IL Lorenzo è l'elemento chimico di numero atomico 113 della Tavola Periodica. Poiché è abbastanza instabile, non è possibile ottenerlo da fonti naturali, essendo necessario sintetizzarlo in laboratorio. La sua produzione avviene attraverso reazioni di fusione tra uno ione accelerato e un altro atomo più pesante. Ciò che è notevole nelle proprietà del Laurentium sono il suo stato di ossidazione pari a +3 in soluzioni acquose e il fatto che finisce il suo distribuzione elettronica in 7 secondi2 5f14 7p1, invece di 7s2 5f14 6d1.
Laurentium è stato prodotto per la prima volta nel 1961 nei laboratori di Berkeley in California, negli Stati Uniti. Successivamente, la sua struttura e altri isotopi sono stati chiariti con la collaborazione del Joint Institute for Nuclear Research, nella città di Dubna, in Russia.
Il suo nome si riferisce allo scienziato Ernest Orlando Lawrence, creatore dell'acceleratore di particelle di ciclotrone. Una polemica su Laurentius riguarda la sua posizione nella Tavola periodica
. Alcuni sostengono che dovrebbe essere nel gruppo 3, mentre altri scienziati sostengono che non dovrebbe.Vedi anche: Dubnium — l'elemento sintetico che prende il nome dalla città russa di Dubna
Riassunto su Laurentius
Il Laurentium è l'ultimo attinide della tavola periodica.
È un elemento chimico non presente in natura, che deve essere prodotto in laboratorio, cioè è un elemento chimico sintetico.
L'isotopo più stabile del Laurentium è 262lr, con il tempo metà vita di 3,6 ore.
Nonostante sia un metallo, la sua forma metallica non è mai stata ottenuta in laboratorio.
È prodotto attraverso reazioni di fusione, utilizzando a Acceleratore di particelle.
Fu scoperto nel 1961 nei laboratori di Berkeley, California, USA.
Il suo nome si riferisce allo scienziato Ernest Orlando Lawrence, creatore dell'acceleratore di particelle di ciclotrone.
Le proprietà di Lorenzo
Simbolo: lr
Numero atomico: 103
Massa atomica: 262 c.u.
Configurazione elettronica: [Rn] 7s2 5f14 7p1
Isotopo più stabile: 262Lr (3,6 ore di emivita)
Serie chimica: gruppo 3, elementi f-block, attinidi, metallo, elementi superpesanti
Caratteristiche di Laurentius
Laurentium, simbolo Lr e numero atomico 103, è a metallo appartenente al gruppo degli attinidi. Elementi come il Laurentium, a causa dell'elevato numero di protoni e neutroni nel nucleo, sono instabili, il che significa che le forze repulsive del nucleo superano le forze di attrazione.
Per questo motivo, nessuno dei 12 isotopi conosciuti di Laurence è stabile, con la massa 262 che ha l'emivita più lunga: 3,6 ore. Tale instabilità non consente di ottenere laurence da fonti naturali, quindi è necessario sintetizzarlo in laboratorio da studiare e applicare.
Nonostante sia un metallo, non è mai stato ottenuto un campione metallico di Laurence. Ma, in soluzione, gli studi con questo elemento sono avanzati, ed è già stato dimostrato che il suo stato di ossidazione più stabile è +3, come gli altri attinidi. Questi dati concordano anche con le previsioni fatte da Glenn Seaborg, nel 1949, sull'elemento 103.
La chimica di Laurentius, tuttavia, è piuttosto peculiare. Ad esempio, la sua distribuzione elettronica doveva terminare in 7 secondi2 5f14 6d1, tuttavia, si osserva che la sua configurazione termina in 7s2 5f14 7p1.
Questa è una conseguenza di ciò che conosciamo come effetto relativistico, una differenza tra quanto osservato e quanto ci si aspettava a causa della relatività. Quando si valuta una tale distribuzione elettronica, si può vedere che il sottolivello 7p di Laurentium è più stabile del livello 6d.
Tutto ciò complica e intensifica notevolmente il mancanza di consenso su Il regione quale Il elemento appartiene alla tavola periodica. Questo perché alcuni ricercatori sostengono che sia nel gruppo 3, di seguito scandio, ittrio e lutezio, per la loro somiglianza chimica, sulla base di dati su Lr3+.
Altri sostengono che Laurentium e Lutetium, poiché hanno un sottolivello f completo, non dovrebbero essere inferiori a ittrio, ma lantanio (sesto periodo) e attinio (settimo periodo), poiché non hanno sottolivello f con elettroni.
Per risolvere questo problema, Iupac ha creato, nel dicembre 2015, un gruppo di studio per determinare la costituzione del gruppo 3 della Tavola Periodica. Secondo l'istituzione, i lavori sono terminati l'ultimo giorno del 2021 e l'ultimo aggiornamento è nell'aprile 2021. In esso, il gruppo di studio ha concluso che non esiste un modo oggettivo di giudicare la questione ed è importante che Iupac si esprima e determini una regola o una convenzione.
Per gli autori, mettendo lutezio e laurence nel gruppo 3, piace di più, mettendo gli elementi in ordine crescente di numero atomico, oltre ad evitare la divisione del blocco d se rappresentato con 32 colonne (versione in cui la serie dei lantanidi e degli attinidi è incluso).
Ottenere Laurentius
Come elemento sintetico, Il ottenere di Laurentius si svolge in laboratorio con acceleratori di particelle. Gli elementi superpesanti si ottengono comunemente in due modi: attraverso reazioni di fusione o attraverso il decadimento radioattivo di un altro elemento ancora più pesante. Nel caso degli isotopi più utilizzati di Laurence, 256 e 260, i modi per ottenerlo sono Fusione nucleare, cioè due nuclei più leggeri si fondono nella laurence.
Nel caso del Laurentium-256, ioni di 11B collidono con atomi di 249Cf, formando la laurence e altri quattro neutroni, secondo la reazione:
\(\frac{249}{48}Cf+\frac{11}{5}B\rightarrow \frac{256}{103}Lr+4{_0^1}n\)
In modo simile, il 260Lr può essere prodotto dalla fusione di ioni 18O, accelerato verso un obiettivo di 249Bk, avente come sottoprodotti una particella alfa e altri tre neutroni:
\(\frac{249}{97}Cf+{\frac{18}{8}}O\frac{260}{103}Lr+{_2^4}\alpha+3{_0^1}n\)
Dai un'occhiata al nostro podcast: Acceleratore di particelle: cos'è e come funziona?
Precauzioni con Laurence
Il momento in cui è stata sintetizzata la maggior quantità di laurence è stato negli anni '70, quando ne sono stati prodotti 1500 atomi per lo studio. Ciò significa che l'elemento, nonostante sia radioattivo, ha un rischio minimo per non essere prodotto su larga scala. Inoltre, in un laboratorio controllato, questi rischi sono anticipati e quindi virtualmente controllati.
La storia di Lorenzo
![Ingresso all'Ernest Orlando Lawrence Berkeley National Laboratory, il laboratorio che per primo ha prodotto Laurentium. [1]](/f/0e95834023b972833255f0ca3cce734f.jpg)
elemento 103 Fu prodotto per la prima volta nell'anno 1961, da scienziati statunitensi guidati da Albert Ghiorso del Lawrence Berkeley National Laboratory. In quell'occasione diversi isotopi del californio, Cf, furono bombardati con ioni di boro, sia di massa 10 che di massa 11. I rivelatori di particelle alfa hanno indicato una nuova attività di emivita di otto secondi, che gli scienziati hanno attribuito all'elemento 103.
Nonostante l'emissione alfa, la breve emivita rendeva difficile identificare l'elemento. Inoltre, poiché l'obiettivo era composto da una miscela di isotopi di californio, le cui masse variavano da 249 a 252, anche l'identificazione della massa dell'elemento 103 prodotto divenne ambigua. È stato ipotizzato che fossero stati prodotti isotopi dell'elemento 103 con massa compresa tra 255 e 259, con 257 come la resa più alta.
Nel 1965, gli scienziati dell'Istituto congiunto per la ricerca nucleare di Dubna, in Russia, reagirono 18o con atomi di 243Am, producendo anche tre isotopi dell'elemento 103, ma con alcuni conflitti e differenze rispetto a quelli ottenuti in precedenza a Berkeley.
Tuttavia, i nuovi esperimenti dei laboratori di Berkeley hanno reagito con ioni di 14Eh 15No con 248cm e ioni 11Gruppo musicale 10B con 249Cfr, in modo che, nel 1971, riuscì a dimostrare buona parte dei risultati ottenuti negli anni '60 e hanno anche concluso che il primo isotopo sintetizzato dell'elemento 103 era quello della massa 258.
Il nome dell'elemento 103, Laurentius, fa a riferimento allo scienziato Ernest Orlando Lawrence, inventore dell'acceleratore di particelle di ciclotrone, ed è stato fornito dai ricercatori di Berkeley. Inizialmente proponevano ancora il simbolo Lw, ma nel 1971 Iupac, nonostante avesse ufficializzato il nome laurêncio, cambiò il simbolo in Lr.
Nel 1992, tuttavia, il lavoro dello Iupac Transfers Working Group ha rivalutato il lavoro dei gruppi Dubna e Berkeley sull'elemento 103. Di conseguenza, nel 1997, hanno stabilito che il merito della scoperta dell'elemento 103 doveva essere diviso tra americani e russi. Tuttavia, il nome fu infine accettato da entrambe le parti, rimanendo invariato.
Esercizi risolti su Laurentius
domanda 1
Il Laurentium, simbolo Lr e numero atomico 103, non si trova in natura e quindi deve essere prodotto in laboratorio. Il suo isotopo più stabile ha un numero di massa di 262. Quanti neutroni sono presenti nell'isotopo Lr 262?
R) 103
B) 262
C) 159
D) 365
E) 161
Risoluzione:
Alternativa C
Il numero di neutroni può essere calcolato con la seguente formula:
A = Z + n
Dove A è il numero di massa, Z è il numero atomico (numericamente uguale al numero di protoni) e n è il numero di neutroni.
Sostituendo i valori si ha:
262 = 103 + n
n = 262 - 103
n = 159
Domanda 2
L'emivita dell'isotopo più stabile dell'elemento chimico Laurentium (Lr, Z = 103) è di 3,6 ore. Quanto tempo ci vuole, in ore, perché la massa di questo isotopo sia 1/8 della sua massa iniziale?
A) 3,6 ore
B) 7,2 ore
C) 10,8 ore
D) 14,4 ore
E) 18.0 ore
Risoluzione:
Alternativa C
Ad ogni emivita, la quantità di Lr diminuisce della metà. Assumiamo quindi che la massa iniziale sia uguale a m. Dopo un'emivita (3,6 ore), la massa di Lr che rimane è la metà, cioè m/2. Dopo altre 3,6 ore (per un totale di 7,2 ore), la massa diventa m/4. Ora, con 3,6 ore in più (10,8 ore in totale), la massa (che è in m/4) si dimezza nuovamente, rendendola m/8, cioè 1/8 della massa iniziale.
credito immagine
[1] DJSinop / persiane
Di Stefano Araújo Novais
Insegnante di chimica
