DE Laurentius is het scheikundige element van atoomnummer 113 van het periodiek systeem. Omdat het vrij onstabiel is, is het niet mogelijk om het uit natuurlijke bronnen te verkrijgen, omdat het in het laboratorium moet worden gesynthetiseerd. De productie vindt plaats door fusiereacties tussen een versneld ion en een ander zwaarder atoom. Wat opmerkelijk is aan de eigenschappen van Laurentium is de oxidatietoestand gelijk aan +3 in waterige oplossingen en het feit dat het zijn elektronische distributie in 7s2 5f14 7p1, in plaats van 7s2 5f14 6d1.
Laurentium werd voor het eerst geproduceerd in 1961 in Berkeley-laboratoria in Californië, Verenigde Staten. Daarna werden de structuur en andere isotopen opgehelderd met de medewerking van het Joint Institute for Nuclear Research, in de stad Dubna, Rusland.
De naam verwijst naar wetenschapper Ernest Orlando Lawrence, de maker van de cyclotron-deeltjesversneller. Een polemiek over Laurentius gaat over zijn positie in de Periodiek systeem. Sommigen beweren dat het in groep 3 zou moeten zijn, terwijl andere wetenschappers beweren dat het niet zou moeten.
Zie ook: Dubnium - het synthetische element genoemd naar de Russische stad Dubna
Onderwerpen in dit artikel
- 1 - Samenvatting over Laurentius
- 2 - Woningen van Laurentius
- 3 - Kenmerken van Laurentius
- 4 - Laurentius verkrijgen
- 5 - Voorzorgsmaatregelen met Laurentius
- 6 - Verhaal van Laurentius
- 7 - Oefeningen opgelost op Laurentius
Samenvatting over Laurentius
Laurentium is de laatste actinide in het periodiek systeem.
Het is een chemisch element dat niet in de natuur voorkomt, dat in het laboratorium moet worden geproduceerd, dat wil zeggen, het is een synthetisch chemisch element.
De meest stabiele isotoop van Laurentium is 262lr, met de tijd halveringstijd van 3,6 uur.
Ondanks dat het een metaal, is de metallische vorm nooit in het laboratorium verkregen.
Het wordt geproduceerd door fusiereacties, met behulp van a Deeltjesversneller.
Het werd ontdekt in 1961 in de laboratoria van Berkeley, Californië, VS.
De naam verwijst naar wetenschapper Ernest Orlando Lawrence, de maker van de cyclotron-deeltjesversneller.
Niet stoppen nu... Er is meer na de advertentie ;)
De eigendommen van Laurence
Symbool: lr
Atoom nummer: 103
Atoom massa: 262 c.u.
Elektronische configuratie: [Rn] 7s2 5f14 7p1
Meest stabiele isotoop: 262Lr (halfwaardetijd van 3,6 uur)
Chemische reeks: groep 3, f-blokelementen, actiniden, metaal, superzware elementen
Kenmerken van Laurentius
Laurentium, symbool Lr en atoomnummer 103, is a metaal behorend tot de actinidegroep. Elementen zoals Laurentium zijn vanwege het grote aantal protonen en neutronen in de kern instabiel, wat betekent dat de afstotende krachten van de kern de aantrekkende krachten overwinnen.
Hierdoor is geen van de 12 bekende isotopen van Laurence stabiel, waarbij massa 262 de langste halfwaardetijd heeft: 3,6 uur. Een dergelijke instabiliteit maakt het niet mogelijk om Laurence uit natuurlijke bronnen te verkrijgen, zodat: het is noodzakelijk om het in het laboratorium te synthetiseren te bestuderen en toe te passen.
Ondanks dat het een metaal is, is er nooit een metaalmonster van Laurence verkregen. Maar in oplossing zijn studies met dit element gevorderd, en het is al bewezen dat de staat van oxidatie stabieler is +3, net als de andere actiniden. Deze gegevens komen zelfs overeen met de voorspellingen van Glenn Seaborg, in 1949, over element 103.
Laurentius' chemie is echter nogal eigenaardig. Zo werd verwacht dat de elektronische distributie zou eindigen in 7s2 5f14 6d1er wordt echter opgemerkt dat de configuratie eindigt op 7s2 5f14 7p1.
Dit is een gevolg van wat we kennen als relativistisch effect, een verschil van wat wordt waargenomen met wat werd verwacht vanwege relativiteit. Bij het evalueren van een dergelijke elektronische distributie kan worden gezien dat het 7p-subniveau van Laurentium stabieler is dan het 6d-niveau.
Dit alles compliceert en intensiveert de gebrek aan consensus Aan De regio die De element hoort in het periodiek systeem. Dit komt omdat sommige onderzoekers verdedigen dat hij in groep 3 zit, hieronder scandium, yttrium en lutetium, vanwege de chemische gelijkenis ermee, gebaseerd op gegevens over Lr3+.
Anderen beweren dat Laurentium en Lutetium, omdat ze een volledig f-subniveau hebben, niet onder de. zouden moeten liggen yttrium, maar lanthaan (zesde periode) en actinium (zevende periode), omdat ze geen f-subniveau hebben met elektronen.
Om dit probleem op te lossen, heeft Iupac in december 2015 een studiegroep opgericht om de samenstelling van groep 3 van het periodiek systeem te bepalen. Volgens de instelling zijn de werkzaamheden op de laatste dag van 2021 geëindigd en is de laatste update in april 2021. Daarin concludeerde de studiegroep dat er geen objectieve manier is om de kwestie te beoordelen en dat het belangrijk is voor Iupac om zich uit te spreken en een regel of conventie vast te stellen.
Voor de auteurs, het plaatsen van lutetium en laurence in groep 3 bevalt meer, het plaatsen van de elementen in oplopende volgorde van atoomnummer, naast het vermijden van de verdeling van het d-blok als het wordt weergegeven met 32 kolommen (versie waarin de reeks lanthaniden en actiniden is inbegrepen).
Laurentius verkrijgen
Als een synthetisch element, De het verkrijgen van van Laurentius vindt plaats in het laboratorium met deeltjesversnellers. Superzware elementen worden gewoonlijk op twee manieren verkregen: door fusiereacties of door het radioactief verval van een ander, nog zwaarder element. In het geval van de meest gebruikte isotopen van Laurence, 256 en 260, zijn de manieren om het te verkrijgen door Kernfusie, dat wil zeggen, twee lichtere kernen smelten samen in de Laurence.
In het geval van Laurentium-256, ionen van 11B botsen met atomen van 249Cf, de vorming van de Laurence en nog vier neutronen, volgens de reactie:
\(\frac{249}{48}Cf+\frac{11}{5}B\rightarrow \frac{256}{103}Lr+4{_0^1}n\)
Op een vergelijkbare manier is de 260Lr kan worden geproduceerd door fusie van ionen 18O, versneld naar een doel van 249Bk, met als bijproducten een alfadeeltje en nog drie neutronen:
\(\frac{249}{97}Cf+{\frac{18}{8}}O\frac{260}{103}Lr+{_2^4}\alpha+3{_0^1}n\)
Check onze podcast: Deeltjesversneller: wat is het en hoe werkt het?
Voorzorgsmaatregelen met Laurence
De tijd waarin de grootste hoeveelheid Laurence werd gesynthetiseerd was in de jaren zeventig, toen 1500 atomen ervan werden geproduceerd voor studie. Dit betekent dat het element, ondanks dat het radioactief is, heeft een minimaal risico op niet op grote schaal worden geproduceerd;. Bovendien worden deze risico's in een gecontroleerd laboratorium geanticipeerd en dus vrijwel beheerst.
Het verhaal van Laurence
![Ingang van Ernest Orlando Lawrence Berkeley National Laboratory, het laboratorium dat Laurentium voor het eerst produceerde. [1]](/f/0e95834023b972833255f0ca3cce734f.jpg)
element 103 Het werd voor het eerst geproduceerd in het jaar 1961, door Amerikaanse wetenschappers onder leiding van Albert Ghiorso van het Lawrence Berkeley National Laboratory. Bij die gelegenheid werden verschillende isotopen van californium, Cf, gebombardeerd met ionen van borium, zowel van massa 10 als van massa 11. Alfadeeltjesdetectoren wezen op een nieuwe halfwaardetijdactiviteit van acht seconden, die de wetenschappers toeschreven aan element 103.
Ondanks alfa-emissie, de korte halfwaardetijd maakte het moeilijk om het element te identificeren. Bovendien, aangezien het doelwit was samengesteld uit een mengsel van californium-isotopen, waarvan de massa's varieerden van 249 tot 252, werd de identificatie van de massa van het geproduceerde element 103 ook dubbelzinnig. Er werd gespeculeerd dat isotopen van element 103 met een massa tussen 255 en 259 waren geproduceerd, waarbij 257 de hoogste opbrengst was.
In 1965 reageerden wetenschappers van het Joint Institute for Nuclear Research in Dubna, Rusland 18of met atomen van 243Am produceert ook drie isotopen van element 103, maar met enkele conflicten en verschillen met die eerder in Berkeley zijn verkregen.
Nieuwe experimenten van Berkeley-labs reageerden echter met ionen van 14Huh 15Nee met 248cm en ionen 11B en 10B met 249Zie, zodat, in 1971 een groot deel van de in de jaren 60 behaalde resultaten wist te bewijzen en ze concludeerden ook dat de eerste isotoop gesynthetiseerd van element 103 die van massa 258 was.
De naam van element 103, Laurentius, maakt a verwijzing naar wetenschapper Ernest Orlando Lawrence, uitvinder van de cyclotron-deeltjesversneller, en werd gegeven door de Berkeley-onderzoekers. Ze stelden aanvankelijk nog steeds het symbool Lw voor, maar in 1971 veranderde Iupac, ondanks dat hij de naam laurêncio officieel had gemaakt, het symbool in Lr.
In 1992 evalueerde het werk van de Iupac Transfers Working Group echter het werk van de Dubna- en Berkeley-groepen met betrekking tot element 103. Als gevolg daarvan besloten ze in 1997 dat de eer voor de ontdekking van element 103 verdeeld moest worden tussen de Amerikanen en de Russen. De naam werd uiteindelijk echter door beide partijen geaccepteerd en bleef ongewijzigd.
Oefeningen opgelost op Laurentius
vraag 1
Laurentium, symbool Lr en atoomnummer 103, komt niet in de natuur voor en moet dus in het laboratorium worden geproduceerd. De meest stabiele isotoop heeft een massagetal van 262. Hoeveel neutronen zijn aanwezig in Lr-isotoop 262?
A) 103
B) 262
C) 159
D) 365
E) 161
Oplossing:
alternatief C
Het aantal neutronen kan worden berekend met de volgende formule:
A = Z + n
Waar A het massagetal is, is Z het atoomnummer (numeriek gelijk aan het aantal protonen) en is n het aantal neutronen.
Als we de waarden substitueren, hebben we:
262 = 103 + n
n = 262 - 103
n = 159
vraag 2
De halfwaardetijd van de meest stabiele isotoop van het scheikundige element Laurentium (Lr, Z = 103) is 3,6 uur. Hoe lang, in uren, duurt het voordat de massa van deze isotoop 1/8 van zijn oorspronkelijke massa is?
A) 3,6 uur
B) 7,2 uur
C) 10,8 uur
D) 14,4 uur
E) 18,0 uur
Oplossing:
alternatief C
Bij elke halfwaardetijd daalt de hoeveelheid Lr met de helft. We nemen dus aan dat de beginmassa gelijk is aan m. Na een halfwaardetijd (3,6 uur) is de massa van Lr die overblijft de helft, dat wil zeggen m/2. Na nog eens 3,6 uur (totaal 7,2 uur) wordt de massa m/4. Nu, met nog 3,6 uur (10,8 uur in totaal), halveert de massa (die in m/4 is) opnieuw, waardoor het m/8 wordt, dat wil zeggen 1/8 van de oorspronkelijke massa.
afbeelding tegoed
[1] DJSinop / rolluiken
Door Stefano Araújo Novais
Scheikundeleraar