A Laurentius kémiai eleme atomszám A periódusos rendszer 113. sz. Mivel meglehetősen instabil, nem lehet természetes forrásból előállítani, mivel laboratóriumi szintetizáláshoz szükséges. Előállítása egy felgyorsított ion és egy másik nehezebb atom közötti fúziós reakciókon keresztül megy végbe. A Laurentium tulajdonságaiban figyelemreméltó az oxidációs állapota vizes oldatokban +3, valamint az a tény, hogy befejezi. elektronikus terjesztés 7-ben2 5f14 7p17 helyett2 5f14 6d1.
A Laurentiumot először 1961-ben állították elő a kaliforniai Berkeley laboratóriumban, az Egyesült Államokban. Ezt követően az oroszországi Dubna városában működő Joint Institute for Nuclear Research közreműködésével feltárták szerkezetét és egyéb izotópjait.
A neve Ernest Orlando Lawrence tudósra, a ciklotron részecskegyorsító megalkotójára utal. A Laurentiusról szóló polémia az ő pozíciójáról szól Periódusos táblázat. Egyesek azt állítják, hogy a 3. csoportba kellene tartoznia, míg más tudósok azt állítják, hogy nem.
Lásd még: Dubnium – az oroszországi Dubna városáról elnevezett szintetikus elem
Összefoglaló Laurentiusról
A Laurentium az utolsó aktinida a periódusos rendszerben.
A természetben nem található kémiai elem, amelyet laboratóriumban kell előállítani, vagyis szintetikus kémiai elem.
A Laurentium legstabilabb izotópja az 262lr, idővel fél élet 3,6 óra.
Annak ellenére, hogy a fém, fémes formáját soha nem nyerték el laboratóriumban.
Fúziós reakciókkal állítják elő, a Részecskegyorsító.
1961-ben fedezték fel Berkeley (Kalifornia, USA) laboratóriumában.
A neve Ernest Orlando Lawrence tudósra, a ciklotron részecskegyorsító megalkotójára utal.
Laurence tulajdonságai
Szimbólum: lr
Atomszám: 103
Atomtömeg: 262 c.u.
Elektronikus konfiguráció: [Rn] 7s2 5f14 7p1
A legstabilabb izotóp: 262Lr (3,6 óra felezési idő)
Kémiai sorozat: 3. csoport, f-blokk elemek, aktinidák, fém, szupernehéz elemek
Laurentius jellemzői
A Laurentium, Lr szimbóluma és 103-as rendszáma a az aktinidák csoportjába tartozó fém. Az olyan elemek, mint a Laurentium, a magban lévő protonok és neutronok nagy száma miatt instabilok, ami azt jelenti, hogy az atommag taszító erői legyőzik a vonzó erőket.
Emiatt a laurence 12 ismert izotópja közül egyik sem stabil, a 262-es tömegű a leghosszabb felezési ideje: 3,6 óra. Az ilyen instabilitás nem teszi lehetővé, hogy természetes forrásokból nyersanyagot nyerjünk, így laboratóriumban szükséges szintetizálni tanulmányozni és alkalmazni kell.
Annak ellenére, hogy fémről van szó, soha nem sikerült fémes mintát nyerni. De a megoldásban az elemmel végzett vizsgálatok előrehaladtak, és már bebizonyosodott, hogy az állapota a oxidáció stabilabb +3, mint a többi aktinidánál. Ez az adat még a jóslatokkal is megegyezik Glenn Seaborg, 1949-ben, a 103-as elemről.
Laurentius kémiája azonban egészen különös. Például az elektronikus terjesztése várhatóan 7 másodpercen belül véget ér2 5f14 6d1azonban megfigyelhető, hogy konfigurációja 7 másodpercben végződik2 5f14 7p1.
Ez annak a következménye, amit miként ismerünk relativisztikus hatás, eltérés a megfigyelttől a relativitáselmélet miatt várthoz képest. Egy ilyen elektronikus disztribúció értékelésekor látható, hogy a Laurentium 7p alszintje stabilabb, mint a 6d szint.
Mindez bonyolítja és nagymértékben felerősíti a a konszenzus hiánya tovább A vidék melyik A elem periódusos rendszerbe tartozik. Ennek az az oka, hogy egyes kutatók azzal védekeznek, hogy az alábbi 3. csoportba tartozik skandium, ittrium és lutécium, a velük való kémiai hasonlóság miatt az Lr-re vonatkozó adatok alapján3+.
Mások azzal érvelnek, hogy a Laurentium és a Lutetium, mivel teljes f-alszinttel rendelkeznek, nem lehetnek a ittrium, hanem lantán (hatodik periódus) és aktínium (hetedik periódus), mivel nincs f alszintjük elektronok.
A probléma megoldására Iupac 2015 decemberében létrehozott egy tanulmányi csoportot a periódusos rendszer 3. csoportjának felépítésének meghatározására. Az intézmény tájékoztatása szerint a munka 2021 utolsó napján ért véget, az utolsó frissítés 2021 áprilisában történt. Ebben a tanulmányozócsoport arra a következtetésre jutott, hogy nincs objektív módja a kérdés megítélésének, és fontos, hogy Iupac megszólaljon, és meghatározzon egy szabályt vagy konvenciót.
A szerzőknek jobban tetszik a lutécium és a laurence 3. csoportba helyezése, az elemek növekvő rendszámba helyezése, amellett, hogy elkerüljük a d-blokk felosztását, ha 32 oszloppal ábrázoljuk (a változat, amelyben a lantanidok és aktinidák sorozata beleértve).
Laurentius megszerzése
Szintetikus elemként A megszerzése a Laurentius a laboratóriumban játszódik részecskegyorsítókkal. A szupernehéz elemeket általában kétféleképpen állítják elő: fúziós reakciókkal vagy egy másik, még nehezebb elem radioaktív bomlásával. A 256-os és 260-as laurence leggyakrabban használt izotópjai esetében a beszerzés módja a következő: Nukleáris fúzió, azaz két könnyebb mag egyesül a laurence-be.
A Laurentium-256 esetében az ionok 11B atomjai ütköznek 249Vö. a laurence és további négy neutron kialakítása a reakció szerint:
\(\frac{249}{48}Cf+\frac{11}{5}B\rightarrow \frac{256}{103}Lr+4{_0^1}n\)
Hasonló módon a 260Az Lr ionok fúziójával állítható elő 18O, felgyorsult a cél felé 249Bk, amelynek mellékterméke egy alfa-részecske és további három neutron:
\(\frac{249}{97}Cf+{\frac{18}{8}}O\frac{260}{103}Lr+{_2^4}\alpha+3{_0^1}n\)
Nézze meg podcastunkat: Részecskegyorsító: mi ez és hogyan működik?
Óvintézkedések Laurence-szel
Az 1970-es években szintetizálták a legtöbb laurent, amikor is 1500 atomot állítottak elő tanulmányozás céljából. Ez azt jelenti, hogy az elem, annak ellenére, hogy radioaktív, minimális kockázattal jár nem lehet nagy mennyiségben előállítani. Ezen túlmenően egy ellenőrzött laboratóriumban ezek a kockázatok előre láthatóak, és így gyakorlatilag ellenőrizhetők.
Laurence története
![Bejárat az Ernest Orlando Lawrence Berkeley Nemzeti Laboratóriumba, a Laurentiumot először előállító laboratóriumba. [1]](/f/0e95834023b972833255f0ca3cce734f.jpg)
103. elem Először 1961-ben gyártották, amerikai tudósok által vezetett Albert Ghiorso, a Lawrence Berkeley National Laboratory munkatársa. Ebből az alkalomból a kalifornium számos izotópját (Cf) bombázták ionokkal bór, 10 és 11 tömegű. Az alfa-részecske-detektorok egy új nyolc másodperces felezési időre mutattak rá, amit a tudósok a 103-as elemnek tulajdonítottak.
Az alfa emisszió ellenére a rövid felezési idő megnehezítette az elem azonosítását. Továbbá, mivel a célpont 249 és 252 közötti tömegű kalifornium izotópok keverékéből állt, a keletkezett 103-as elem tömegének azonosítása is kétértelművé vált. Feltételezések szerint a 103-as elem 255 és 259 közötti tömegű izotópjai keletkeztek, és a 257-es a legmagasabb hozam.
1965-ben az oroszországi Dubnában működő Nukleáris Kutatási Közös Intézet tudósai reagáltak. 18vagy atomjaival 243Am, amely szintén a 103-as elem három izotópját állítja elő, de némi konfliktussal és eltéréssel a korábban Berkeley-ben kapottaktól.
A Berkeley laboratóriumok új kísérletei azonban reagáltak az ionokkal 14Huh 15Nem vele 248cm és ionok 11Zenekar 10B-vel 249Vö. úgy, hogy 1971-ben sikerült bizonyítani az 1960-as években elért eredmények jó részét és arra a következtetésre jutottak, hogy a 103-as elemből szintetizált első izotóp a 258-as tömegű volt.
A 103-as elem neve, Laurentius teszi a utalás Ernest Orlando Lawrence tudósra, a ciklotron részecskegyorsító feltalálója, és a Berkeley kutatói adták. Eredetileg még az Lw szimbólumot javasolták, de 1971-ben Iupac annak ellenére, hogy hivatalossá tette a laurêncio nevet, a szimbólumot Lr-re változtatta.
1992-ben azonban az Iupac Transfers Working Group munkája újraértékelte a dubnai és a berkeleyi csoportok 103-as elemmel kapcsolatos munkáját. Ennek eredményeként 1997-ben elhatározták, hogy a 103-as elem felfedezésének elismerését meg kell osztani az amerikaiak és az oroszok között. A nevet azonban végül mindkét fél elfogadta, változatlan maradt.
Laurentiuson megoldott gyakorlatok
1. kérdés
A laurentium, az Lr szimbólum és a 103-as rendszám nem található meg a természetben, ezért laboratóriumban kell előállítani. Legstabilabb izotópjának tömegszáma 262. Hány neutron van jelen a 262-es Lr izotópban?
A) 103
B) 262
C) 159
D) 365
E) 161
Felbontás:
Alternatív C
A neutronok számát a következő képlettel lehet kiszámítani:
A = Z + n
Ahol A a tömegszám, Z az atomszám (számszerűen megegyezik a protonok számával), n pedig a neutronok száma.
Az értékeket behelyettesítve a következőket kapjuk:
262 = 103 + n
n = 262-103
n = 159
2. kérdés
A Laurentium kémiai elem legstabilabb izotópjának (Lr, Z = 103) felezési ideje 3,6 óra. Mennyi időbe telik, órákban, hogy ennek az izotópnak a tömege elérje a kezdeti tömegének 1/8-át?
A) 3,6 óra
B) 7,2 óra
C) 10,8 óra
D) 14,4 óra
E) 18,0 óra
Felbontás:
Alternatív C
Minden felezési időnél az Lr mennyisége a felére csökken. Így feltételezzük, hogy a kezdeti tömeg egyenlő m-rel. A felezési idő (3,6 óra) után a megmaradó Lr tömege fele, azaz m/2. További 3,6 óra elteltével (összesen 7,2 óra) a tömeg m/4 lesz. Most újabb 3,6 órával (összesen 10,8 óra) a tömeg (ami m/4-ben van) ismét felére csökken, így m/8, azaz a kezdeti tömeg 1/8-a.
kép hitel
[1] DJSinop / shutterstock
Írta: Stefano Araújo Novais
Kémia tanár
