THE Laurentije je kemijski element atomski broj 113 periodnog sustava. Budući da je prilično nestabilan, nije ga moguće dobiti iz prirodnih izvora, jer ga je potrebno sintetizirati u laboratoriju. Njegova proizvodnja događa se fuzijskim reakcijama između ubrzanog iona i drugog težeg atoma. Ono što je izvanredno u svojstvima Laurentija jesu njegovo oksidacijsko stanje jednako +3 u vodenim otopinama i činjenica da završava svoj elektronska distribucija za 7s2 5f14 7p1, umjesto 7s2 5f14 6d1.
Laurentium je prvi put proizveden 1961. u laboratorijima Berkeley u Kaliforniji, Sjedinjene Američke Države. Nakon toga, njegova struktura i drugi izotopi razjašnjeni su u suradnji Zajedničkog instituta za nuklearna istraživanja u gradu Dubni u Rusiji.
Ime mu se odnosi na znanstvenika Ernesta Orlanda Lawrencea, tvorca ciklotronskog akceleratora čestica. Polemika o Laurentiju govori o njegovu položaju u Periodni sustav elemenata. Neki tvrde da bi trebao biti u skupini 3, dok drugi znanstvenici tvrde da ne bi trebao.
Vidi također: Dubnij — sintetički element nazvan po ruskom gradu Dubni
Sažetak o Laurentiju
Laurentij je posljednji aktinid u periodnom sustavu.
To je kemijski element koji se ne nalazi u prirodi, a mora se proizvesti u laboratoriju, odnosno sintetski je kemijski element.
Najstabilniji izotop Laurentija je 262lr, s vremenom Pola zivota od 3,6 sati.
Unatoč tome što je a metal, njegov metalni oblik nikada nije dobiven u laboratoriju.
Proizvodi se fuzijskim reakcijama, pomoću a Akcelerator čestica.
Otkriven je 1961. godine u laboratorijima Berkeleya u Kaliforniji, SAD.
Ime mu se odnosi na znanstvenika Ernesta Orlanda Lawrencea, tvorca ciklotronskog akceleratora čestica.
Laurenceova svojstva
Simbol: lr
Atomski broj: 103
Atomska masa: 262 c.u.
Elektronička konfiguracija: [Rn] 7s2 5f14 7p1
Najstabilniji izotop: 262Lr (3,6 sati poluživota)
Kemijska serija: grupa 3, f-blok elementi, aktinidi, metal, superteški elementi
Značajke Laurentiusa
Laurentij, simbol Lr i atomski broj 103, je a metala koji pripada skupini aktinida. Elementi poput Laurentija, zbog velikog broja protona i neutrona u jezgri, nestabilni su, što znači da odbojne sile jezgre pobjeđuju privlačne sile.
Zbog toga niti jedan od 12 poznatih izotopa laurencea nije stabilan, a masa 262 ima najduži poluživot: 3,6 sati. Takva nestabilnost ne dopušta dobivanje laurencea iz prirodnih izvora, tako da potrebno ga je sintetizirati u laboratoriju koje treba proučavati i primjenjivati.
Unatoč tome što je metal, metalni uzorak Laurencea nikada nije dobiven. Ali, u rješenju, istraživanja s ovim elementom su napredovala, a već je dokazano da je njegovo stanje oksidacija stabilniji je +3, kao i ostali aktinidi. Ovi se podaci čak slažu s predviđanjima koje je napravio Glenn Seaborg, 1949. godine, o elementu 103.
Laurentiusova je kemija, međutim, prilično osebujna. Na primjer, očekivalo se da će njegova elektronička distribucija završiti za 7 s2 5f14 6d1, međutim, primjećuje se da njegova konfiguracija završava u 7s2 5f14 7p1.
To je posljedica onoga što znamo kao relativistički učinak, razlika od onoga što se promatra u odnosu na ono što se očekivalo zbog relativnosti. Prilikom procjene takve elektroničke distribucije, može se vidjeti da je 7p podrazina Laurentiuma stabilnija od razine 6d.
Sve to komplicira i uvelike pojačava nedostatak konsenzusa na The regija koji The element spada u periodni sustav. To je zato što neki istraživači brane da je on u skupini 3, ispod skandij, itrij i lutecij, zbog kemijske sličnosti s njima, na temelju podataka o Lr3+.
Drugi tvrde da laurentij i lutecij, budući da imaju potpunu f podrazinu, ne bi trebali biti ispod itrij, ali lantan (šesto razdoblje) i aktinij (sedmo razdoblje), budući da nemaju f podrazinu s elektrona.
Kako bi riješio ovaj problem, Iupac je u prosincu 2015. stvorio studijsku skupinu za utvrđivanje sastava skupine 3 periodnog sustava. Kako navode iz ustanove, rad je završen posljednjeg dana 2021. godine, a posljednje ažuriranje je u travnju 2021. godine. U njemu je studijska skupina zaključila da ne postoji objektivan način prosuđivanja problema, te je važno da Iupac progovori i utvrdi pravilo ili konvenciju.
Autorima više prija stavljanje lutecija i laurencea u grupu 3, smještanje elemenata u rastući red atomskog broja, osim izbjegavanja podjele d-bloka ako je predstavljen s 32 stupca (verzija u kojoj je niz lantanida i aktinida uključeno).
Dobivanje Laurentiusa
Kao sintetički element, The dobivanje Laurentija odvija se u laboratoriju s akceleratorima čestica. Superteški elementi se obično dobivaju na dva načina: fuzijskim reakcijama ili radioaktivnim raspadom drugog još težeg elementa. U slučaju najčešće korištenih izotopa laurencea, 256 i 260, načini za dobivanje su: Nuklearna fuzija, odnosno dvije lakše jezgre spajaju se u laurence.
U slučaju laurentija-256, ioni od 11B se sudaraju s atomima 249Cf, tvoreći laurence i još četiri neutrona, prema reakciji:
\(\frac{249}{48}Cf+\frac{11}{5}B\rightarrow \frac{256}{103}Lr+4{_0^1}n\)
Na sličan način, 260Lr se može proizvesti fuzijom iona 18O, ubrzano prema cilju 249Bk, koji ima kao nusproizvode alfa česticu i još tri neutrona:
\(\frac{249}{97}Cf+{\frac{18}{8}}O\frac{260}{103}Lr+{_2^4}\alpha+3{_0^1}n\)
Pogledajte naš podcast: Akcelerator čestica: što je to i kako radi?
Mjere opreza s Laurenceom
Vrijeme kada je najveća količina laurencea sintetizirana bilo je 1970-ih, kada je proizvedeno 1500 atoma istog za proučavanje. To znači da element, unatoč radioaktivnosti, ima minimalan rizik za ne proizvoditi u velikim razmjerima. Nadalje, u kontroliranom laboratoriju ovi rizici se predviđaju i time se praktično kontroliraju.
Laurenceova priča
![Ulaz u Ernest Orlando Lawrence Berkeley National Laboratory, laboratorij koji je prvi proizveo Laurentium. [1]](/f/0e95834023b972833255f0ca3cce734f.jpg)
element 103 Prvi put je proizveden 1961, od strane američkih znanstvenika predvođenih Albertom Ghiorsom iz Nacionalnog laboratorija Lawrence Berkeley. Tom prilikom nekoliko izotopa kalifornija, Cf, bombardirano je ionima bor, i mase 10 i mase 11. Detektori alfa čestica ukazali su na novu aktivnost poluraspada od osam sekundi, koju su znanstvenici pripisali elementu 103.
Unatoč alfa emisiji, kratko vrijeme poluraspada otežavalo je identificiranje elementa. Nadalje, kako se meta sastojala od mješavine kalifornijevih izotopa, čije su se mase kretale od 249 do 252, identifikacija mase proizvedenog elementa 103 također je postala dvosmislena. Nagađalo se da su proizvedeni izotopi elementa 103 s masom između 255 i 259, pri čemu je 257 najveći prinos.
Godine 1965. reagirali su znanstvenici Zajedničkog instituta za nuklearna istraživanja u Dubni u Rusiji. 18ili s atomima 243Am, također proizvodi tri izotopa elementa 103, ali s nekim sukobima i razlikama od onih dobivenih na Berkeleyu ranije.
Međutim, novi eksperimenti laboratorija Berkeley reagirali su s ionima 14ha 15Ne sa 248cm i ioni 11Bend 10B sa 249Usp, tako da, 1971. uspio dokazati dobar dio rezultata dobivenih 1960-ih a također su zaključili da je prvi sintetizirani izotop elementa 103 bio izotop mase 258.
Ime elementa 103, Laurentius, čini a pozivanje na znanstvenika Ernesta Orlanda Lawrencea, izumitelj ciklotronskog akceleratora čestica, a dali su ga istraživači s Berkeleya. Još uvijek su u početku predlagali simbol Lw, ali je 1971. Iupac, unatoč tome što je službeno proglasio ime laurêncio, promijenio simbol u Lr.
Međutim, 1992. godine rad Iupac Transfers Working Group ponovno je procijenio rad grupa Dubna i Berkeley na elementu 103. Kao rezultat toga, 1997. godine utvrdili su da zasluge za otkriće elementa 103 treba podijeliti između Amerikanaca i Rusa. Međutim, ime su na kraju prihvatile obje strane, ostajući nepromijenjeno.
Vježbe riješene na Laurentiju
Pitanje 1
Laurentij, simbol Lr i atomski broj 103, ne može se naći u prirodi i stoga se mora proizvesti u laboratoriju. Njegov najstabilniji izotop ima maseni broj 262. Koliko je neutrona prisutno u Lr izotopu 262?
A) 103
B) 262
C) 159
D) 365
E) 161
Rezolucija:
Alternativa C
Broj neutrona može se izračunati po sljedećoj formuli:
A = Z + n
Gdje je A maseni broj, Z je atomski broj (numerički jednak broju protona), a n broj neutrona.
Zamjenom vrijednosti imamo:
262 = 103 + n
n = 262 - 103
n = 159
pitanje 2
Vrijeme poluraspada najstabilnijeg izotopa kemijskog elementa Laurentium (Lr, Z = 103) je 3,6 sati. Koliko dugo, u satima, treba da masa ovog izotopa bude 1/8 njegove početne mase?
A) 3,6 sati
B) 7,2 sata
C) 10,8 sati
D) 14,4 sata
E) 18,0 sati
Rezolucija:
Alternativa C
U svakom poluživotu, količina Lr opada za polovicu. Dakle, pretpostavljamo da je početna masa jednaka m. Nakon poluraspada (3,6 sati) preostala masa Lr je polovina, odnosno m/2. Nakon još 3,6 sati (ukupno 7,2 sata), masa postaje m/4. Sada, s još 3,6 sati (ukupno 10,8 sati), masa (koja je u m/4) se ponovno prepolovi, čineći m/8, odnosno 1/8 početne mase.
kredit za sliku
[1] DJSinop / shutterstock
Autor Stefano Araújo Novais
Učiteljica kemije
