Lavrensiyum - Lawrencium

Lavrensiyum,  103 Lr
lavrensiyum
Telaffuz / L ɒ r ɛ n s i'nin ə m / ( dinleme )Bu ses hakkında ( lorr- EN -bakınız-əm )
Dış görünüş gümüşi (tahmin edilen)
Kütle Numarası [266]
Periyodik tablodaki lavrensiyum
Hidrojen Helyum
Lityum Berilyum Bor Karbon Azot Oksijen flor Neon
Sodyum Magnezyum Alüminyum Silikon Fosfor Kükürt Klor Argon
Potasyum Kalsiyum skandiyum Titanyum Vanadyum Krom Manganez Demir Kobalt Nikel Bakır Çinko galyum Germanyum Arsenik Selenyum Brom Kripton
Rubidyum Stronsiyum İtriyum Zirkonyum niyobyum Molibden Teknesyum Rutenyum Rodyum paladyum Gümüş Kadmiyum İndiyum Teneke Antimon Tellür İyot ksenon
sezyum Baryum lantan seryum Praseodimyum neodimyum prometyum Samaryum evropiyum Gadolinyum Terbiyum Disporsiyum Holmiyum erbiyum Tülyum İterbiyum lütesyum Hafniyum Tantal Tungsten Renyum Osmiyum İridyum Platin Altın Merkür (element) Talyum Öncülük etmek Bizmut Polonyum astatin radon
Fransiyum Radyum Aktinyum toryum protaktinyum Uranyum Neptünyum plütonyum Amerika küriyum Berkelyum kaliforniyum Einsteinyum fermiyum Mendelevyum Nobelyum lavrensiyum Rutherfordyum dubniyum Seaborgiyum Bohriyum hassiyum meitneryum Darmstadtium röntgen Kopernik nihonyum flerovyum Moskova karaciğer Tennessin Oganesson
Lu

Lr

(Ups)
nobeliumlavrensiyumrutherfordium
Atom numarası ( Z ) 103
Grup grup 3
Dönem 7. dönem
Engellemek   d-blok
Elektron konfigürasyonu [ Rn ] 5f 14 7s 2 7p 1
Kabuk başına elektron 2, 8, 18, 32, 32, 8, 3
Fiziki ozellikleri
Faz de  STP katı (tahmin edilen)
Erime noktası 1900  K ​(1627 °C, ​2961 °F) (tahmini)
Yoğunluk ( rt yakın  ) 14.4 g / cm 3 (tahmin edilen)
atomik özellikler
oksidasyon durumları +3
elektronegatiflik Pauling ölçeği: 1.3 (öngörülen)
iyonlaşma enerjileri
Diğer özellikler
Doğal oluşum sentetik
Kristal yapı hegzagonal sıkı paket (hcp)
Lawrensiyum için altıgen sıkı paketlenmiş kristal yapı

(tahmin edildi)
CAS numarası 22537-19-5
Tarih
adlandırma Ernest Lawrence'tan sonra
keşif Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı ve Ortak Nükleer Araştırma Enstitüsü (1961–1971)
Lawrensiyumun ana izotopları
İzotop Bolluk Yarı ömür ( t 1/2 ) çürüme modu Ürün
254 litre 13 sn %78 α 250 Md
%22 ε 254 Hayır
255 litre 21,5 sn α 251 Md
256 Lr 27 sn α 252 Md
259 Lr 6,2 sn %78 α 255 Md
%22 SF
260 litre 2,7 dk α 256 Md
261 litre 44 dakika SF/e?
262 litre 3,6 saat ε 262 Hayır
264 Lr 3 saat bilimkurgu
266 litre 10 saat bilimkurgu
Kategori Kategori: Lavrenyum
| Referanslar

Lawrencium bir olan sentetik kimyasal element ile sembol Lr (eski Lw) ve atom numarası 103-onuruna adlandırılmıştır Ernest Lawrence , mucidi siklotron , birçok yapay keşfetmek için kullanılan bir cihaz radyoaktif elementler. Radyoaktif bir metal olan lavrensiyum onbirinci transuranik elementtir ve aynı zamanda aktinit serisinin son üyesidir . Atom numarası 100'ün üzerinde olan tüm elementler gibi, lavrensiyum da yalnızca daha hafif elementleri yüklü parçacıklarla bombardıman ederek parçacık hızlandırıcılarda üretilebilir . Şu anda lavrensiyumun on dört izotopu bilinmektedir; en kararlı olanı 11 saatlik yarılanma ömrü ile 266 Lr'dir , ancak daha kısa ömürlü olan 260 Lr (yarılanma ömrü 2,7 dakika) daha büyük ölçekte üretilebildiği için kimyada en yaygın şekilde kullanılır.

Kimya deneyleri daha ağır olarak bu lavrensiyum davranır doğruladı homologundan için Lutesyumu içinde periyodik tablodaki ve bir üç değerlikli öğesi. Bu nedenle, 7. periyot geçiş metallerinin ilki olarak da sınıflandırılabilir : ancak elektron konfigürasyonu , homolog lutesyumunun s 2 d konfigürasyonu yerine bir s 2 p konfigürasyonuna sahip olduğu için, periyodik tablodaki konumu için anormaldir . Bu, lavrensiyumun periyodik tablodaki konumu nedeniyle beklenenden daha uçucu olabileceği ve kurşunla karşılaştırılabilir bir uçuculuğa sahip olabileceği anlamına gelir .

1950'lerde, 1960'larda ve 1970'lerde, Sovyetler Birliği ve Amerika Birleşik Devletleri'ndeki laboratuvarlardan, değişen kalitedeki lavrensiyum sentezinin birçok iddiası yapıldı . Keşfin önceliği ve dolayısıyla elementin adlandırılması Sovyet ve Amerikalı bilim adamları arasında tartışıldı ve Uluslararası Temel ve Uygulamalı Kimya Birliği (IUPAC) başlangıçta elementin resmi adı olarak lavrensiyumu kurdu ve Amerikan ekibine kredi verdi. Keşif, bu 1997'de yeniden değerlendirildi ve her iki takıma da keşif için ortak kredi verildi, ancak öğenin adı değişmedi.

Tanıtım

Bir nükleer füzyon reaksiyonunun grafik bir tasviri
Bir nükleer füzyon reaksiyonunun grafik bir tasviri . İki çekirdek birleşerek bir nötron yayar . Bu ana yeni elementler yaratan reaksiyonlar benzerdi, tek olası fark, bazen birkaç tekil nötronun salınması ya da hiç olmamasıydı.
Harici video
video simgesi Avustralya Ulusal Üniversitesi tarafından yapılan hesaplamalara dayanan başarısız nükleer füzyonun görselleştirilmesi

En ağır atom çekirdekleri , eşit olmayan büyüklükteki diğer iki çekirdeği bir araya getiren nükleer reaksiyonlarda oluşturulur; kabaca, kütle bakımından iki çekirdek ne kadar eşitsizse, ikisinin tepkime olasılığı o kadar artar. Daha ağır çekirdeklerden oluşan malzeme bir hedef haline getirilir ve daha sonra daha hafif çekirdeklerin ışını tarafından bombalanır . İki çekirdekleri can sadece sigorta biri yakından yeterince birbirini yaklaşırsa içine; normalde, çekirdekler (tümü pozitif yüklü) elektrostatik itme nedeniyle birbirini iter . Güçlü bir etkileşim ama sadece çekirdekten çok kısa bir mesafe içinde bu itmeyi üstesinden; Işın çekirdeği bu nedenle, bu tür bir itmeyi, ışın çekirdeğinin hızına kıyasla önemsiz kılmak için büyük ölçüde hızlandırılır . İki çekirdeğin kaynaşması için tek başına yaklaşmak yeterli değildir: iki çekirdek birbirine yaklaştığında, genellikle yaklaşık 10 −20  saniye birlikte kalırlar ve daha sonra tek bir çekirdek oluşturmak yerine yollarını ayırırlar (reaksiyondan öncekiyle aynı bileşimde olması gerekmez). çekirdek. Füzyon meydana gelirse, bileşik çekirdek olarak adlandırılan geçici birleşme , uyarılmış bir durumdur . Bunu uyarım enerji kaybı ve daha istikrarlı bir durum, bir bileşik çekirdeği ya ulaşmak için fissions veya çıkacaktır bir veya birkaç nötronlar uzaklıkta enerji taşıyan,. Bu  , ilk çarpışmadan yaklaşık 10-16 saniye sonra meydana gelir.

Işın hedeften geçer ve bir sonraki bölmeye, ayırıcıya ulaşır; yeni bir çekirdek üretilirse bu ışınla taşınır. Ayırıcıda, yeni üretilen çekirdek diğer nüklidlerden (orijinal ışının ve diğer reaksiyon ürünlerininki) ayrılır ve çekirdeği durduran bir yüzey bariyeri dedektörüne aktarılır . Dedektör üzerindeki yaklaşan darbenin tam yeri işaretlenir; ayrıca enerjisi ve varış zamanı da işaretlenmiştir. Aktarım yaklaşık 10 −6  saniye sürer ; tespit edilebilmesi için çekirdeğin bu kadar uzun süre hayatta kalması gerekir. Çekirdek, bozunması kaydedildikten sonra tekrar kaydedilir ve bozunmanın yeri, enerjisi ve zamanı ölçülür.

Bir çekirdeğin kararlılığı, güçlü etkileşim ile sağlanır. Ancak menzili çok kısadır; çekirdek büyüdükçe, en dıştaki nükleonlar ( protonlar ve nötronlar) üzerindeki etkisi zayıflar. Aynı zamanda çekirdek, sınırsız menzile sahip olduğu için protonlar arasındaki elektrostatik itme ile parçalanır. En ağır elementlerin çekirdekleri bu nedenle teorik olarak tahmin edilir ve şimdiye kadar öncelikle bu tür bir itmenin neden olduğu bozunma modları yoluyla bozunduğu gözlemlenmiştir: alfa bozunumu ve kendiliğinden fisyon ; bu modlar, süper ağır elementlerin çekirdekleri için baskındır . Alfa bozunmaları, yayılan alfa parçacıkları tarafından kaydedilir ve bozunma ürünlerinin asıl bozunmadan önce belirlenmesi kolaydır; eğer böyle bir bozunma veya bir dizi ardışık bozunma bilinen bir çekirdek üretiyorsa, bir reaksiyonun orijinal ürünü aritmetik olarak belirlenebilir. Bununla birlikte, kendiliğinden fisyon, ürün olarak çeşitli çekirdekler üretir, bu nedenle orijinal nüklid kızlarından belirlenemez.

En ağır elementlerden birini sentezlemeyi amaçlayan fizikçilerin elindeki bilgiler, bu nedenle, dedektörlerde toplanan bilgilerdir: bir parçacığın dedektöre varış yeri, enerjisi ve zamanı ve bozunma bilgileri. Fizikçiler bu verileri analiz eder ve gerçekten de yeni bir elementten kaynaklandığı ve iddia edilenden farklı bir nüklidden kaynaklanamayacağı sonucuna varmaya çalışırlar. Genellikle, sağlanan veriler yeni bir unsurun kesinlikle yaratıldığı sonucuna varmak için yetersizdir ve gözlemlenen etkiler için başka bir açıklama yoktur; verilerin yorumlanmasında hatalar yapılmıştır.

Tarih

Albert Ghiorso , Nisan 1961'de periyodik tabloyu güncelleyerek, Latimer, Sikkeland ve Larsh (soldan sağa) onaylayarak bakarken, element 103'ün konumuna "Lw" sembolünü yazdı.

1958'de Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı'ndaki bilim adamları , şimdi nobelium olarak adlandırılan 102 numaralı elementin keşfini iddia ettiler . Aynı zamanda, nitrojen -14 iyonları ile kullanılan aynı curium hedefini bombalayarak element 103'ü sentezlemeye çalıştılar . Hedef yok edildiğinden bu deney üzerinde bir takip yapılmadı. Etrafında bozunma enerjisi olan on sekiz iz kaydedildi.9 ±MeV ve 14  s civarında yarı ömür ; Berkeley ekibi, nedenin 103 numaralı elementin bir izotopunun üretimi olsa da, diğer olasılıkların göz ardı edilemeyeceğini kaydetti. Veriler, daha sonra 257 Lr ( alfa bozunma enerjisi 8.87 MeV, yarı ömür 0.6 s) için keşfedilenlerle makul ölçüde uyuşuyor olsa da , bu deneyde elde edilen kanıt, 103. elementin sentezini kesin olarak göstermek için gereken gücün çok gerisinde kaldı. 1960 yılında, Lawrence Berkeley Laboratuvarı, 252 Cf'yi 10 B ve 11 B ile bombardıman ederek elementi sentezlemeye çalıştı . Bu deneyin sonuçları kesin değildi.

103 numaralı element üzerinde ilk önemli çalışma, Berkeley'de Albert Ghiorso, Torbjørn Sikkeland, Almon Larsh, Robert M. Latimer ve onların çalışma arkadaşlarının nükleer fizik ekibi tarafından 14 Şubat 1961'de gerçekleştirildi. İlk lavrensiyum atomları Bildirildiğine göre , Ağır İyon Doğrusal Hızlandırıcıdan (HILAC) boron -10 ve boron-11 çekirdekleri ile kaliforniyum elementinin üç izotopundan oluşan üç miligramlık bir hedefin bombardıman edilmesiyle üretildiği bildiriliyor . Berkeley ekibi, izotop 257 103'ün bu şekilde tespit edildiğini ve yarı ömre sahip 8.6 MeV'lik bir alfa parçacığı yayarak bozunduğunu bildirdi . 8 ± 2 sn . Bu tanımlama daha sonra 258 103 olarak düzeltildi , çünkü daha sonraki çalışmalar 257 Lr'nin tespit edilen özelliklere sahip olmadığını, ancak 258 Lr'nin olduğunu kanıtladı . Bu, o sırada element 103'ün sentezinin ikna edici kanıtı olarak kabul edildi: kütle ataması daha az kesin ve yanlış olduğu kanıtlansa da, element 103'ün sentezlenmiş olması lehine olan argümanları etkilemedi. Bilim adamları Nükleer Araştırma Ortak Enstitüsü içinde Dubna'da (daha sonra Sovyetler Birliği ) çeşitli eleştiriler getirmiş: Tüm ama bir yeterince yanıtlandı. İstisna, 252 Cf'nin hedefteki en yaygın izotop olması ve 10 B ile reaksiyonlarda , 258 Lr sadece dört nötron yayarak üretilebilirdi ve üç nötron yaymanın dört veya dört nötron yaymaktan çok daha az muhtemel olması bekleniyordu. beş. Bu, Berkeley ekibi tarafından bildirilen geniş değil, dar bir getiri eğrisine yol açacaktır. Olası bir açıklama, element 103'e atfedilen düşük sayıda olay olmasıydı. Bu, kanıt tamamen ikna edici olmasa da, element 103'ün sorgusuz keşfedilmesi için önemli bir ara adımdı. Berkeley ekibi , siklotronun mucidi Ernest Lawrence'dan sonra "Lw" sembolü ile "lawrencium" adını önerdi . IUPAC İnorganik Kimya Adlandırma Komisyonu adı kabul etti, ancak sembolü "Lr" olarak değiştirdi. Keşfin bu kabulü daha sonra Dubna ekibi tarafından aceleci olarak nitelendirildi.

252
98
bkz.
+ 11
5
B
263
103
lr
* → 258
103
lr
+ 5 1
0
n

Oluşturdukları için rapor elemanı 103 Dubna'da az ilk, 1965 gelen 256 bombardıman tarafından 1965 yılında 103 243 Am ile 18 O onun dolaylı olarak belirlenmesi, torunu fermium -252. Bildirdikleri yarı ömür, muhtemelen arka plandaki olaylardan dolayı biraz fazla yüksekti. Daha sonra 1967'de aynı reaksiyon üzerinde yapılan çalışma 8.35-8.50 MeV ve 8.50-8.60 MeV aralığında iki bozunma enerjisi tanımladı: bunlar 256 103 ve 257 103'e atandı. Tekrarlanan denemelere rağmen, bir alfa yayıcının atandığını doğrulayamadılar. sekiz saniyeden 257 103'e kadar yarılanma ömrü. Ruslar 1967'de yeni element için "Rutherfordium" adını önerdiler: bu isim daha sonra element 104 için kullanıldı .

243
95
NS
+ 18
8
Ö
261
103
lr
* → 256
103
lr
+ 5 1
0
n

1969'da Dubna'da ve 1970'te Berkeley'de yapılan diğer deneyler , yeni element için bir aktinit kimyası gösterdi , böylece 1970'e kadar 103'ün son aktinit olduğu biliniyordu. 1970'de Dubna grubu , yarı ömrü 20 s ve alfa bozunma enerjisi 8.38 MeV olan 255 103'ün sentezini bildirdi . Ancak, 1971 yılına kadar, Berkeley'deki California Üniversitesi'ndeki nükleer fizik ekibi, kütle numaraları 255 ila 260 arasında olan lavrensiyum izotoplarının nükleer bozunma özelliklerini ölçmeyi amaçlayan bir dizi deneyi başarılı bir şekilde gerçekleştirdiğinde, önceki tüm sonuçların aynısı değildi. Berkeley ve Dubna için ilk üretilen izotopun Berkeley grubu ilk hatalı atama ayrı doğrulanmıştır den 257 yerine muhtemelen doğru 103. 258 103. Ancak nihai şüpheler enerjileri zaman son olarak 1976 ve 1977 önlenmiştir X-ışınları yayılan 258 103 ölçüldü.

Öğe, Ernest Lawrence'ın adını aldı .

1971'de IUPAC, elementin varlığı için ideal verilere sahip olmasalar da, Lawrence Berkeley Laboratuvarı'na lavrensiyum keşfini verdi. Bununla birlikte, 1992'de, IUPAC Trans-fermiyum Çalışma Grubu (TWG), Dubna ve Berkeley'deki nükleer fizik ekiplerini lawrensiyumun ortak kaşifleri olarak resmen tanıdı ve 1961 Berkeley deneylerinin lawrensiyumun keşfi için önemli bir adım olduğu sonucuna vararak, onların henüz tamamen ikna edici değil; 1965, 1968 ve 1970 Dubna deneyleri birlikte ele alındığında gereken güven düzeyine çok yaklaşırken, yalnızca önceki gözlemleri açıklığa kavuşturan ve doğrulayan 1971 Berkeley deneyleri sonunda 103. elementin keşfinde tam bir güvenle sonuçlandı. "Lavrensiyum" adı bu noktada uzun süredir kullanılıyordu, IUPAC tarafından korundu ve Ağustos 1997'de Uluslararası Temel ve Uygulamalı Kimya Birliği (IUPAC), lavrensiyum adını ve "Lr" sembolünü onayladı. Cenevre'de toplantı .

özellikleri

Fiziksel

Lawrencium, aktinit serisinin son üyesidir . Konuyu inceleyenler arasında, genellikle skandiyum , itriyum ve lutesyum ile birlikte bir grup 3 elementi olarak kabul edilir , çünkü doldurulmuş f-kabuğunun onu 7. dönem geçiş metallerine benzetmesi beklenir : yine de var olmuştur. bu noktada bazı anlaşmazlıklar. Olarak periyodik tablo , bu aktinid sağında yer almaktadır nobelyum 6d geçiş metali solunda rutherfordiyum ve fiziksel ve kimyasal özellikleri paylaştığı lantanit Lutesyumu altında. Lavrensiyumun normal koşullar altında katı olması ve henüz deneysel olarak bilinmemekle  birlikte, daha hafif türdeş lutesyuma benzer şekilde, altıgen sıkı paketli bir kristal yapıya ( c / a = 1.58) sahip olması beklenir . Entalpi bir süblimasyon lawrencium yakın Lutesyumu değeri ve kuvvetli metalik lavrensiyum üç elektron ile üç değerli olduğunu düşündüren, 352 kJ / mol olduğu tahmin edilmektedir delokalize , aynı zamanda değerlerinin sistematik bir ekstrapolasyonu ile desteklenen bir kestirim buharlaşma ısısı , kütle modülü ve komşu elementlerin lavrensiyuma atom hacmi . Spesifik olarak, lavrensiyumun üç değerlikli, gümüşi bir metal olması, hava, buhar ve asitlerle kolayca oksitlenmesi ve lutetyumunkine benzer bir atomik hacme ve 171  pm'lik üç değerli bir metalik yarıçapa sahip olması beklenir . Yaklaşık 14.4 g / cc bir yoğunluğa sahip oldukça ağır metal olması beklenmektedir 3 . Ayrıca, lutesyum (1925 K) değerinden çok uzak olmayan yaklaşık 1900  K (1627  °C ) bir erime noktasına sahip olduğu tahmin edilmektedir .

Kimyasal

Eluant olarak amonyum α-HIB ile geç üç değerlikli lantanitlerin ve aktinitlerin elüsyon dizisi: lavrensiyum için kırık eğri bir tahmindir.

1949'da, 89'dan 103'e kadar olan elementlerin 57'den 71'e kadar olan lantanit serisine homolog bir aktinit serisi oluşturduğuna dair aktinit konseptini tasarlayan Glenn T. Seaborg , element 103'ün (lawrensiyum) son üyesi olması gerektiğini ve Lr 3'ün + iyonu Lu olarak istikrarlı olarak yaklaşık olmalıdır 3+ olarak sulu çözelti . 103. elementin nihayet kesin olarak sentezlenmesi ve bu tahminin deneysel olarak doğrulanması on yıllar sonraydı.

Elemanın 1969 çalışma lavrensiyum ile tepkimeye girdiğini göstermiştir klor muhtemelen triklorür LrCl olan bir ürün oluşturmak üzere 3 . Bu uçuculuğu klorürlerinin benzer olduğu bulunmuştur küriyum , fermium ve nobelium ve daha az daha rutherfordiyum klorür. 1970 yılında 256 Lr izotopunun 1500 atomu üzerinde iki değerli ( No , Ba , Ra ), üç değerlikli ( Fm , Cf , Cm , Am , Ac ) ve dört değerlikli ( Th , Pu ) elementlerle karşılaştırılarak kimyasal çalışmalar yapıldı . Lavrensiyumun üç değerlikli iyonlarla birlikte özütlendiği bulundu , ancak 256 Lr izotopunun kısa yarı ömrü , elüsyon dizisinde Md 3+'dan önce ayrıştırıldığına dair bir doğrulamayı engelledi . Lavrensiyum sulu çözeltide üç değerlikli Lr 3+ iyonu olarak oluşur ve bu nedenle bileşikleri diğer üç değerlikli aktinitlerinkine benzer olmalıdır: örneğin, lavrensiyum(III) florür (LrF 3 ) ve hidroksit (Lr(OH) 3 ) her ikisi de olmalıdır. suda çözünmez olmak. Nedeniyle aktinid daralma , iyonlu yarıçapı Lr ve 3+ Md daha küçük olmalıdır 3+ ve öncesinde Md ayrıştırmalıdır 3+ zaman amonyum α-hidroksiizobutirat (amonyum α-HIB) bir yıkama sıvısı olarak kullanılır. Daha sonra 1987'de daha uzun ömürlü izotop 260 Lr üzerinde yapılan deneyler, lavrensiyumun üç değerlikliliğini ve kabaca erbiyum ile aynı yerde ayrıştırıldığını doğruladı ve lavrensiyumun iyon yarıçapının88.6 ± 0.3  pm , periyodik trendlerden basit tahminden beklenenden daha büyük . Daha sonraki 1988 deneyleri, daha fazla lavrensiyum atomu ile bu değeri rafine etti.88.1 ± 0.1 pm ve hidratasyon değerinin bir entalpisi hesaplandı−3685 ± 13 kJ/mol . Ayrıca, aktinit serisinin sonundaki aktinit büzülmesinin, son aktinit olan lavrensiyum dışında, benzer lantanit büzülmesinden daha büyük olduğuna işaret edildi: nedenin göreceli etkiler olduğu tahmin edildi.

7s elektronlarının göreli olarak stabilize olduğu, böylece indirgeme koşullarında sadece 7p 1/2 elektronunun iyonize olacağı ve tek değerli Lr + iyonuna yol açtığı tahmin edilmektedir . Bununla birlikte, tüm deneyler Lr azaltmak için 3+ Lr için 2+ veya Lr + Benzer Lutesyumu için başarısız oldu sulu çözelti içinde. Buna dayanarak , E °(Lr 3+ →Lr + ) çiftinin standart elektrot potansiyeli -1,56 V'den az olarak hesaplandı  , bu da sulu çözeltide Lr + iyonlarının varlığının olası olmadığını gösterir. E °(Lr 3+ →Lr 2+ ) çifti için üst limit −0.44 V olarak tahmin edildi: E °(Lr 3+ →Lr) ve E °(Lr 4+ →Lr 3+ ) değerleri -2.06 V ve +7.9 V olarak tahmin edilir. 6d geçiş serisindeki grup oksidasyon durumunun kararlılığı Rf IV > Db V > Sg VI olarak azalır ve lavrensiyum, Lr III'ün Rf IV'ten daha kararlı olmasıyla trendi sürdürür .

Molekül lavrensiyum dihidrid (lRh olarak 2 olduğu tahmin edilir), bükülmüş , lawrencium 6d yörünge o aksine, birleştirme işleminde bir rol oynadığı tahmin edilmektedir lantan dihidrid (LAH 2 ). LaH 2 , 2.158 Å'lik La–H bağ mesafelerine sahipken, LrH 2 , çekirdeğin aksine, bağlanmada yer alan 7s ve 7p orbitallerinin göreceli daralması ve stabilizasyonu nedeniyle 2.042 Å'lik daha kısa Lr-H bağ mesafelerine sahip olmalıdır. 5f alt kabuğu ve çoğunlukla dahil edilmemiş 6d alt kabuğu gibi. Genel olarak, moleküler lRh 2 ve lRh karşılık gelen benzer beklenmektedir talyum (talyum bir 6s sahip türler 2 6p 1 lavrensiyum en 7s gibi, gaz fazında valans konfigürasyonu, 2 7p 1 daha karşılık gelen daha az) lantanid türleri. Ln 2+ olarak 5d 1 olma eğiliminde olan lantanitlerin aksine, Lr + ve Lr 2+ elektron konfigürasyonlarının sırasıyla 7s 2 ve 7s 1 olması beklenir . Bununla birlikte, lavrensiyumun üç değerlik elektronunun tümünün en azından resmi olarak Lr 3+ katyonu verecek şekilde iyonize edildiği türlerde , lavrensiyumun tipik bir aktinit ve lutesyumun daha ağır türdeşi gibi davranması beklenir, özellikle lavrensiyumun ilk üç iyonizasyon potansiyeli lutesyuma benzer olduğu tahmin edilmektedir. Bu nedenle, talyum farklı ama Lutesyumu gibi lavrensiyum lRh oluşturmak üzere tercih 3 lRh fazla ve Lr CO , aynı zamanda bilinmeyen LÜCO benzer olması beklenir σ bir değerlik konfigürasyonuna sahip iki metal 2 π 1 , kendi monocarbonyls içinde. Pπ-dπ bağ LrCl gözlenen beklenen 3 bu LucL için olduğu gibi 3 daha genel lncl ve 3 ve kompleks anyon [Lr (Cı- 5 , H 4 SiMe 3 ) 3 ] - olması beklenmektedir kararlı tıpkı lantanit türdeşleri gibi, lavrensiyum için 6d 1 konfigürasyonu ile ; bu 6d orbitali, onun en yüksek işgal edilen moleküler orbitali olacaktır .

atomik

Bir lavrensiyum atomunun 103 elektronu vardır ve bunlardan üçü değerlik elektronu olarak hareket edebilir . 1970 yılında, lavrensiyumun temel durum elektron konfigürasyonunun , Aufbau ilkesini izleyen ve [Xe]4f 14'e uyan [Rn]5f 14 6d 1 7s 2 (temel durum terimi simgesi 2 D 3/2 ) olduğu tahmin edildi. 5d 1 6s 2 Lawrencium'un daha hafif homolog lutesyum konfigürasyonu. Ancak sonraki yıl, bu tahmini sorgulayan, bunun yerine anormal bir [Rn]5f 14 7s 2 7p 1 konfigürasyonu bekleyen hesaplamalar yayınlandı . Erken hesaplamalar çelişkili sonuçlar verdi rağmen, son yapılan çalışmalar ve hesaplamalar s onaylamak 2 p öneri. 1974 göreli hesaplamaları, iki konfigürasyon arasındaki enerji farkının küçük olduğu ve hangisinin temel durumun belirsiz olduğu sonucuna vardı. Daha sonraki 1995 hesaplamaları , küresel s ve p 1/2 orbitallerinin atom çekirdeğine en yakın olması ve dolayısıyla göreceli kütlelerinin önemli ölçüde artması için yeterince hızlı hareket etmesi nedeniyle s 2 p konfigürasyonunun enerjisel olarak tercih edilmesi gerektiği sonucuna vardı .

1988'de, Eichler liderliğindeki bir bilim adamları ekibi, lavrensiyumun metal kaynaklar üzerindeki adsorpsiyon entalpisinin , elektron konfigürasyonuna bağlı olarak, lawrensiyumun elektron konfigürasyonunu ölçmek için bu gerçeği kullanmak için deneyler yapmanın mümkün olacağını hesapladı . S 2 p konfigürasyonu fazla olması beklenen uçucu s'den 2 d konfigürasyonu ve bu daha fazla benzer p-blok elemanı kurşun . Lavrensiyum uçucu olduğu için herhangi bir kanıt elde edilmiştir ve üzerinde lawrencium adsorpsiyon entalpisi için alt sınır kuvars veya platin s için tahmini değeri önemli ölçüde daha yüksek olduğunu 2 s konfigürasyonu.

2015 yılında, 256 Lr izotopu kullanılarak lavrensiyumun ilk iyonlaşma enerjisi ölçülmüştür . Ölçülen değer, 4,960,08
-0,07
eV
, 4.963(15) eV'lik göreli teorik tahminle çok iyi anlaştı ve ayrıca transaktinitlerin ilk iyonlaşma enerjilerini ölçmek için bir ilk adımı sağladı. Bu değer, her lantanidler ve aktinidlerden arasında en düşük ve s destekler 2 7p p konfigürasyonu 1/2 elektron sadece zayıf bağlı olması beklenir. Bu, lutesyum ve lavrensiyumun d-blok elemanlarına benzer şekilde davrandığını (ve dolayısıyla lantan ve aktinyum yerine skandiyum ve itriyumun gerçek ağır türdeşleri olduklarını) gösterir. Bazı alkali metal benzeri davranışlar tahmin edilmiş olsa da, adsorpsiyon deneyleri, lavrensiyumun alkali metaller gibi tek değerli değil, skandiyum ve itriyum gibi üç değerlikli olduğunu göstermektedir.

izotoplar

Kütle numaraları 251-262, 264 ve 266 olan on dört lavrensiyum izotopu bilinmektedir ; hepsi radyoaktif. Ek olarak, kütle numarası 253 olan bir nükleer izomer bilinmektedir. En uzun ömürlü lavrensiyum izotopu, 266 Lr, yaklaşık on saatlik bir yarı ömre sahiptir ve bugüne kadar bilinen en uzun ömürlü süper ağır izotoplardan biridir. Ancak, daha kısa ömürlü izotopların genellikle kimyasal deneylerde kullanılır 266 Lr şu anda sadece bir son olarak imal edilebilir bozunma ürünü daha ağır ve daha zor olan sentezleneceği elemanlarının: bu 2014 yılında keşfedilmiştir bozunma zincirinden ve 294 Ts . Lawrensiyum üzerinde yapılan ilk kimyasal çalışmalarda izotop 256 Lr (yarı ömür 27 saniye) kullanılmıştır: şu anda, bu amaç için genellikle biraz daha uzun ömürlü izotop 260 Lr (yarı ömür 2,7 dakika) kullanılmaktadır. 266 Lr'den sonra , en uzun ömürlü lavrensiyum izotopları 262 Lr (3,6 saat), 264 Lr (yaklaşık 3 saat), 261 Lr (44 dakika), 260 Lr (2,7 dakika), 256 Lr (27 saniye) ve 255 Lr'dir. (22 sn). Bilinen diğer tüm lavrensiyum izotoplarının yarılanma ömrü 20 saniyenin altındadır ve bunlardan en kısa ömürlü olanı ( 251 Lr) 27 milisaniyelik bir yarı ömre sahiptir. Lavrensiyum izotoplarının yarı ömürleri çoğunlukla 251 Lr'den 266 Lr'ye, 257 Lr'den 259 Lr'ye bir düşüşle düzgün bir şekilde artar .

Hazırlama ve saflaştırma

En hafif ( 251 Lr - 254 Lr) ve en ağır ( 264 Lr ve 266 Lr) lavrensiyum izotopları yalnızca dubniyum ( Z  = 105) izotoplarının alfa bozunma ürünleri olarak üretilirken , orta izotopların ( 255 Lr - 262 Lr) tümü olabilir. aktinid (bombardıman ile üretilen americium için aynştaynyum (ışık iyonları ile) hedefler bor neon). En önemli iki izotop olan 256 Lr ve 260 Lr bu aralıktadır. 256 Lr, kaliforniyum -249'u 70 MeV bor -11 iyonları ile bombardıman ederek (lawrensiyum -256 ve dört nötron üretir ) üretilebilirken , 260 Lr, berkelyum -249'u oksijen -18 ile bombalayarak (bir alfa lavrensiyum-260 üreten) üretilebilir. parçacık ve üç nötron).

Hem 256 Lr hem de 260 Lr, tam bir kimyasal saflaştırma işlemine izin vermek için çok kısa yarılanma ömrüne sahiptir. Erken deneyler 256 Lr bu yüzden hızlı kullanılan solvent ekstraksiyon ile, kenetleme maddesi tenoyltrifloroaseton içinde çözülmüş (TTA) metil izobütil keton olarak (MIBK) organik faz , ile sulu faz arabelleğe asetat çözümler. Farklı yükteki (+2, +3 veya +4) iyonlar daha sonra farklı pH aralıklarında organik faza ekstrakte edilecektir , ancak bu yöntem üç değerlikli aktinitleri ayırmaz ve bu nedenle yayılan 8.24 MeV alfa parçacıkları ile 256 Lr tanımlanmalıdır. . Daha yeni yöntemler , yakalayıcı folyodan 0,05 M hidroklorik asit ile çıkarılabilen daha uzun ömürlü izotop 260 Lr'yi  ayırmak için yeterli sürede a-HIB ile hızlı seçici elüsyonun gerçekleşmesine izin vermiştir .

Ayrıca bakınız

Notlar

Referanslar

bibliyografya

Dış bağlantılar