THE Laurentius este elementul chimic al numar atomic 113 din Tabelul periodic. Pentru ca este destul de instabila, nu se poate obtine din surse naturale, fiind necesara sintetizarea in laborator. Producerea sa are loc prin reacții de fuziune între un ion accelerat și un alt atom mai greu. Ceea ce sunt remarcabile în proprietățile Laurentiumului sunt starea sa de oxidare egală cu +3 în soluții apoase și faptul că își termină. distributie electronica în 7s2 5f14 7p1, în loc de 7s2 5f14 6d1.
Laurentium a fost produs pentru prima dată în 1961 la laboratoarele Berkeley din California, Statele Unite. Ulterior, structura sa și alți izotopi au fost elucidați cu colaborarea Institutului Comun de Cercetare Nucleară, din orașul Dubna, Rusia.
Numele său se referă la omul de știință Ernest Orlando Lawrence, creatorul acceleratorului de particule ciclotron. O polemică despre Laurentius este despre poziția sa în Tabelul periodic. Unii susțin că ar trebui să fie în grupul 3, în timp ce alți oameni de știință susțin că nu ar trebui.
Vezi si: Dubniu - elementul sintetic numit după orașul rus Dubna
Rezumat despre Laurentius
Laurentium este ultima actinidă din Tabelul Periodic.
Este un element chimic care nu se găsește în natură, trebuind să fie produs în laborator, adică este un element chimic sintetic.
Cel mai stabil izotop al Laurentiumului este 262lr, cu timpul jumătate de viață de 3,6 ore.
În ciuda faptului că este un metal, forma sa metalică nu a fost niciodată obținută în laborator.
Este produs prin reacții de fuziune, folosind a Accelerator de particule.
A fost descoperit în 1961 în laboratoarele din Berkeley, California, SUA.
Numele său se referă la omul de știință Ernest Orlando Lawrence, creatorul acceleratorului de particule ciclotron.
Proprietățile lui Laurence
Simbol: lr
Numar atomic: 103
Masă atomică: 262 c.u.
Configuratie electronica: [Rn] 7s2 5f14 7p1
Cel mai stabil izotop: 262Lr (timp de înjumătățire de 3,6 ore)
Seria chimică: grupa 3, elemente f-bloc, actinide, metal, elemente supergrele
Caracteristicile lui Laurentius
Laurențiul, simbol Lr și număr atomic 103, este a metal aparținând grupului actinidelor. Elemente precum Laurentium, din cauza numărului mare de protoni și neutroni din nucleu, sunt instabile, ceea ce înseamnă că forțele de respingere ale nucleului înving forțele de atractivitate.
Din această cauză, niciunul dintre cei 12 izotopi cunoscuți ai laurencei nu este stabil, masa 262 având cel mai lung timp de înjumătățire: 3,6 ore. O astfel de instabilitate nu permite obținerea laurenței din surse naturale, astfel încât este necesar să-l sintetizezi în laborator pentru a fi studiat și aplicat.
În ciuda faptului că este un metal, o probă metalică de laurence nu a fost niciodată obținută. Dar, în soluție, studiile cu acest element au avansat și deja s-a dovedit că starea sa de oxidare mai stabil este +3, ca și celelalte actinide. Aceste date chiar sunt de acord cu predicțiile făcute de Glenn Seaborg, în 1949, despre elementul 103.
Chimia lui Laurentius, totuși, este destul de ciudată. De exemplu, distribuția sa electronică era de așteptat să se încheie în 7 secunde2 5f14 6d1, se observă totuși că configurația sa se termină în 7s2 5f14 7p1.
Aceasta este o consecință a ceea ce știm ca efect relativist, o diferență față de ceea ce se observă față de ceea ce se aștepta din cauza relativității. La evaluarea unei astfel de distribuții electronice, se poate observa că subnivelul 7p al Laurentium este mai stabil decât nivelul 6d.
Toate acestea complică și intensifică foarte mult lipsa de consens pe The regiune care The element aparține tabelului periodic. Asta pentru că unii cercetători susțin că el se află în grupa 3, mai jos scandiu, ytriu și lutețiu, din cauza asemănării chimice cu acestea, pe baza datelor despre Lr3+.
Alții susțin că Laurentium și Lutetium, deoarece au un subnivel f complet, nu ar trebui să fie sub nivelul ytriu, ci lantan (perioada a șasea) și actiniu (perioada a șaptea), deoarece nu au un subnivel f cu electroni.
Pentru a rezolva această problemă, Iupac a creat, în decembrie 2015, un grup de studiu pentru a determina constituirea grupei 3 din Tabelul Periodic. Potrivit instituției, lucrările s-au încheiat în ultima zi a anului 2021, iar ultima actualizare este în aprilie 2021. În cadrul acestuia, grupul de studiu a concluzionat că nu există o modalitate obiectivă de a judeca problema și este important ca Iupac să se pronunțe și să stabilească o regulă sau o convenție.
Pentru autori, plasarea lutețiului și laurencei în grupa 3, mulțumește mai mult, plasând elementele în ordine crescătoare a numărului atomic, pe langa evitarea impartirii blocului d daca este reprezentat cu 32 de coloane (versiunea in care seria lantanidelor si actinidelor este inclus).
Obținerea lui Laurentius
Ca element sintetic, The obtinerea lui Laurentius are loc în laborator cu acceleratori de particule. Elementele supergrele sunt obținute în mod obișnuit în două moduri: prin reacții de fuziune sau prin dezintegrarea radioactivă a altui element și mai greu. În cazul celor mai folosiți izotopi ai lui Laurence, 256 și 260, modalitățile de obținere a acestuia sunt prin Fuziune nucleară, adică două nuclee mai ușoare se contopesc în laurence.
În cazul Laurentium-256, ionii de 11B se ciocnesc cu atomii de 249Cf, formând laurența și încă patru neutroni, conform reacției:
\(\frac{249}{48}Cf+\frac{11}{5}B\rightarrow \frac{256}{103}Lr+4{_0^1}n\)
Într-un mod similar, cel 260Lr poate fi produs prin fuziunea ionilor 18O, accelerat spre o țintă de 249Bk, având ca produse secundare o particulă alfa și încă trei neutroni:
\(\frac{249}{97}Cf+{\frac{18}{8}}O\frac{260}{103}Lr+{_2^4}\alpha+3{_0^1}n\)
Consultați podcastul nostru: Acceleratorul de particule: ce este și cum funcționează?
Măsuri de precauție cu Laurence
Perioada în care a fost sintetizată cea mai mare cantitate de laurence a fost în anii 1970, când 1500 de atomi din aceasta au fost produși pentru studiu. Aceasta înseamnă că elementul, în ciuda faptului că este radioactiv, are risc minim pentru să nu fie produse la scară largă. În plus, într-un laborator controlat, aceste riscuri sunt anticipate și astfel practic controlate.
Povestea lui Laurence
![Intrarea la Laboratorul Național Ernest Orlando Lawrence Berkeley, laboratorul care a produs primul Laurentium. [1]](/f/0e95834023b972833255f0ca3cce734f.jpg)
elementul 103 A fost produs pentru prima dată în anul 1961, de oameni de știință din SUA conduși de Albert Ghiorso de la Laboratorul Național Lawrence Berkeley. Cu acea ocazie, mai mulți izotopi ai californiului, Cf, au fost bombardați cu ioni de bor, atât de masă 10, cât și de masă 11. Detectoarele de particule alfa au indicat o nouă activitate de timp de înjumătățire de opt secunde, pe care oamenii de știință au atribuit-o elementului 103.
În ciuda emisiilor alfa, timpul scurt de înjumătățire a făcut dificilă identificarea elementului. În plus, întrucât ținta era compusă dintr-un amestec de izotopi de californiu, ale căror mase variau între 249 și 252, identificarea masei elementului 103 produs a devenit, de asemenea, ambiguă. S-a speculat că au fost produși izotopi ai elementului 103 cu masă între 255 și 259, 257 fiind cel mai mare randament.
În 1965, oamenii de știință de la Institutul Comun pentru Cercetări Nucleare din Dubna, Rusia, au reacționat 18sau cu atomi de 243Am, producând și trei izotopi ai elementului 103, dar cu unele conflicte și diferențe față de cele obținute anterior la Berkeley.
Cu toate acestea, noi experimente ale laboratoarelor din Berkeley au reacţionat cu ioni de 14Huh 15Nu cu 248cm și ioni 11Grup 10B cu 249Cf, astfel încât, în 1971, a reușit să demonstreze o bună parte din rezultatele obținute în anii 1960 și, de asemenea, au ajuns la concluzia că primul izotop sintetizat al elementului 103 a fost cel de masă 258.
Numele elementului 103, Laurentius, face ca a referire la omul de știință Ernest Orlando Lawrence, inventatorul acceleratorului de particule ciclotron, și a fost oferit de cercetătorii de la Berkeley. Ei încă au propus inițial simbolul Lw, dar în 1971, Iupac, în ciuda faptului că a făcut numele laurêncio oficial, a schimbat simbolul în Lr.
În 1992, însă, lucrările Grupului de lucru Iupac Transfers au reevaluat munca grupurilor Dubna și Berkeley asupra elementului 103. Drept urmare, în 1997, au stabilit că meritul pentru descoperirea elementului 103 ar trebui împărțit între americani și ruși. Cu toate acestea, numele a fost în cele din urmă acceptat de ambele părți, rămânând neschimbat.
Exerciții rezolvate pe Laurentius
intrebarea 1
Laurențiul, simbolul Lr și numărul atomic 103, nu poate fi găsit în natură și, prin urmare, trebuie produs în laborator. Cel mai stabil izotop al său are un număr de masă de 262. Câți neutroni sunt prezenți în izotopul Lr 262?
A) 103
B) 262
C) 159
D) 365
E) 161
Rezoluţie:
Alternativa C
Numărul de neutroni poate fi calculat cu următoarea formulă:
A = Z + n
Unde A este numărul de masă, Z este numărul atomic (egal numeric cu numărul de protoni) și n este numărul de neutroni.
Înlocuind valorile, avem:
262 = 103 + n
n = 262 - 103
n = 159
intrebarea 2
Timpul de înjumătățire al celui mai stabil izotop al elementului chimic Laurențiu (Lr, Z = 103) este de 3,6 ore. Cât timp, în ore, durează ca masa acestui izotop să fie 1/8 din masa sa inițială?
A) 3,6 ore
B) 7,2 ore
C) 10,8 ore
D) 14,4 ore
E) 18,0 ore
Rezoluţie:
Alternativa C
La fiecare timp de înjumătățire, cantitatea de Lr scade la jumătate. Astfel, presupunem că masa inițială este egală cu m. După un timp de înjumătățire (3,6 ore), masa de Lr care rămâne este jumătate, adică m/2. După alte 3,6 ore (în total 7,2 ore), masa devine m/4. Acum, cu alte 3,6 ore (10,8 ore în total), masa (care este în m/4) se înjumătățește din nou, făcând-o m/8, adică 1/8 din masa inițială.
credit de imagine
[1] DJSinop / oblon
De Stefano Araújo Novais
Profesor de chimie