TEN Wawrzyńca jest pierwiastkiem chemicznym Liczba atomowa 113 układu okresowego. Ponieważ jest dość niestabilny, nie można go pozyskać ze źródeł naturalnych, gdyż konieczne jest jego zsyntetyzowanie w laboratorium. Jego produkcja odbywa się poprzez reakcje fuzji między przyspieszonym jonem a innym cięższym atomem. To, co jest niezwykłe we właściwościach Laurentium, to jego stopień utlenienia równy +3 w roztworach wodnych oraz fakt, że kończy dystrybucja elektroniczna w 7s2 5f14 7p1zamiast 7s2 5f14 6d1.
Laurentium został po raz pierwszy wyprodukowany w 1961 roku w laboratoriach Berkeley w Kalifornii w Stanach Zjednoczonych. Następnie jego struktura i inne izotopy zostały wyjaśnione przy współpracy Wspólnego Instytutu Badań Jądrowych w mieście Dubna w Rosji.
Jej nazwa nawiązuje do naukowca Ernesta Orlando Lawrence'a, twórcy cyklotronowego akceleratora cząstek. Polemika z Laurentiusem dotyczy jego pozycji w Układ okresowy pierwiastków. Niektórzy twierdzą, że powinien być w grupie 3, podczas gdy inni naukowcy twierdzą, że nie powinien.
Zobacz też: Dubnium — syntetyczny pierwiastek nazwany na cześć rosyjskiego miasta Dubna
Tematy w tym artykule
- 1 - Podsumowanie dotyczące Laurentius
- 2 - Właściwości Laurentius
- 3 - Charakterystyka Laurentius
- 4 - Zdobycie Laurentiusa
- 5 - Środki ostrożności z Laurentius
- 6 - Historia Laurentiusa
- 7 - Ćwiczenia rozwiązywane na Laurentius
Podsumowanie dotyczące Laurentiusa
Laurentium jest ostatnim aktynowcem w układzie okresowym.
Jest to pierwiastek chemiczny nie występujący w naturze, który trzeba wyprodukować w laboratorium, czyli syntetyczny pierwiastek chemiczny.
Najbardziej stabilnym izotopem Laurentium jest 262lr, z czasem pół życia 3,6 godziny.
Pomimo bycia metal, jego metaliczna forma nigdy nie została uzyskana w laboratorium.
Jest wytwarzany w reakcjach fuzji, przy użyciu a Akcelerator cząstek.
Odkryto go w 1961 roku w laboratoriach Berkeley w Kalifornii w USA.
Jej nazwa nawiązuje do naukowca Ernesta Orlando Lawrence'a, twórcy cyklotronowego akceleratora cząstek.
Teraz nie przestawaj... Więcej po reklamie ;)
Właściwości Laurence
Symbol: lr
Liczba atomowa: 103
Masa atomowa: 262 j.m.
Elektroniczna Konfiguracja: [Rn] 7s2 5f14 7p1
Najbardziej stabilny izotop: 262Lr (okres półtrwania 3,6 godziny)
Seria chemiczna: grupa 3, pierwiastki f-blokowe, aktynowce, metal, pierwiastki superciężkie
Cechy Laurentiusa
Laurentium, symbol Lr i liczba atomowa 103, to a metal należący do grupy aktynowców. Pierwiastki takie jak Laurentium, ze względu na dużą liczbę protonów i neutronów w jądrze, są niestabilne, co oznacza, że siły odpychające jądra pokonują siły przyciągania.
Z tego powodu żaden z 12 znanych izotopów laurence nie jest stabilny, a masa 262 ma najdłuższy okres półtrwania: 3,6 godziny. Taka niestabilność nie pozwala na uzyskanie laurów z naturalnych źródeł, dzięki czemu konieczna jest jego synteza w laboratorium do zbadania i zastosowania.
Pomimo tego, że jest metalem, nigdy nie uzyskano metalicznej próbki laureny. Ale w rozwiązaniu badania nad tym pierwiastkiem posunęły się naprzód i już udowodniono, że jego stan jest utlenianie bardziej stabilny jest +3, podobnie jak inne aktynowce. Dane te zgadzają się nawet z przewidywaniami Glenn Seaborg, w 1949 r. o elemencie 103.
Chemia Laurentiusa jest jednak dość osobliwa. Na przykład oczekiwano, że jego dystrybucja elektroniczna zakończy się za 7 sekund2 5f14 6d1jednak obserwuje się, że jego konfiguracja kończy się na 7s2 5f14 7p1.
Jest to konsekwencja tego, co znamy jako efekt relatywistyczny, różnica od tego, co zaobserwowano, do tego, czego oczekiwano ze względu na teorię względności. Oceniając taką dystrybucję elektroniczną, można zauważyć, że podpoziom 7p Laurentium jest bardziej stabilny niż poziom 6d.
Wszystko to komplikuje i znacznie nasila brak konsensusu na ten region który ten element należy do układu okresowego. To dlatego, że niektórzy badacze bronią, że jest w grupie 3 poniżej skand, itr i lutet, ze względu na podobieństwo chemiczne do nich, na podstawie danych o Lr3+.
Inni twierdzą, że Laurentium i Lutetium, ponieważ mają pełny podpoziom f, nie powinny być poniżej itr, ale lantan (okres szósty) i aktyn (okres siódmy), ponieważ nie mają podpoziomu f z elektrony.
Aby rozwiązać ten problem, Iupac utworzył w grudniu 2015 roku grupę badawczą w celu ustalenia składu grupy 3 układu okresowego. Według instytucji prace zakończyły się ostatniego dnia 2021 roku, a ostatnia aktualizacja przypada na kwiecień 2021 roku. W nim grupa badawcza stwierdziła, że nie ma obiektywnego sposobu oceny tej kwestii i ważne jest, aby Iupac wypowiadał się i określał zasadę lub konwencję.
Dla autorów umieszczenie lutetium i laurence w grupie 3 bardziej cieszy, umieszczanie pierwiastków w kolejności rosnącej liczby atomowej, oprócz unikania podziału bloku d, jeśli jest on reprezentowany przez 32 kolumny (wersja, w której szereg lantanowców i aktynowców jest w zestawie).
Uzyskanie Laurentiusa
Jako pierwiastek syntetyczny, ten uzyskiwanie Laurentius odbywa się w laboratorium z akceleratorami cząstek. Pierwiastki superciężkie są powszechnie otrzymywane na dwa sposoby: poprzez reakcje syntezy jądrowej lub poprzez rozpad radioaktywny innego, jeszcze cięższego pierwiastka. W przypadku najczęściej stosowanych izotopów laurence, 256 i 260, sposoby jego uzyskania są Fuzja nuklearna, czyli dwa lżejsze jądra łączą się w laurence.
W przypadku Laurentium-256 jony 11B zderzają się z atomami 249Cf, tworząc laurence i cztery kolejne neutrony, zgodnie z reakcją:
\(\frac{249}{48}Cf+\frac{11}{5}B\rightarrow \frac{256}{103}Lr+4{_0^1}n\)
W podobny sposób 260Lr można wytworzyć przez fuzję jonów 18O, przyspieszony w kierunku celu 249Bk, mający jako produkty uboczne cząstkę alfa i jeszcze trzy neutrony:
\(\frac{249}{97}Cf+{\frac{18}{8}}O\frac{260}{103}Lr+{_2^4}\alpha+3{_0^1}n\)
Sprawdź nasz podcast: Akcelerator cząstek: co to jest i jak działa?
Środki ostrożności z Laurence
Największą ilość laurenu zsyntetyzowano w latach 70. XX wieku, kiedy wyprodukowano 1500 atomów do badań. Oznacza to, że element, pomimo radioaktywności, ma minimalne ryzyko dla nie być produkowany na dużą skalę. Ponadto w kontrolowanym laboratorium zagrożenia te są przewidywane, a zatem praktycznie kontrolowane.
Historia Laurence'a
![Wejście do Ernesta Orlando Lawrence Berkeley National Laboratory, laboratorium, które jako pierwsze wyprodukowało Laurentium. [1]](/f/0e95834023b972833255f0ca3cce734f.jpg)
element 103 Po raz pierwszy został wyprodukowany w 1961 roku, przez amerykańskich naukowców kierowanych przez Alberta Ghiorso z Lawrence Berkeley National Laboratory. Przy tej okazji kilka izotopów kalifornu, Cf, zostało zbombardowanych jonami bor, zarówno o masie 10, jak i masie 11. Detektory cząstek alfa wskazały na nową, ośmiosekundową aktywność półtrwania, którą naukowcy przypisali pierwiastkowi 103.
Pomimo emisji alfa, krótki okres półtrwania utrudniał identyfikację pierwiastka. Ponadto, ponieważ tarcza składała się z mieszaniny izotopów kalifornu, których masy wahały się od 249 do 252, identyfikacja masy wytworzonego pierwiastka 103 również stała się niejednoznaczna. Spekulowano, że wytworzono izotopy pierwiastka 103 o masie od 255 do 259, przy czym 257 było najwyższą wydajnością.
W 1965 r. zareagowali naukowcy ze Zjednoczonego Instytutu Badań Jądrowych w Dubnej w Rosji 18lub z atomami 243Am, również wytwarza trzy izotopy pierwiastka 103, ale z pewnymi konfliktami i różnicami w porównaniu z tymi uzyskanymi wcześniej w Berkeley.
Jednak nowe eksperymenty laboratoriów Berkeley zareagowały z jonami 14Huh 15Nie z 248cm i jony 11Grupa 10B z 249Por. więc, w 1971 zdołał udowodnić znaczną część wyników uzyskanych w latach 60. doszli również do wniosku, że pierwszym zsyntetyzowanym izotopem pierwiastka 103 był izotop o masie 258.
Nazwa elementu 103, Laurentius, sprawia, że odniesienie do naukowca Ernesta Orlando Lawrence, wynalazca akceleratora cząstek cyklotronowych, i został przekazany przez naukowców z Berkeley. Nadal początkowo proponowali symbol Lw, ale w 1971 Iupac, pomimo oficjalnej nazwy laurêncio, zmienił symbol na Lr.
Jednak w 1992 r. prace Grupy Roboczej Iupac Transfers ponownie oceniły pracę grup Dubna i Berkeley nad elementem 103. W rezultacie w 1997 roku ustalili, że zasługę za odkrycie pierwiastka 103 należy podzielić między Amerykanów i Rosjan. Jednak nazwa została ostatecznie zaakceptowana przez obie strony, pozostając niezmienioną.
Ćwiczenia rozwiązane na Laurentius
Pytanie 1
Laurentium, symbol Lr i liczba atomowa 103, nie występuje w naturze i dlatego musi być wytworzone w laboratorium. Jego najbardziej stabilny izotop ma liczbę masową 262. Ile neutronów jest obecnych w izotopie Lr 262?
A) 103
B) 262
C) 159
D) 365
E) 161
Rezolucja:
Alternatywa C
Liczbę neutronów można obliczyć według następującego wzoru:
A = Z + n
Gdzie A to liczba masowa, Z to liczba atomowa (liczbowo równa liczbie protonów), a n to liczba neutronów.
Zastępując wartości, mamy:
262 = 103 + n
n = 262 - 103
n = 159
pytanie 2
Okres półtrwania najbardziej stabilnego izotopu pierwiastka chemicznego Laurentium (Lr, Z = 103) wynosi 3,6 godziny. Po jakim czasie w godzinach masa tego izotopu wynosi 1/8 masy początkowej?
A) 3,6 godziny
B) 7,2 godziny
C) 10,8 godzin
D) 14,4 godziny
E) 18,0 godzin
Rezolucja:
Alternatywa C
W każdym okresie półtrwania ilość Lr spada o połowę. Przyjmujemy więc, że masa początkowa jest równa m. Po okresie półtrwania (3,6 godziny) pozostała masa Lr wynosi połowę, czyli m/2. Po kolejnych 3,6 godziny (w sumie 7,2 godziny) masa staje się m/4. Teraz, po 3,6 godzinach więcej (łącznie 10,8 godziny), masa (wyrażona w m/4) ponownie zmniejsza się o połowę, co daje m/8, czyli 1/8 masy początkowej.
kredyt obrazu
[1] DJSinop / żaluzja
Stefano Araújo Novais
Nauczyciel chemii
