DE Laurentius är det kemiska elementet i atomnummer 113 i det periodiska systemet. Eftersom det är ganska instabilt är det inte möjligt att få det från naturliga källor, eftersom det är nödvändigt att syntetisera det i laboratoriet. Dess produktion sker genom fusionsreaktioner mellan en accelererad jon och en annan tyngre atom. Det som är anmärkningsvärt i egenskaperna hos Laurentium är dess oxidationstillstånd lika med +3 i vattenlösningar och det faktum att det avslutar sin elektronisk distribution på 7s2 5f14 7 sid1, istället för 7s2 5f14 6d1.
Laurentium tillverkades första gången 1961 vid Berkeleys laboratorier i Kalifornien, USA. Efteråt klargjordes dess struktur och andra isotoper i samarbete med Joint Institute for Nuclear Research, i staden Dubna, Ryssland.
Dess namn syftar på vetenskapsmannen Ernest Orlando Lawrence, skaparen av cyklotronpartikelacceleratorn. En polemik om Laurentius handlar om hans position i Periodiska systemet. Vissa hävdar att det borde vara i grupp 3, medan andra forskare hävdar att det inte borde.
Se också: Dubnium — det syntetiska elementet uppkallat efter den ryska staden Dubna
Sammanfattning om Laurentius
Laurentium är den sista aktiniden i det periodiska systemet.
Det är ett kemiskt element som inte finns i naturen, som måste tillverkas i laboratoriet, det vill säga det är ett syntetiskt kemiskt element.
Den mest stabila isotopen av Laurentium är 262lr, med tiden halva livet på 3,6 timmar.
Trots att vara en metall, dess metalliska form har aldrig erhållits i laboratoriet.
Det produceras genom fusionsreaktioner med användning av en Partikelaccelerator.
Den upptäcktes 1961 i laboratorierna i Berkeley, Kalifornien, USA.
Dess namn syftar på vetenskapsmannen Ernest Orlando Lawrence, skaparen av cyklotronpartikelacceleratorn.
Laurences fastigheter
Symbol: lr
Atomnummer: 103
Atomisk massa: 262 c.u.
Elektronisk konfiguration: [Rn] 7s2 5f14 7 sid1
Mest stabila isotopen: 262Lr (3,6 timmars halveringstid)
Kemisk serie: grupp 3, f-blockelement, aktinider, metall, supertunga element
Funktioner av Laurentius
Laurentium, symbol Lr och atomnummer 103, är en metall som tillhör aktinidgruppen. Grundämnen som Laurentium är på grund av det stora antalet protoner och neutroner i kärnan instabila, vilket gör att kärnans frånstötande krafter övervinner attraktionskrafterna.
På grund av detta är ingen av de 12 kända isotoper av Laurens stabil, med massa 262 som har den längsta halveringstiden: 3,6 timmar. Sådan instabilitet tillåter inte att få laurence från naturliga källor, så att det är nödvändigt att syntetisera det i laboratoriet som ska studeras och tillämpas.
Trots att det var en metall, erhölls aldrig ett metalliskt prov av laurence. Men i lösning, studier med detta element har avancerat, och det har redan bevisats att dess tillstånd av oxidation mer stabil är +3, som de andra aktiniderna. Dessa uppgifter stämmer till och med överens med de förutsägelser som gjorts av Glenn Seaborg, 1949, om element 103.
Laurentius kemi är dock ganska märklig. Till exempel förväntades dess elektroniska distribution upphöra om 7s2 5f14 6d1, dock observeras att dess konfiguration slutar på 7s2 5f14 7 sid1.
Detta är en konsekvens av vad vi känner som relativistisk effekt, en skillnad från vad som observeras till vad som förväntades på grund av relativitet. När man utvärderar en sådan elektronisk distribution kan man se att 7p-subnivån av Laurentium är mer stabil än 6d-nivån.
Allt detta komplicerar och förstärker avsevärt brist på konsensus på De område som De element hör hemma i det periodiska systemet. Det beror på att vissa forskare försvarar att han är i grupp 3 nedan skandium, yttrium och lutetium, på grund av den kemiska likheten med dem, baserat på data om Lr3+.
Andra hävdar att Laurentium och Lutetium, eftersom de har en fullständig f-subnivå, inte bör ligga under yttrium, men lantan (sjätte perioden) och aktinium (sjunde perioden), eftersom de inte har någon f-subnivå med elektroner.
För att lösa detta problem skapade Iupac, i december 2015, en studiegrupp för att fastställa sammansättningen av grupp 3 i det periodiska systemet. Enligt institutionen avslutades arbetet den sista dagen 2021 och den senaste uppdateringen är i april 2021. I den drog studiegruppen slutsatsen att det inte finns något objektivt sätt att bedöma frågan, och det är viktigt för Iupac att uttala sig och fastställa en regel eller konvention.
För författarna gläder mer att placera lutetium och laurence i grupp 3, att placera elementen i ökande ordning efter atomnummer, förutom att undvika uppdelningen av d-blocket om det representeras med 32 kolumner (version där serien av lantanider och aktinider är ingår).
Skaffa Laurentius
Som ett syntetiskt element, De erhållande av Laurentius äger rum i laboratoriet med partikelacceleratorer. Supertunga grundämnen erhålls vanligtvis på två sätt: genom fusionsreaktioner eller genom radioaktivt sönderfall av ett annat ännu tyngre grundämne. När det gäller de mest använda isotoperna av Laurence, 256 och 260, är sätten att erhålla den genom att Kärnfusion, det vill säga två lättare kärnor smälter samman i laurens.
När det gäller Laurentium-256, joner av 11B kolliderar med atomer av 249Cf, bildar laurencen och ytterligare fyra neutroner, enligt reaktionen:
\(\frac{249}{48}Cf+\frac{11}{5}B\rightarrow \frac{256}{103}Lr+4{_0^1}n\)
På ett liknande sätt är 260Lr kan produceras genom fusion av joner 18O, accelererade mot ett mål på 249Bk, som har en alfapartikel och ytterligare tre neutroner som biprodukter:
\(\frac{249}{97}Cf+{\frac{18}{8}}O\frac{260}{103}Lr+{_2^4}\alpha+3{_0^1}n\)
Kolla in vår podcast: Partikelaccelerator: vad är det och hur fungerar det?
Försiktighetsåtgärder med Laurence
Den tid då den största mängden laurence syntetiserades var på 1970-talet, då 1500 atomer av den producerades för studier. Det betyder att elementet, trots att den är radioaktiv, har minimal risk för inte produceras i stor skala. Vidare, i ett kontrollerat laboratorium, förutses dessa risker och därmed praktiskt taget kontrollerade.
Laurences berättelse
![Entré till Ernest Orlando Lawrence Berkeley National Laboratory, laboratoriet som först producerade Laurentium. [1]](/f/0e95834023b972833255f0ca3cce734f.jpg)
element 103 Den tillverkades första gången 1961, av amerikanska forskare ledda av Albert Ghiorso från Lawrence Berkeley National Laboratory. Vid det tillfället bombarderades flera isotoper av californium, Cf, med joner av bor, både med massa 10 och massa 11. Alfa-partikeldetektorer pekade på en ny halveringstid på åtta sekunder, som forskarna tillskrev element 103.
Trots alfa-emission, den korta halveringstiden gjorde det svårt att identifiera grundämnet. Dessutom, eftersom målet bestod av en blandning av californiumisotoper, vars massor varierade från 249 till 252, blev identifieringen av massan av element 103 som producerades också tvetydig. Det spekulerades i att isotoper av element 103 med massa mellan 255 och 259 hade producerats, med 257 som det högsta utbytet.
1965 reagerade forskare vid Joint Institute for Nuclear Research i Dubna, Ryssland. 18eller med atomer av 243Am, producerar också tre isotoper av element 103, men med vissa konflikter och skillnader från de som tidigare erhölls vid Berkeley.
Men nya experiment av Berkeley labs reagerade med joner av 14Va 15Nej med 248cm och joner 11B och 10B med 249Jfr, så att, 1971 lyckades bevisa en god del av de resultat som erhölls på 1960-talet och de drog också slutsatsen att den första isotopen som syntetiserades av element 103 var den med massa 258.
Namnet på element 103, Laurentius, gör en referens till vetenskapsmannen Ernest Orlando Lawrence, uppfinnare av cyklotronpartikelacceleratorn, och gavs av Berkeley-forskarna. De föreslog fortfarande till en början symbolen Lw, men 1971 ändrade Iupac, trots att ha gjort namnet laurêncio officiellt, symbolen till Lr.
Men 1992 omvärderade arbetet i Iupac Transfers Working Group arbetet i Dubna- och Berkeley-grupperna på element 103. Som ett resultat, 1997, bestämde de att äran för upptäckten av element 103 skulle delas mellan amerikanerna och ryssarna. Namnet accepterades dock så småningom av båda parter, förblev oförändrat.
Övningar lösta på Laurentius
fråga 1
Laurentium, symbol Lr och atomnummer 103, kan inte hittas i naturen och måste därför tillverkas i laboratoriet. Dess mest stabila isotop har ett masstal på 262. Hur många neutroner finns i Lr isotop 262?
A) 103
B) 262
C) 159
D) 365
E) 161
Upplösning:
Alternativ C
Antalet neutroner kan beräknas med följande formel:
A = Z + n
Där A är masstalet, Z är atomnumret (numeriskt lika med antalet protoner) och n är antalet neutroner.
Genom att ersätta värdena har vi:
262 = 103 + n
n = 262 - 103
n = 159
fråga 2
Halveringstiden för den mest stabila isotopen av det kemiska grundämnet Laurentium (Lr, Z = 103) är 3,6 timmar. Hur lång tid, i timmar, tar det för massan av denna isotop att vara 1/8 av dess initiala massa?
A) 3,6 timmar
B) 7,2 timmar
C) 10,8 timmar
D) 14,4 timmar
E) 18,0 timmar
Upplösning:
Alternativ C
Vid varje halveringstid sjunker mängden Lr med hälften. Därför antar vi att den initiala massan är lika med m. Efter en halveringstid (3,6 timmar) är massan av Lr som återstår hälften, det vill säga m/2. Efter ytterligare 3,6 timmar (totalt 7,2 timmar) blir massan m/4. Nu, med 3,6 timmar till (totalt 10,8 timmar), halveras massan (som är i m/4) igen, vilket gör den till m/8, det vill säga 1/8 av den initiala massan.
bildkredit
[1] DJSinop / slutarstock
Av Stefano Araújo Novais
Kemilärare