लॉरेंटियस (Lr): प्राप्त करना, सावधानियां, इतिहास

लॉरेंटियस का रासायनिक तत्व है परमाणु संख्या आवर्त सारणी के 113. चूंकि यह काफी अस्थिर है, इसलिए इसे प्राकृतिक स्रोतों से प्राप्त करना संभव नहीं है, इसे प्रयोगशाला में संश्लेषित करना आवश्यक है। इसका उत्पादन एक त्वरित आयन और एक अन्य भारी परमाणु के बीच संलयन प्रतिक्रियाओं के माध्यम से होता है। लॉरेंटियम के गुणों में जो उल्लेखनीय है, वह है जलीय घोलों में इसकी ऑक्सीकरण अवस्था +3 के बराबर है और तथ्य यह है कि यह अपनी खत्म कर देता है इलेक्ट्रॉनिक वितरण 7s. में² 5f¹⁴ 7p¹, 7s. के बजाय² 5f¹⁴ 6डी¹.

लॉरेंटियम का उत्पादन पहली बार 1961 में कैलिफोर्निया, संयुक्त राज्य अमेरिका में बर्कले प्रयोगशालाओं में किया गया था। बाद में, रूस के दुबना शहर में संयुक्त परमाणु अनुसंधान संस्थान के सहयोग से इसकी संरचना और अन्य समस्थानिकों को स्पष्ट किया गया।

इसका नाम साइक्लोट्रॉन कण त्वरक के निर्माता वैज्ञानिक अर्नेस्ट ऑरलैंडो लॉरेंस को संदर्भित करता है। लॉरेंटियस के बारे में एक विवाद में उसकी स्थिति के बारे में है आवर्त सारणी. कुछ का तर्क है कि यह समूह 3 में होना चाहिए, जबकि अन्य वैज्ञानिकों का तर्क है कि ऐसा नहीं होना चाहिए।

यह भी देखें: Dubnium - रूसी शहर Dubna. के नाम पर सिंथेटिक तत्व

लॉरेंटियस के बारे में सारांश

• लॉरेंटियम आवर्त सारणी में अंतिम एक्टिनाइड है।

• यह प्रकृति में नहीं पाया जाने वाला एक रासायनिक तत्व है, जिसे प्रयोगशाला में उत्पादित किया जाना है, अर्थात यह एक सिंथेटिक रासायनिक तत्व है।

• लॉरेंटियम का सबसे स्थिर समस्थानिक है ²⁶²lr, समय के साथ हाफ लाइफ 3.6 घंटे का।

• होने के बावजूद धातु, इसका धात्विक रूप प्रयोगशाला में कभी प्राप्त नहीं हुआ है।

• यह संलयन प्रतिक्रियाओं के माध्यम से निर्मित होता है, a. का उपयोग करके कण त्वरक.

• इसकी खोज 1961 में बर्कले, कैलिफ़ोर्निया, यूएसए की प्रयोगशालाओं में की गई थी।

• इसका नाम साइक्लोट्रॉन कण त्वरक के निर्माता वैज्ञानिक अर्नेस्ट ऑरलैंडो लॉरेंस को संदर्भित करता है।

लारेंस के गुण

• प्रतीक: एलआर

• परमाणु संख्या: 103

• परमाणु भार: 262 घन मीटर

• इलेक्ट्रोनिक विन्यास: [आरएन] 7s² 5f¹⁴ 7p¹

• सबसे स्थिर आइसोटोप: ²⁶²एलआर (3.6 घंटे आधा जीवन)

• रासायनिक श्रृंखला: समूह 3, एफ-ब्लॉक तत्व, एक्टिनाइड्स, धातु, अतिभारी तत्व

लॉरेंटियस की विशेषताएं

लॉरेंटियम, प्रतीक Lr और परमाणु क्रमांक 103, a. है एक्टिनाइड समूह से संबंधित धातु. नाभिक में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन की बड़ी संख्या के कारण लॉरेंटियम जैसे तत्व अस्थिर होते हैं, जिसका अर्थ है कि नाभिक के प्रतिकारक बल आकर्षक बलों पर विजय प्राप्त करते हैं।

इस वजह से, लॉरेंस के 12 ज्ञात समस्थानिकों में से कोई भी स्थिर नहीं है, जिसका द्रव्यमान 262 सबसे लंबा आधा जीवन: 3.6 घंटे है। इस तरह की अस्थिरता प्राकृतिक स्रोतों से लारेंस प्राप्त करने की अनुमति नहीं देती है, ताकि इसे प्रयोगशाला में संश्लेषित करना आवश्यक है अध्ययन और लागू किया जाना है।

धातु होने के बावजूद, लारेंस का धातु का नमूना कभी प्राप्त नहीं हुआ। लेकिन, समाधान में, इस तत्व के साथ अध्ययन आगे बढ़े हैं, और यह पहले ही साबित हो चुका है कि इसकी स्थिति ऑक्सीकरण अन्य एक्टिनाइड्स की तरह +3 अधिक स्थिर है। यह डेटा द्वारा की गई भविष्यवाणियों से भी सहमत है ग्लेन सीबोर्ग, 1949 में, तत्व 103 के बारे में।

हालांकि, लॉरेंटियस की केमिस्ट्री काफी अजीबोगरीब है। उदाहरण के लिए, इसका इलेक्ट्रॉनिक वितरण 7s. में समाप्त होने की उम्मीद थी² 5f¹⁴ 6डी¹, हालांकि, यह देखा गया है कि इसका विन्यास 7s. में समाप्त होता है² 5f¹⁴ 7p¹.

यह उसी का परिणाम है जिसे हम इस रूप में जानते हैं सापेक्ष प्रभाव, जो देखा गया है उससे अंतर सापेक्षता के कारण अपेक्षित था। ऐसे इलेक्ट्रॉनिक वितरण का मूल्यांकन करते समय, यह देखा जा सकता है कि लॉरेंटियम का 7p उप-स्तर 6d स्तर से अधिक स्थिर है।

यह सब जटिल और बहुत तेज करता है आम सहमति की कमी पर क्षेत्र कौन सा तत्व आवर्त सारणी में है. ऐसा इसलिए है क्योंकि कुछ शोधकर्ता बचाव करते हैं कि वह नीचे समूह 3 में है स्कैंडियम, yttrium और ल्यूटेटियम, उनके साथ रासायनिक समानता के कारण, Lr. के बारे में डेटा के आधार पर³⁺.

दूसरों का तर्क है कि लॉरेंटियम और ल्यूटेटियम, क्योंकि उनके पास एक पूर्ण एफ सबलेवल है, नीचे नहीं होना चाहिए येट्रियम, लेकिन लैंथेनम (छठी अवधि) और एक्टिनियम (सातवीं अवधि), क्योंकि उनके पास कोई उप-स्तर नहीं है इलेक्ट्रॉन।

इस मुद्दे को हल करने के लिए, Iupac ने दिसंबर 2015 में, आवर्त सारणी के समूह 3 के गठन को निर्धारित करने के लिए एक अध्ययन समूह बनाया। संस्था के मुताबिक 2021 के आखिरी दिन काम खत्म हुआ और आखिरी अपडेट अप्रैल 2021 में है। इसमें, अध्ययन समूह ने निष्कर्ष निकाला कि इस मुद्दे का न्याय करने का कोई वस्तुनिष्ठ तरीका नहीं है, और Iupac के लिए एक नियम या सम्मेलन को बोलना और निर्धारित करना महत्वपूर्ण है।

लेखकों के लिए, ल्यूटेटियम और लारेंस को समूह 3 में रखना, तत्वों को परमाणु क्रमांक के बढ़ते क्रम में रखते हुए, अधिक प्रसन्न करता है, डी-ब्लॉक के विभाजन से बचने के अलावा यदि इसे 32 कॉलम के साथ दर्शाया गया है (संस्करण जिसमें लैंथेनाइड्स और एक्टिनाइड्स की श्रृंखला है शामिल)।

लॉरेंटियस प्राप्त करना

एक सिंथेटिक तत्व के रूप में, प्राप्त करने के लॉरेंटियस प्रयोगशाला में होता है कण त्वरक के साथ. अतिभारी तत्व आमतौर पर दो तरह से प्राप्त होते हैं: संलयन प्रतिक्रियाओं के माध्यम से या किसी अन्य भारी तत्व के रेडियोधर्मी क्षय के माध्यम से। लौरेंस, 256 और 260 के सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले समस्थानिकों के मामले में, इसे प्राप्त करने के तरीके हैं: परमाणु संलयन, अर्थात्, दो हल्के नाभिक लारेंस में विलीन हो जाते हैं।

लॉरेंटियम-256 के मामले में, के आयन ¹¹B के परमाणुओं से टकराता है ²⁴⁹प्रतिक्रिया के अनुसार Cf, लारेंस और चार और न्यूट्रॉन बनाते हैं:

\(\frac{249}{48}Cf+\frac{11}{5}B\rightarrow \frac{256}{103}Lr+4{_0^1}n\)

इसी तरह, ²⁶⁰आयनों के संलयन द्वारा Lr का उत्पादन किया जा सकता है ¹⁸O, के लक्ष्य की ओर त्वरित किया गया ²⁴⁹बीके, उप-उत्पाद के रूप में एक अल्फा कण और तीन और न्यूट्रॉन हैं:

\(\frac{249}{97}Cf+{\frac{18}{8}}O\frac{260}{103}Lr+{_2^4}\alpha+3{_0^1}n\)

हमारे पॉडकास्ट की जाँच करें: कण त्वरक: यह क्या है और यह कैसे काम करता है?

लारेंस के साथ सावधानियां

वह समय जब सबसे बड़ी मात्रा में लारेंस का संश्लेषण 1970 के दशक में किया गया था, जब अध्ययन के लिए इसके 1500 परमाणुओं का उत्पादन किया गया था। इसका मतलब है कि तत्व, रेडियोधर्मी होने के बावजूद, के लिए न्यूनतम जोखिम है बड़े पैमाने पर उत्पादन नहीं. इसके अलावा, एक नियंत्रित प्रयोगशाला में, इन जोखिमों का अनुमान लगाया जाता है और इस प्रकार वस्तुतः नियंत्रित किया जाता है।

लारेंस की कहानी

अर्नेस्ट ऑरलैंडो लॉरेंस बर्कले नेशनल लेबोरेटरी में प्रवेश, वह प्रयोगशाला जिसने पहली बार लॉरेंटियम का उत्पादन किया था। [1]

तत्व 103 इसका पहली बार उत्पादन वर्ष 1961. में किया गया था, लॉरेंस बर्कले नेशनल लेबोरेटरी के अल्बर्ट घियोर्सो के नेतृत्व में अमेरिकी वैज्ञानिकों द्वारा। उस अवसर पर, कैलिफ़ोर्नियम, Cf के कई समस्थानिकों पर के आयनों से बमबारी की गई थी बोरान, द्रव्यमान 10 और द्रव्यमान 11 दोनों। अल्फा कण डिटेक्टरों ने एक नई आठ-सेकंड की अर्ध-जीवन गतिविधि की ओर इशारा किया, जिसे वैज्ञानिकों ने तत्व 103 के लिए जिम्मेदार ठहराया।

अल्फा उत्सर्जन के बावजूद, छोटे आधे जीवन ने तत्व की पहचान करना मुश्किल बना दिया. इसके अलावा, चूंकि लक्ष्य कैलिफ़ोर्निया आइसोटोप के मिश्रण से बना था, जिसका द्रव्यमान 249 से 252 तक था, उत्पादित 103 तत्व के द्रव्यमान की पहचान भी अस्पष्ट हो गई। यह अनुमान लगाया गया था कि 255 और 259 के बीच द्रव्यमान वाले तत्व 103 के आइसोटोप का उत्पादन किया गया था, जिसमें 257 उच्चतम उपज थे।

1965 में, रूस के दुबना में संयुक्त परमाणु अनुसंधान संस्थान के वैज्ञानिकों ने प्रतिक्रिया व्यक्त की ¹⁸या के परमाणुओं के साथ ²⁴³एम, तत्व 103 के तीन समस्थानिकों का भी उत्पादन कर रहा है, लेकिन कुछ संघर्षों और मतभेदों के साथ जो पहले बर्कले में प्राप्त हुए थे।

हालांकि, बर्कले प्रयोगशालाओं के नए प्रयोगों ने आयनों के साथ प्रतिक्रिया व्यक्त की ¹⁴हुह ¹⁵नहीं साथ ²⁴⁸सेमी और आयन ¹¹बैंड ¹⁰बी के साथ ²⁴⁹सीएफ, ताकि, 1971 में, 1960 के दशक में प्राप्त परिणामों का एक अच्छा हिस्सा साबित करने में कामयाब रहा और उन्होंने यह भी निष्कर्ष निकाला कि तत्व 103 का संश्लेषित पहला समस्थानिक द्रव्यमान 258 का था।

तत्व 103 का नाम, लॉरेंटियस, बनाता है a वैज्ञानिक अर्नेस्ट ऑरलैंडो लॉरेंस का संदर्भसाइक्लोट्रॉन कण त्वरक के आविष्कारक, और बर्कले शोधकर्ताओं द्वारा दिया गया था। उन्होंने अभी भी शुरू में प्रतीक Lw का प्रस्ताव रखा था, लेकिन 1971 में, Iupac ने, लॉरेन्सियो को आधिकारिक नाम देने के बावजूद, प्रतीक को Lr में बदल दिया।

1992 में, हालांकि, आईयूपैक ट्रांसफर वर्किंग ग्रुप के काम ने तत्व 103 पर डबना और बर्कले समूहों के काम का पुनर्मूल्यांकन किया। नतीजतन, 1997 में, उन्होंने निर्धारित किया कि तत्व 103 की खोज का श्रेय अमेरिकियों और रूसियों के बीच विभाजित किया जाना चाहिए। हालांकि, नाम को अंततः दोनों पक्षों द्वारा स्वीकार कर लिया गया, शेष अपरिवर्तित रहा।

लॉरेंटियस पर हल किए गए अभ्यास

प्रश्न 1

लॉरेंटियम, प्रतीक एलआर और परमाणु संख्या 103, प्रकृति में नहीं पाया जा सकता है और इस प्रकार प्रयोगशाला में उत्पादित किया जाना चाहिए। इसके सबसे स्थिर समस्थानिक की द्रव्यमान संख्या 262 है। Lr समस्थानिक 262 में कितने न्यूट्रॉन होते हैं?

ए) 103

बी) 262

सी) 159

डी) 365

ई) 161

संकल्प:

वैकल्पिक सी

न्यूट्रॉन की संख्या की गणना निम्न सूत्र द्वारा की जा सकती है:

ए = जेड + एन

जहाँ A द्रव्यमान संख्या है, Z परमाणु संख्या है (संख्यात्मक रूप से प्रोटॉन की संख्या के बराबर) और n न्यूट्रॉन की संख्या है।

मूल्यों को प्रतिस्थापित करते हुए, हमारे पास है:

262 = 103 + n

एन = 262 - 103

एन = 159

प्रश्न 2

रासायनिक तत्व लॉरेंटियम (Lr, Z = 103) के सबसे स्थिर समस्थानिक का आधा जीवन 3.6 घंटे है। इस समस्थानिक का द्रव्यमान अपने प्रारंभिक द्रव्यमान का 1/8 होने में कितना समय लगता है?

ए) 3.6 घंटे

बी) 7.2 घंटे

सी) 10.8 घंटे

डी) 14.4 घंटे

ई) 18.0 घंटे

संकल्प:

वैकल्पिक सी

प्रत्येक आधे जीवन में, Lr की मात्रा आधी हो जाती है। इस प्रकार, हम मानते हैं कि प्रारंभिक द्रव्यमान m के बराबर है। अर्ध-आयु (3.6 घंटे) के बाद, Lr का द्रव्यमान आधा रह जाता है, अर्थात m/2। एक और 3.6 घंटे (कुल 7.2 घंटे) के बाद, द्रव्यमान m/4 हो जाता है। अब, 3.6 और घंटों (कुल मिलाकर 10.8 घंटे) के साथ, द्रव्यमान (जो m/4 में है) फिर से आधा हो जाता है, जिससे यह m/8 हो जाता है, यानी प्रारंभिक द्रव्यमान का 1/8 हो जाता है।

छवि क्रेडिट

[1] डीजेसिनोप / Shutterstock

स्टेफ़ानो अराउजो नोवाइस द्वारा
रसायन विज्ञान शिक्षक