalla: fuusioreaktioilla tai toisen vielä raskaamman alkuaineen radioaktiivisella hajoamisella. Eniten käytettyjen laurenssin isotooppien 256 ja 260 tapauksessa se on mahdollista saada Ydinfuusio, eli kaksi kevyempää ydintä sulautuu laurenssiin.
Laurentium-256:n tapauksessa ionit 11B törmää atomien kanssa 249Ks. Laurencen ja neljän muun neutronin muodostaminen reaktion mukaan:
\(\frac{249}{48}Cf+\frac{11}{5}B\rightarrow \frac{256}{103}Lr+4{_0^1}n\)
Samalla tavalla, 260Lr voidaan tuottaa ionien fuusioimalla 18O, kiihdytti kohti kohdetta 249Bk, jonka sivutuotteina on alfahiukkanen ja kolme muuta neutronia:
\(\frac{249}{97}Cf+{\frac{18}{8}}O\frac{260}{103}Lr+{_2^4}\alpha+3{_0^1}n\)
Katso podcastimme: Hiukkaskiihdytin: mikä se on ja miten se toimii?
Varotoimet Laurencen kanssa
Suurin määrä laurenssia syntetisoitiin 1970-luvulla, jolloin sitä tuotettiin 1500 atomia tutkimusta varten. Tämä tarkoittaa, että elementti, radioaktiivisuudesta huolimatta on minimaalinen riski ei tuota suuressa mittakaavassa. Lisäksi valvotussa laboratoriossa nämä riskit ennakoidaan ja siten käytännössä hallinnassa.
Laurencen tarina
![Sisäänkäynti Ernest Orlando Lawrence Berkeleyn kansalliseen laboratorioon, laboratorioon, joka tuotti ensimmäisenä Laurentiumia. [1]](/f/0e95834023b972833255f0ca3cce734f.jpg)
elementti 103 Se valmistettiin ensimmäisen kerran vuonna 1961, yhdysvaltalaiset tiedemiehet, joita johtaa Albert Ghiorso Lawrence Berkeley National Laboratorysta. Tuolloin useita kaliforniumin isotooppeja, Cf, pommitettiin ioneilla boori, sekä massa 10 että massa 11. Alfahiukkasten ilmaisimet osoittivat uuden kahdeksan sekunnin puoliintumisajan, jonka tutkijat katsoivat elementin 103 ansioksi.
Alfapäästöistä huolimatta lyhyt puoliintumisaika vaikeutti alkuaineen tunnistamista. Lisäksi, koska kohde koostui kalifornium-isotooppien seoksesta, jonka massat vaihtelivat välillä 249-252, myös tuotetun alkuaineen 103 massan tunnistaminen tuli epäselväksi. Spekuloitiin, että alkuaineen 103 isotooppeja, joiden massa on 255-259, oli tuotettu, ja 257 oli suurin saanto.
Vuonna 1965 Dubnassa, Venäjällä sijaitsevan Joint Institute for Nuclear Researchin tutkijat reagoivat 18tai atomien kanssa 243Am, joka tuottaa myös kolme alkuaineen 103 isotooppia, mutta joissakin ristiriidoissa ja eroissa Berkeleyssä aiemmin saaduista.
Berkeley-laboratorioiden uudet kokeet reagoivat kuitenkin ionien kanssa 14Huh 15Ei kanssa 248cm ja ionit 11B ja 10B kanssa 249Ks, niin että vuonna 1971, onnistui todistamaan hyvän osan 1960-luvun tuloksista ja he myös päättelivät, että ensimmäinen alkuaineen 103 syntetisoitu isotooppi oli massan 258 isotooppi.
Elementin 103 nimi Laurentius tekee a viittaus tiedemies Ernest Orlando Lawrenceen, syklotronihiukkaskiihdyttimen keksijä, ja sen antoivat Berkeleyn tutkijat. Alun perin he ehdottivat silti symbolia Lw, mutta vuonna 1971 Iupac muutti tunnuksen Lr: ksi huolimatta siitä, että hän teki nimestä laurêncio virallisen.
Vuonna 1992 Iupac Transfers -työryhmän työ arvioi kuitenkin uudelleen Dubna- ja Berkeley-ryhmien työtä elementissä 103. Tämän seurauksena vuonna 1997 he päättivät, että ansio elementin 103 löytämisestä tulisi jakaa amerikkalaisten ja venäläisten kesken. Molemmat osapuolet hyväksyivät nimen kuitenkin lopulta ennallaan.
Harjoituksia ratkaistu Laurentiuksella
Kysymys 1
Laurentiumia, symbolia Lr ja atominumeroa 103 ei löydy luonnosta, joten se on tuotettava laboratoriossa. Sen stabiilimman isotoopin massaluku on 262. Kuinka monta neutronia on Lr-isotooppi 262?
A) 103
B) 262
C) 159
D) 365
E) 161
Resoluutio:
Vaihtoehto C
Neutronien lukumäärä voidaan laskea seuraavalla kaavalla:
A = Z + n
Missä A on massaluku, Z on atomiluku (numeerisesti yhtä suuri kuin protonien lukumäärä) ja n on neutronien lukumäärä.
Arvot korvaamalla meillä on:
262 = 103 + n
n = 262 - 103
n = 159
kysymys 2
Kemiallisen alkuaineen Laurentiumin stabiilimman isotoopin (Lr, Z = 103) puoliintumisaika on 3,6 tuntia. Kuinka kauan, tunteina, kestää, että tämän isotoopin massa on 1/8 sen alkuperäisestä massasta?
A) 3,6 tuntia
B) 7,2 tuntia
C) 10,8 tuntia
D) 14,4 tuntia
E) 18,0 tuntia
Resoluutio:
Vaihtoehto C
Jokaisella puoliintumisajalla Lr: n määrä putoaa puoleen. Näin ollen oletetaan, että alkumassa on yhtä suuri kuin m. Puoliintumisajan (3,6 tuntia) jälkeen jäljellä oleva Lr: n massa on puolet, eli m/2. Vielä 3,6 tunnin kuluttua (yhteensä 7,2 tuntia) massaksi tulee m/4. Nyt, 3,6 tuntia lisää (yhteensä 10,8 tuntia), massa (m/4) puolittuu jälleen, jolloin se on m/8, eli 1/8 alkuperäisestä massasta.
kuvan luotto
[1] DJSinop / shutterstock
Kirjailija: Stefano Araújo Novais
Kemian opettaja
