THE Laurentius je kemični element atomsko število 113 periodnega sistema. Ker je precej nestabilen, ga ni mogoče dobiti iz naravnih virov, zato ga je treba sintetizirati v laboratoriju. Njegova proizvodnja poteka s fuzijskimi reakcijami med pospešenim ionom in drugim težjim atomom. Kar je izjemnega pri lastnostih Laurentija, sta njegovo oksidacijsko stanje, ki je enako +3 v vodnih raztopinah, in dejstvo, da konča svojo elektronska distribucija v 7s2 5f14 7p1, namesto 7s2 5f14 6d1.
Laurentium je bil prvič proizveden leta 1961 v laboratorijih Berkeley v Kaliforniji v Združenih državah. Nato so s sodelovanjem Skupnega inštituta za jedrske raziskave v mestu Dubna v Rusiji razjasnili njegovo strukturo in druge izotope.
Njegovo ime se nanaša na znanstvenika Ernesta Orlanda Lawrencea, ustvarjalca ciklotronskega pospeševalnika delcev. Polemika o Lavrentiju je o njegovem položaju v Periodični sistem. Nekateri trdijo, da bi moral biti v skupini 3, medtem ko drugi znanstveniki trdijo, da ne bi smel.
Glej tudi: Dubnij - sintetični element, poimenovan po ruskem mestu Dubna
Povzetek o Laurentiusu
Laurentij je zadnji aktinid v periodnem sistemu.
Je kemični element, ki ga v naravi ni mogoče najti in ga je treba proizvesti v laboratoriju, torej je sintetični kemični element.
Najbolj stabilen izotop Laurentium je 262lr, s časom polovično življenje 3,6 ure.
Kljub temu, da je a kovinski, njegova kovinska oblika ni bila nikoli pridobljena v laboratoriju.
Proizvaja se s fuzijskimi reakcijami z uporabo a Pospeševalnik delcev.
Odkrili so ga leta 1961 v laboratorijih Berkeleyja v Kaliforniji, ZDA.
Njegovo ime se nanaša na znanstvenika Ernesta Orlanda Lawrencea, ustvarjalca ciklotronskega pospeševalnika delcev.
Laurenceove lastnosti
simbol: lr
atomsko število: 103
atomska masa: 262 c.u.
Elektronska konfiguracija: [Rn] 7s2 5f14 7p1
Najbolj stabilen izotop: 262Lr (3,6 urni razpolovni čas)
Kemična serija: skupina 3, elementi f-bloka, aktinidi, kovina, supertežki elementi
Lastnosti Laurentiusa
Laurentij, simbol Lr in atomsko število 103, je a kovina, ki spada v skupino aktinidov. Elementi, kot je laurentij, so zaradi velikega števila protonov in nevtronov v jedru nestabilni, kar pomeni, da odbojne sile jedra premagajo privlačne sile.
Zaradi tega nobeden od 12 znanih izotopov laurence ni stabilen, pri čemer ima masa 262 najdaljšo razpolovno dobo: 3,6 ure. Takšna nestabilnost ne omogoča pridobivanja lovorja iz naravnih virov, tako da treba ga je sintetizirati v laboratoriju preučiti in uporabiti.
Kljub temu, da je kovina, kovinski vzorec Laurence nikoli ni bil pridobljen. Toda v rešitvi so študije s tem elementom napredovale in že je bilo dokazano, da je njegovo stanje oksidacija bolj stabilen je +3, tako kot drugi aktinidi. Ti podatki se celo ujemajo z napovedmi s Glenn Seaborg, leta 1949, o elementu 103.
Laurentiusova kemija pa je precej svojevrstna. Na primer, njegova elektronska distribucija naj bi se končala v 7 sekundah2 5f14 6d1, vendar je opaziti, da se njegova konfiguracija konča v 7s2 5f14 7p1.
To je posledica tega, kar poznamo kot relativistični učinek, razlika od opazovanega od pričakovanega na podlagi relativnosti. Pri ocenjevanju takšne elektronske distribucije je razvidno, da je 7p podnivo Laurentium bolj stabilen kot nivo 6d.
Vse to otežuje in močno okrepi pomanjkanje konsenza na The regija ki The element spada v periodni sistem. To je zato, ker nekateri raziskovalci zagovarjajo, da je v skupini 3, spodaj skandij, itrij in lutecij, zaradi kemijske podobnosti z njimi, na podlagi podatkov o Lr3+.
Drugi trdijo, da laurentij in lutecij, ker imata popolno podravnjo f, ne bi smela biti pod itrij, ampak lantan (šesto obdobje) in aktinij (sedmo obdobje), saj nimata f podravni z elektronov.
Za rešitev tega vprašanja je Iupac decembra 2015 ustanovil študijsko skupino za določitev sestave skupine 3 periodnega sistema. Po navedbah zavoda se je delo končalo zadnji dan leta 2021, zadnja posodobitev pa je aprila 2021. V njem je študijska skupina ugotovila, da ni objektivnega načina presoje problema in je pomembno, da Iupac spregovori in določi pravilo ali konvencijo.
Avtorjem bolj prija uvrščanje lutecija in lovorja v skupino 3, razvrščanje elementov v naraščajočem vrstnem redu atomskega števila, poleg izogibanja delitvi d-bloka, če je predstavljen z 32 stolpci (različica, v kateri je serija lantanidov in aktinidov vključeno).
Pridobitev Laurentiusa
Kot sintetični element, The pridobivanje Laurentiusa poteka v laboratoriju s pospeševalniki delcev. Supertežke elemente običajno dobimo na dva načina: s fuzijskimi reakcijami ali z radioaktivnim razpadom drugega še težjega elementa. V primeru najpogosteje uporabljenih izotopov laurence, 256 in 260, so načini za pridobitev: Jedrska fuzija, torej dve lažji jedri se zlijeta v laurence.
V primeru lavrentija-256 so ioni 11B trčijo z atomi 249Cf, ki tvori laurence in še štiri nevtrone, glede na reakcijo:
\(\frac{249}{48}Cf+\frac{11}{5}B\rightarrow \frac{256}{103}Lr+4{_0^1}n\)
Na podoben način, 260Lr lahko nastane s fuzijo ionov 18O, pospešen proti cilju 249Bk, ki ima kot stranske produkte alfa delce in še tri nevtrone:
\(\frac{249}{97}Cf+{\frac{18}{8}}O\frac{260}{103}Lr+{_2^4}\alpha+3{_0^1}n\)
Oglejte si naš podcast: Pospeševalnik delcev: kaj je to in kako deluje?
Previdnostni ukrepi z Laurenceom
Čas, ko je bila sintetizirana največja količina lavrenca, je bila v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja, ko je bilo proizvedenih 1500 atomov le-tega za študij. To pomeni, da element, kljub radioaktivnosti, ima minimalno tveganje za se ne proizvajajo v velikem obsegu. Poleg tega so v nadzorovanem laboratoriju ta tveganja predvidena in tako praktično nadzorovana.
Laurenceova zgodba
![Vhod v nacionalni laboratorij Ernest Orlando Lawrence Berkeley, laboratorij, ki je prvi izdelal Laurentium. [1]](/f/0e95834023b972833255f0ca3cce734f.jpg)
element 103 Prvič je bil izdelan leta 1961, ameriških znanstvenikov pod vodstvom Alberta Ghiorsa iz Nacionalnega laboratorija Lawrence Berkeley. Ob tej priložnosti je bilo več izotopov kalifornija Cf bombardiranih z ioni bor, tako z maso 10 kot z maso 11. Detektorji alfa delcev so opozorili na novo osemsekundno razpolovno dobo, ki so jo znanstveniki pripisali elementu 103.
Kljub alfa emisiji, zaradi kratke razpolovne dobe je bilo težko identificirati element. Poleg tega je bila tarča sestavljena iz mešanice kalifornijevih izotopov, katerih mase so se gibale od 249 do 252, je postala tudi identifikacija mase proizvedenega elementa 103 dvoumna. Špekuliralo se je, da so bili proizvedeni izotopi elementa 103 z maso med 255 in 259, pri čemer je bil največji izkoristek 257.
Leta 1965 so se odzvali znanstveniki na Skupnem inštitutu za jedrske raziskave v Dubni v Rusiji. 18ali z atomi 243Am, ki proizvaja tudi tri izotope elementa 103, vendar z nekaterimi konflikti in razlikami od tistih, ki so bili prej pridobljeni na Berkeleyju.
Vendar pa so novi poskusi laboratorijev Berkeley reagirali z ioni 14Huh 15Ne z 248cm in ioni 11B in 10B z 249Prim., tako da, leta 1971 uspelo dokazati dobršen del rezultatov, pridobljenih v 60. letih prejšnjega stoletja in tudi ugotovili so, da je bil prvi sintetiziran izotop elementa 103 izotop z maso 258.
Ime elementa 103, Laurentius, naredi a sklicevanje na znanstvenika Ernesta Orlanda Lawrencea, izumitelj ciklotronskega pospeševalnika delcev, ki so ga dali raziskovalci iz Berkeleyja. Sprva so še vedno predlagali simbol Lw, vendar je leta 1971 Iupac kljub uradnemu imenu laurêncio spremenil simbol v Lr.
Leta 1992 pa je delo delovne skupine Iupac Transfers ponovno ovrednotilo delo skupin Dubna in Berkeley na elementu 103. Zaradi tega so leta 1997 ugotovili, da je treba zasluge za odkritje elementa 103 razdeliti med Američani in Rusi. Vendar sta obe strani na koncu sprejeli ime, ki je ostalo nespremenjeno.
Rešene vaje na Laurentiusa
Vprašanje 1
Laurentija, simbola Lr in atomsko številko 103, v naravi ni mogoče najti in ga je zato treba proizvesti v laboratoriju. Njegov najbolj stabilen izotop ima masno število 262. Koliko nevtronov je prisotnih v Lr izotopu 262?
A) 103
B) 262
C) 159
D) 365
E) 161
Resolucija:
Alternativa C
Število nevtronov je mogoče izračunati po naslednji formuli:
A = Z + n
Kjer je A masno število, Z je atomsko število (številčno enako številu protonov) in n število nevtronov.
Če zamenjamo vrednosti, imamo:
262 = 103 + n
n = 262 - 103
n = 159
vprašanje 2
Razpolovna doba najbolj stabilnega izotopa kemičnega elementa lavrencija (Lr, Z = 103) je 3,6 ure. Koliko časa, v urah, traja, da masa tega izotopa znaša 1/8 njegove začetne mase?
A) 3,6 ure
B) 7,2 ure
C) 10,8 ure
D) 14,4 ure
E) 18.0 ur
Resolucija:
Alternativa C
Pri vsaki razpolovni dobi se količina Lr zmanjša za polovico. Tako predpostavljamo, da je začetna masa enaka m. Po razpolovni dobi (3,6 ure) je masa Lr, ki ostane, polovica, to je m/2. Po nadaljnjih 3,6 urah (skupaj 7,2 ure) masa postane m/4. Zdaj, ko je še 3,6 ure (skupaj 10,8 ure), se masa (ki je v m/4) ponovno prepolovi, tako da je m/8, torej 1/8 začetne mase.
kreditna slika
[1] DJSinop / shutterstock
Avtor: Stefano Araújo Novais
Učiteljica kemije