LA Laurentius est l'élément chimique de numéro atomique 113 du tableau périodique. Parce qu'il est assez instable, il n'est pas possible de l'obtenir à partir de sources naturelles, étant nécessaire de le synthétiser en laboratoire. Sa production se produit par des réactions de fusion entre un ion accéléré et un autre atome plus lourd. Ce qui est remarquable dans les propriétés du Laurentium, c'est son état d'oxydation égal à +3 en solution aqueuse et le fait qu'il termine sa distribution électronique en 7s2 5f14 7p1, au lieu de 7s2 5f14 6d1.
Laurentium a été produit pour la première fois en 1961 dans les laboratoires de Berkeley en Californie, aux États-Unis. Par la suite, sa structure et d'autres isotopes ont été élucidés avec la collaboration de l'Institut commun de recherche nucléaire de la ville de Dubna, en Russie.
Son nom fait référence au scientifique Ernest Orlando Lawrence, créateur de l'accélérateur de particules cyclotron. Une polémique à propos de Laurentius porte sur sa position dans le
Tableau périodique. Certains soutiennent qu'il devrait être dans le groupe 3, tandis que d'autres scientifiques soutiennent qu'il ne devrait pas.Voir aussi: Dubnium - l'élément synthétique nommé d'après la ville russe de Dubna
Résumé sur Laurentius
Laurentium est le dernier actinide du tableau périodique.
C'est un élément chimique introuvable dans la nature, devant être produit en laboratoire, c'est-à-dire qu'il s'agit d'un élément chimique synthétique.
L'isotope le plus stable du Laurentium est 262lr, avec le temps demi-vie de 3,6 heures.
En dépit d'être un métal, sa forme métallique n'a jamais été obtenue en laboratoire.
Il est produit par des réactions de fusion, à l'aide d'un Accélérateur de particules.
Il a été découvert en 1961 dans les laboratoires de Berkeley, Californie, USA.
Son nom fait référence au scientifique Ernest Orlando Lawrence, créateur de l'accélérateur de particules cyclotron.
Les propriétés de Laurence
Symbole: g / D
Numéro atomique: 103
Masse atomique: 262 cu.
Configuration électronique: [Rn] 7s2 5f14 7p1
Isotope le plus stable: 262Lr (demi-vie de 3,6 heures)
Série chimique: groupe 3, éléments du bloc f, actinides, métal, éléments superlourds
Caractéristiques de Laurentius
Laurentium, symbole Lr et numéro atomique 103, est un métal appartenant au groupe des actinides. Des éléments tels que le Laurentium, en raison du grand nombre de protons et de neutrons dans le noyau, sont instables, ce qui signifie que les forces répulsives du noyau l'emportent sur les forces attractives.
De ce fait, aucun des 12 isotopes connus de laurence n'est stable, la masse 262 ayant la demi-vie la plus longue: 3,6 heures. Une telle instabilité ne permet pas d'obtenir du laurence à partir de sources naturelles, de sorte que il faut le synthétiser en laboratoire à étudier et à appliquer.
Bien qu'il s'agisse d'un métal, un échantillon métallique de Laurence n'a jamais été obtenu. Mais, en solution, les études avec cet élément ont avancé, et il a déjà été prouvé que son état de oxydation plus stable est +3, comme les autres actinides. Ces données concordent même avec les prédictions faites par Glenn Seaborg, en 1949, à propos de l'élément 103.
La chimie de Laurentius, cependant, est assez particulière. Par exemple, sa distribution électronique devait se terminer dans 7s2 5f14 6d1, cependant, on observe que sa configuration se termine en 7s2 5f14 7p1.
Ceci est une conséquence de ce que nous appelons effet relativiste, une différence entre ce qui est observé et ce qui était attendu en raison de la relativité. Lors de l'évaluation d'une telle distribution électronique, on peut voir que le sous-niveau 7p de Laurentium est plus stable que le niveau 6d.
Tout cela complique et intensifie considérablement la manque de consensus sur Le Région qui Le élément appartient au tableau périodique. C'est parce que certains chercheurs défendent qu'il est dans le groupe 3, ci-dessous scandium, yttrium et le lutétium, en raison de la similitude chimique avec eux, sur la base de données sur Lr3+.
D'autres soutiennent que le Laurentium et le Lutetium, parce qu'ils ont un sous-niveau f complet, ne devraient pas être en dessous du l'yttrium, mais le lanthane (sixième période) et l'actinium (septième période), car ils n'ont pas de sous-niveau f avec électrons.
Pour résoudre ce problème, Iupac a créé, en décembre 2015, un groupe d'étude pour déterminer la constitution du groupe 3 du tableau périodique. Selon l'institution, les travaux se sont terminés le dernier jour de 2021, et la dernière mise à jour date d'avril 2021. Dans ce document, le groupe d'étude a conclu qu'il n'y a pas de moyen objectif de juger la question et qu'il est important pour Iupac de s'exprimer et de déterminer une règle ou une convention.
Pour les auteurs, placer le lutétium et laurence dans le groupe 3, plaît davantage, en plaçant les éléments par ordre croissant de numéro atomique, en plus d'éviter la division du bloc d s'il est représenté avec 32 colonnes (version dans laquelle la série des lanthanides et des actinides est inclus).
Obtention de Laurentius
En tant qu'élément synthétique, Le obtention de Laurentius a lieu au laboratoire avec des accélérateurs de particules. Les éléments superlourds sont généralement obtenus de deux manières: par des réactions de fusion ou par la désintégration radioactive d'un autre élément encore plus lourd. Dans le cas des isotopes les plus utilisés de laurence, 256 et 260, les moyens de l'obtenir sont par La fusion nucléaire, c'est-à-dire que deux noyaux plus légers fusionnent dans la laurence.
Dans le cas du Laurentium-256, les ions de 11B entrent en collision avec des atomes de 249Cf, formant la laurence et quatre autres neutrons, selon la réaction :
\(\frac{249}{48}Cf+\frac{11}{5}B\rightarrow \frac{256}{103}Lr+4{_0^1}n\)
De manière similaire, le 260Lr peut être produit par fusion d'ions 18O, accéléré vers un objectif de 249Bk, ayant comme sous-produits une particule alpha et trois autres neutrons :
\(\frac{249}{97}Cf+{\frac{18}{8}}O\frac{260}{103}Lr+{_2^4}\alpha+3{_0^1}n\)
Découvrez notre podcast: Accélérateur de particules: qu'est-ce que c'est et comment ça marche ?
Précautions avec Laurence
Le moment où la plus grande quantité de laurence a été synthétisée était dans les années 1970, lorsque 1500 atomes en ont été produits pour étude. Cela signifie que l'élément, malgré sa radioactivité, présente un risque minime pour ne pas être produit à grande échelle. De plus, dans un laboratoire contrôlé, ces risques sont anticipés et donc quasiment maîtrisés.
L'histoire de Laurent
![Entrée du laboratoire national Ernest Orlando Lawrence Berkeley, le laboratoire qui a produit le Laurentium pour la première fois. [1]](/f/0e95834023b972833255f0ca3cce734f.jpg)
élément 103 Il a été produit pour la première fois en 1961, par des scientifiques américains dirigés par Albert Ghiorso du Lawrence Berkeley National Laboratory. A cette occasion, plusieurs isotopes du californium, Cf, ont été bombardés avec des ions de bore, à la fois de masse 10 et de masse 11. Les détecteurs de particules alpha ont indiqué une nouvelle activité de demi-vie de huit secondes, que les scientifiques ont attribuée à l'élément 103.
Malgré l'émission alpha, la courte demi-vie a rendu difficile l'identification de l'élément. De plus, comme la cible était composée d'un mélange d'isotopes du californium, dont les masses variaient de 249 à 252, l'identification de la masse de l'élément 103 produit devenait également ambiguë. On a émis l'hypothèse que des isotopes de l'élément 103 avec une masse comprise entre 255 et 259 avaient été produits, 257 étant le rendement le plus élevé.
En 1965, des scientifiques de l'Institut commun de recherche nucléaire de Dubna, en Russie, ont réagi 18ou avec des atomes de 243Am, produisant également trois isotopes de l'élément 103, mais avec quelques conflits et différences par rapport à ceux obtenus à Berkeley précédemment.
Cependant, de nouvelles expériences des laboratoires de Berkeley ont réagi avec des ions de 14Hein 15Non avec 248cm et ions 11Bande 10B avec 249Cf, pour que, en 1971, a réussi à prouver une bonne partie des résultats obtenus dans les années 1960 et ils ont également conclu que le premier isotope synthétisé de l'élément 103 était celui de masse 258.
Le nom de l'élément 103, Laurentius, fait un référence au scientifique Ernest Orlando Lawrence, inventeur de l'accélérateur de particules cyclotron, et a été donné par les chercheurs de Berkeley. Ils ont toujours initialement proposé le symbole Lw, mais en 1971, Iupac, bien qu'ayant officialisé le nom laurêncio, a changé le symbole en Lr.
En 1992, cependant, les travaux du groupe de travail sur les transferts d'Iupac ont réévalué les travaux des groupes de Dubna et de Berkeley sur l'élément 103. En conséquence, en 1997, ils ont déterminé que le mérite de la découverte de l'élément 103 devait être partagé entre les Américains et les Russes. Cependant, le nom a finalement été accepté par les deux parties, restant inchangé.
Exercices résolus sur Laurentius
question 1
Le Laurentium, symbole Lr et numéro atomique 103, est introuvable dans la nature et doit donc être produit en laboratoire. Son isotope le plus stable a un nombre de masse de 262. Combien de neutrons sont présents dans l'isotope Lr 262 ?
A) 103
B) 262
C) 159
D) 365
E) 161
Résolution:
Variante C
Le nombre de neutrons peut être calculé par la formule suivante :
A = Z + n
Où A est le nombre de masse, Z est le numéro atomique (numériquement égal au nombre de protons) et n est le nombre de neutrons.
En substituant les valeurs, nous avons :
262 = 103 + n
n = 262 - 103
n = 159
question 2
La demi-vie de l'isotope le plus stable de l'élément chimique Laurentium (Lr, Z = 103) est de 3,6 heures. Combien de temps, en heures, faut-il pour que la masse de cet isotope soit 1/8 de sa masse initiale ?
A) 3,6 heures
B) 7,2 heures
C) 10,8 heures
D) 14,4 heures
E) 18,0 heures
Résolution:
Variante C
A chaque demi-vie, la quantité de Lr diminue de moitié. Ainsi, nous supposons que la masse initiale est égale à m. Après une demi-vie (3,6 heures), la masse de Lr qui reste est de moitié, soit m/2. Après 3,6 heures supplémentaires (totalisant 7,2 heures), la masse devient m/4. Maintenant, avec encore 3,6 heures (10,8 heures au total), la masse (qui est en m/4) diminue de nouveau de moitié, ce qui en fait m/8, soit 1/8 de la masse initiale.
crédit image
[1] DJSinop / obturateur
Par Stefano Araújo Novais
Professeur de chimie