ლაურენტიუსი (Lr): მიღება, სიფრთხილის ზომები, ისტორია

THE ლავრენტიუსი არის ქიმიური ელემენტი ატომური ნომერი პერიოდული ცხრილის 113. იმის გამო, რომ ის საკმაოდ არასტაბილურია, შეუძლებელია მისი მიღება ბუნებრივი წყაროებიდან, აუცილებელია მისი სინთეზირება ლაბორატორიაში. მისი წარმოება ხდება აჩქარებულ იონსა და სხვა უფრო მძიმე ატომს შორის შერწყმის რეაქციების შედეგად. ლაურენტიუმის თვისებებით აღსანიშნავია მისი ჟანგვის მდგომარეობა +3-ის ტოლი წყალხსნარებში და ის ფაქტი, რომ იგი ამთავრებს თავის ელექტრონული განაწილება 7 წმ-ში² 5ფ¹⁴ 7 გვ¹7-ის ნაცვლად² 5ფ¹⁴ 6d¹.

Laurentium პირველად წარმოებული იქნა 1961 წელს ბერკლის ლაბორატორიებში კალიფორნიაში, შეერთებული შტატები. ამის შემდეგ, მისი სტრუქტურა და სხვა იზოტოპები გაირკვა რუსეთში, ქალაქ დუბნაში, ბირთვული კვლევების ერთობლივი ინსტიტუტის თანამშრომლობით.

მისი სახელი მოიხსენიებს მეცნიერ ერნესტ ორლანდო ლოურენსს, ციკლოტრონის ნაწილაკების ამაჩქარებლის შემქმნელს. ლაურენტიუსის შესახებ პოლემიკა არის მისი პოზიცია Პერიოდული ცხრილი. ზოგიერთი ამტკიცებს, რომ ის უნდა იყოს მე-3 ჯგუფში, ხოლო სხვა მეცნიერები ამტკიცებენ, რომ ეს არ უნდა იყოს.

იხილეთ ასევე: დუბნიუმი — სინთეზური ელემენტი, რომელიც რუსული ქალაქ დუბნის სახელს ატარებს

თემები ამ სტატიაში

• 1 - რეზიუმე ლაურენტის შესახებ
• 2 - ლაურენტის თვისებები
• 3 - ლაურენტიუსის მახასიათებლები
• 4 - ლაურენტიუსის მოპოვება
• 5 - სიფრთხილის ზომები ლაურენტიუსთან
• 6 - ლაურენტის ამბავი
• 7 - სავარჯიშოები ამოხსნილი ლაურენტიუსზე

რეზიუმე ლაურენტიუსის შესახებ

• Laurentium არის ბოლო აქტინიდი პერიოდულ ცხრილში.

• ეს არის ქიმიური ელემენტი, რომელიც ბუნებაში არ არის ნაპოვნი, უნდა იყოს წარმოებული ლაბორატორიაში, ანუ არის სინთეზური ქიმიური ელემენტი.

• Laurentium-ის ყველაზე სტაბილური იზოტოპია ²⁶²lr, დროთა განმავლობაში ნახევარი ცხოვრება 3.6 საათის განმავლობაში.

• მიუხედავად იმისა, რომ ა ლითონისმისი მეტალის ფორმა ლაბორატორიაში არასოდეს ყოფილა მიღებული.

• იგი წარმოიქმნება შერწყმის რეაქციების შედეგად, ა ნაწილაკების ამაჩქარებელი.

• იგი აღმოაჩინეს 1961 წელს ბერკლის ლაბორატორიებში, კალიფორნია, აშშ.

• მისი სახელი მოიხსენიებს მეცნიერ ერნესტ ორლანდო ლოურენსს, ციკლოტრონის ნაწილაკების ამაჩქარებლის შემქმნელს.

არ გაჩერდე ახლა... რეკლამის შემდეგ კიდევ არის ;)

ლორენსის თვისებები

• სიმბოლო: ლრ

• ატომური ნომერი: 103

• ატომური მასა: 262 წ.

• ელექტრონული კონფიგურაცია: [Rn] 7 წმ² 5ფ¹⁴ 7 გვ¹

• ყველაზე სტაბილური იზოტოპი: ²⁶²Lr (3,6 საათი ნახევარგამოყოფის პერიოდი)

• ქიმიური სერია: ჯგუფი 3, f-ბლოკის ელემენტები, აქტინიდები, ლითონი, ზემძიმე ელემენტები

ლაურენტიუსის თვისებები

ლაურენტიუმი, სიმბოლო Lr და ატომური ნომერი 103, არის a ლითონი, რომელიც მიეკუთვნება აქტინიდების ჯგუფს. ისეთი ელემენტები, როგორიცაა ლაურენტიუმი, ბირთვში პროტონებისა და ნეიტრონების დიდი რაოდენობის გამო, არასტაბილურია, რაც ნიშნავს, რომ ბირთვის მომგერიებელი ძალები გადალახავს მიზიდულ ძალებს.

ამის გამო ლაურენსის 12 ცნობილი იზოტოპიდან არცერთი არ არის სტაბილური, მასა 262 აქვს ყველაზე გრძელი ნახევარგამოყოფის პერიოდი: 3,6 საათი. ასეთი არასტაბილურობა არ იძლევა ლაურენციის ბუნებრივი წყაროებიდან მოპოვების საშუალებას, ასე რომ აუცილებელია მისი სინთეზირება ლაბორატორიაში შესასწავლი და გამოსაყენებელი.

მიუხედავად იმისა, რომ ლითონია, ლაურენსის მეტალის ნიმუში არასოდეს მოიპოვება. მაგრამ, გამოსავალში, ამ ელემენტის კვლევები წინ წავიდა და უკვე დადასტურდა, რომ მისი მდგომარეობა დაჟანგვა უფრო სტაბილურია +3, ისევე როგორც სხვა აქტინიდები. ეს მონაცემები კი ეთანხმება პროგნოზებს გლენ სიბორგი1949 წელს, დაახლოებით 103 ელემენტი.

თუმცა, ლაურენტიუსის ქიმია საკმაოდ თავისებურია. მაგალითად, მისი ელექტრონული განაწილება მოსალოდნელი იყო 7 წამში დასრულებულიყო² 5ფ¹⁴ 6d¹თუმცა, შეინიშნება, რომ მისი კონფიგურაცია მთავრდება 7 წმ-ში² 5ფ¹⁴ 7 გვ¹.

ეს არის შედეგი იმისა, რაც ჩვენ ვიცით, როგორც რელატივისტური ეფექტი, განსხვავება დაკვირვებისგან იმ მოსალოდნელთან შედარებით, რაც ფარდობითობის გათვალისწინებით. ასეთი ელექტრონული განაწილების შეფასებისას ჩანს, რომ Laurentium-ის 7p ქვედონე უფრო სტაბილურია, ვიდრე 6d დონე.

ეს ყველაფერი ართულებს და საგრძნობლად აძლიერებს კონსენსუსის ნაკლებობა on The რეგიონი რომელიც The ელემენტი მიეკუთვნება პერიოდულ სისტემას. ეს იმიტომ ხდება, რომ ზოგიერთი მკვლევარი იცავს, რომ ის არის მე-3 ჯგუფში, ქვემოთ სკანდიუმი, იტრიუმი და ლუტეტიუმი, მათთან ქიმიური მსგავსების გამო, ლრ³⁺.

სხვები ამტკიცებენ, რომ Laurentium და Lutetium, რადგან მათ აქვთ სრული f ქვედონე, არ უნდა იყოს ქვემოთ. იტრიუმი, მაგრამ ლანთანუმი (მეექვსე პერიოდი) და აქტინიუმი (მეშვიდე პერიოდი), რადგან მათ არ აქვთ f ქვედონე ელექტრონები.

ამ საკითხის გადასაჭრელად Iupac-მა 2015 წლის დეკემბერში შექმნა სასწავლო ჯგუფი პერიოდული ცხრილის მე-3 ჯგუფის კონსტიტუციის დასადგენად. დაწესებულების ინფორმაციით, სამუშაოები 2021 წლის ბოლო დღეს დასრულდა, ბოლო განახლება კი 2021 წლის აპრილშია. მასში კვლევის ჯგუფმა დაასკვნა, რომ არ არსებობს საკითხის განსჯის ობიექტური გზა და მნიშვნელოვანია, რომ იუფაკმა ისაუბროს და განსაზღვროს წესი ან კონვენცია.

ავტორებისთვის ლუტეტიუმის და ლორენსის მე-3 ჯგუფში მოთავსება უფრო სასიამოვნოა, ელემენტების ატომური რიცხვის გაზრდის თანმიმდევრობით განთავსება. გარდა იმისა, რომ თავიდან ავიცილოთ d-ბლოკის დაყოფა, თუ იგი წარმოდგენილია 32 სვეტით (ვერსია, რომელშიც ლანთანიდების და აქტინიდების სერიაა შედის).

ლაურენტიუსის მოპოვება

როგორც სინთეზური ელემენტი, The მოპოვება ლაურენტიუსის ლაბორატორიაში ხდება ნაწილაკების ამაჩქარებლებით. ზემძიმე ელემენტები ჩვეულებრივ მიიღება ორი გზით: შერწყმის რეაქციების ან სხვა კიდევ უფრო მძიმე ელემენტის რადიოაქტიური დაშლის გზით. ლოურენსის ყველაზე ხშირად გამოყენებული იზოტოპების შემთხვევაში, 256 და 260, მისი მოპოვების გზებია Ბირთვული fusion, ანუ ორი მსუბუქი ბირთვი ერწყმის ლაურენსს.

Laurentium-256-ის შემთხვევაში, იონები ¹¹B შეჯახება ატომებს ²⁴⁹Cf, წარმოქმნის ლაურენსს და კიდევ ოთხ ნეიტრონს, რეაქციის მიხედვით:

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

ანალოგიურად, ²⁶⁰Lr შეიძლება წარმოიქმნას იონების შერწყმით ¹⁸O, აჩქარებული მიზნისკენ ²⁴⁹Bk, რომელსაც აქვს ალფა ნაწილაკი და კიდევ სამი ნეიტრონი:

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

შეამოწმეთ ჩვენი პოდკასტი: ნაწილაკების ამაჩქარებელი: რა არის და როგორ მუშაობს?

სიფრთხილის ზომები ლორენსთან

ყველაზე დიდი რაოდენობით ლაურენსის სინთეზის დრო იყო 1970-იან წლებში, როდესაც მისი 1500 ატომი გამოიმუშავეს შესასწავლად. ეს ნიშნავს, რომ ელემენტი, მიუხედავად იმისა, რომ რადიოაქტიურია, აქვს მინიმალური რისკი არ იყოს წარმოებული დიდი მასშტაბით. გარდა ამისა, კონტროლირებად ლაბორატორიაში ეს რისკები მოსალოდნელია და, შესაბამისად, პრაქტიკულად კონტროლირებადი.

ლოურენსის ამბავი

ერნესტ ორლანდო ლოურენს ბერკლის ეროვნული ლაბორატორიის შესასვლელი, ლაბორატორია, რომელმაც პირველად გამოუშვა Laurentium. [1]

ელემენტი 103 ის პირველად წარმოებულია 1961 წელს, ამერიკელი მეცნიერების მიერ, ალბერტ გიორსო ლოურენს ბერკლის ეროვნული ლაბორატორიის ხელმძღვანელობით. იმ შემთხვევაში, კალიფორნიუმის რამდენიმე იზოტოპი, Cf, დაიბომბა იონებით. ბორის, ორივე მასის 10 და მასის 11. ალფა ნაწილაკების დეტექტორები მიუთითებენ ახალ რვა წამიანი ნახევარგამოყოფის აქტივობაზე, რომელიც მეცნიერებმა 103 ელემენტს მიაწერეს.

ალფა ემისიის მიუხედავად, მოკლე ნახევარგამოყოფის პერიოდი ართულებდა ელემენტის ამოცნობას. გარდა ამისა, რადგან სამიზნე შედგებოდა კალიფორნიუმის იზოტოპების ნარევისგან, რომელთა მასები მერყეობდა 249-დან 252-მდე, წარმოებული ელემენტის 103 მასის იდენტიფიცირება ასევე ბუნდოვანი გახდა. ვარაუდობდნენ, რომ 255-დან 259-მდე მასის მქონე 103 ელემენტის იზოტოპები იყო წარმოებული, რომელთაგან 257 იყო ყველაზე მაღალი გამოსავლიანობა.

1965 წელს დუბნაში, რუსეთში, ბირთვული კვლევების ერთობლივი ინსტიტუტის მეცნიერებმა რეაგირება მოახდინეს. ¹⁸ან ატომებით ²⁴³Am, ასევე აწარმოებს 103 ელემენტის სამ იზოტოპს, მაგრამ გარკვეული კონფლიქტებითა და განსხვავებებით ადრე მიღებული ბერკლიში.

თუმცა, ბერკლის ლაბორატორიების ახალმა ექსპერიმენტებმა რეაგირება მოახდინა იონებით ¹⁴ჰაჰ ¹⁵არა ერთად ²⁴⁸სმ და იონები ¹¹B და ¹⁰B-სთან ერთად ²⁴⁹Cf, ასე რომ, 1971 წელს მოახერხა 1960-იან წლებში მიღებული შედეგების კარგი ნაწილის დამტკიცება და მათ ასევე დაასკვნეს, რომ 103 ელემენტის სინთეზირებული პირველი იზოტოპი იყო 258 მასის.

103 ელემენტის სახელწოდება, ლაურენტიუსი, ხდის ა მითითება მეცნიერ ერნესტ ორლანდო ლოურენსზეციკლოტრონის ნაწილაკების ამაჩქარებლის გამომგონებელი და მისცეს ბერკლის მკვლევარებმა. მათ ჯერ კიდევ თავდაპირველად შესთავაზეს სიმბოლო Lw, მაგრამ 1971 წელს, Iupac-მა, მიუხედავად იმისა, რომ ოფიციალურად გახადა სახელი laurêncio, შეცვალა სიმბოლო Lr.

თუმცა, 1992 წელს Iupac Transfers Working Group-ის მუშაობამ ხელახლა შეაფასა დუბნისა და ბერკლის ჯგუფების მუშაობა 103 ელემენტზე. შედეგად, 1997 წელს მათ დაადგინეს, რომ 103 ელემენტის აღმოჩენის დამსახურება უნდა გაიყოს ამერიკელებსა და რუსებს შორის. თუმცა, სახელი საბოლოოდ ორივე მხარემ მიიღო და უცვლელი დარჩა.

ლავრენტიუსზე ამოხსნილი სავარჯიშოები

კითხვა 1

ლაურენტიუმი, სიმბოლო Lr და ატომური ნომერი 103, ბუნებაში ვერ მოიძებნება და, შესაბამისად, უნდა იყოს წარმოებული ლაბორატორიაში. მის ყველაზე სტაბილურ იზოტოპს აქვს 262 მასობრივი რიცხვი. რამდენი ნეიტრონი არის Lr იზოტოპ 262-ში?

ა) 103

ბ) 262

გ) 159

დ) 365

ე) 161

რეზოლუცია:

ალტერნატივა C

ნეიტრონების რაოდენობა შეიძლება გამოითვალოს შემდეგი ფორმულით:

A = Z + n

სადაც A არის მასის რიცხვი, Z არის ატომური რიცხვი (რიცხობრივად ტოლია პროტონების რაოდენობას) და n არის ნეიტრონების რაოდენობა.

მნიშვნელობების ჩანაცვლებით, ჩვენ გვაქვს:

262 = 103 + n

n = 262 - 103

n = 159

კითხვა 2

ქიმიური ელემენტის Laurentium-ის ყველაზე სტაბილური იზოტოპის ნახევარგამოყოფის პერიოდი (Lr, Z = 103) არის 3,6 საათი. რამდენი დრო სჭირდება საათებში, რომ ამ იზოტოპის მასა იყოს მისი საწყისი მასის 1/8?

ა) 3.6 საათი

ბ) 7.2 საათი

გ) 10,8 საათი

დ) 14,4 საათი

ე) 18.0 საათი

რეზოლუცია:

ალტერნატივა C

ყოველი ნახევარგამოყოფის პერიოდის განმავლობაში, Lr-ის რაოდენობა ორჯერ მცირდება. ამრიგად, ჩვენ ვვარაუდობთ, რომ საწყისი მასა უდრის m. ნახევარგამოყოფის პერიოდის შემდეგ (3,6 საათი), დარჩენილი Lr-ის მასა არის ნახევარი, ანუ m/2. კიდევ 3,6 საათის შემდეგ (ჯამში 7,2 საათი) მასა ხდება მ/4. ახლა, კიდევ 3,6 საათის შემდეგ (სულ 10,8 საათი), მასა (რომელიც არის მ/4-ში) კვლავ განახევრდება, რაც მას მ/8, ანუ საწყისი მასის 1/8-ს შეადგენს.

სურათის კრედიტი

[1] DJSinop / ჩამკეტი

სტეფანო არაუხო ნოვაისის მიერ
ქიმიის მასწავლებელი