Лоуренсий

редактировать

химический элемент 103 Химический элемент с атомным номером 103
Лоуренсий, 103 Lr
Лоуренсий
Произношение(Об этом звуке listen ) ​()
Внешний видсеребристый (прогноз)
Массовое число [266]
Лавренций в периодической таблице
Водород Гелий
Литий Бериллий Бор Углерод Азот Кислород Фтор Неон
Натрий Магний Алюминий Кремний Фосфор Сера Хлор Аргон
Калий Кальций Скандий Титан Ванадий Хром Марганец Железо Кобальт Никель Медь Цинк Галлий Германий Мышьяк Селен Бром Криптон
Рубидий Стронций Иттрий Цирконий Ниобий Молибден Технеций Рутений Родий Палладий Серебро Кадмий Индий Олово Сурьма Теллур Йод e Ксенон
Цезий Барий Лантан Церий Празеодим Неодим Прометий Самарий Европий Гадолиний Тербий Диспрозий Гольмий Эрбий Тулий Иттербий Лютеций Гафний Тантал Вольфрам Рений Осмий Иридий Платина Золото Ртуть (элемент) Таллий Свинец Висмут Полоний Астатин Радон
Франций Радий Актиний Торий Протактиний Уран Нептуний Плутоний Америций Кюрий Берклий Калифорний Эйнштейний Фермий Менделевий Нобелий Лоуренсий Резерфорд Дубний Сиборгий Бор Калий Мейтнерий Дармштадций Рентгений Коперниций Нихоний Флеровий Московий Ливерморий Теннессин Оганессон
Lu. ↑. Lr. ↓. (Ups)
нобелий ← лоуренсий → резерфорд
Атомный номер (Z)103
Группа gro вверх н / д (иногда рассматривается группа 3 )
Период период 7
Блок f-блок (иногда рассматривается как d-блок )
Элемент категория Актинид, иногда считается переходным металлом
Электронная конфигурация [Rn ] 5f 7s 7p
Электронов на оболочку2, 8, 18, 32, 32, 8, 3
Физические свойства
Фаза при STP твердое (прогнозируемое)
Точка плавления 1900 K (1627 ° C, 2961 ° F) (прогноз)
Плотность (около rt )~ 15,6–16,6 г / см (прогноз)
Атомные свойства
Состояния окисления +3
Электроотрицательность Шкала Полинга: 1,3 (прогноз)
Энергии ионизации
  • 1-я: 478,6 кДж / моль
  • 2-я: 1428,0 кДж / моль (прогноз)
  • 3-я: 2219,1 кДж / моль ( предсказано)
Другие свойства
Естественное происхождениесинтетическое
Кристаллическая структура гексагональная плотноупакованная (hcp) Гексагональная плотноупакованная кристаллическая структура для лоуренсия . (предсказанная)
Номер CAS 22537- 19-5
История
Имяпосле Эрнеста Лоуренса
Дискавери Лоуренс Беркли На Международная лаборатория и Объединенный институт ядерных исследований (1961–1971)
Основные изотопы лоуренсия
Изотоп Изобилие Период полураспада (t1 / 2)Режим затухания Продукт
Lrsyn13 с78% αMd
22% εNo
Lrсин21,5 сαMd
Lrсин27 сαMd
Lrсин6,2 с78% αMd
22% SF
Lrсин2,7 минα Md
Lrсин44 мин.SF / ε?
Lrsyn3.6 hε No
Lrsyn 10 hSF
Категория Категория: Лоуренсиум.
  • просмотр
  • обсуждение
| ссылки

Лоуренсий - это синтетический химический элемент с символом Lr(ранее Lw) и атомным номером 103. Он назван в честь Эрнеста Лоуренса, изобретателя циклотрона, устройства, которое использовалось для обнаружения множества искусственных радиоактивных элементов. Радиоактивный металл, лоуренсий является одиннадцатым трансурановым элементом, а также последним членом серии актинидов. Как и все элементы с атомным номером более 100, лоуренсий можно получить только в ускорителях частиц путем бомбардировки более легких элементов заряженными частицами. В настоящее время известно тринадцать изотопов лоуренсия ; наиболее стабильным является Lr с периодом полураспада 11 часов, но более короткоживущий Lr (период полураспада 2,7 минуты) чаще всего используется в химии, поскольку его можно производить в более крупных масштабах.

Химические эксперименты подтвердили, что лоуренсий ведет себя как более тяжелый гомолог лютеция в периодической таблице и является трехвалентным элемент. Таким образом, его также можно было бы классифицировать как первый из переходных металлов 7-го периода: однако его электронная конфигурация является аномальной для его положения в периодической таблице, имея sp. конфигурация вместо SD-конфигурации его гомолога лютеция. Это означает, что лоуренсий может быть более летучим, чем ожидалось для его позиции в периодической таблице, и иметь летучесть, сравнимую с свинцом.

В 1950-х, 1960-х и 1970-х годах многие утверждения Синтез лоуренсия различного качества производился в лабораториях Советского Союза и США. Приоритет открытия и, следовательно, наименования элемента оспаривался между советскими и американскими учеными, и хотя Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC) первоначально установил лоуренсий в качестве Официальное название элемента и дало американскую команду за открытие, это было переоценено в 1997 году, давая обеим командам совместное признание открытия, но не меняя название элемента.

Содержание

  • 1 Введение
  • 2 История
  • 3 Характеристики
    • 3.1 Физические
    • 3.2 Химические
    • 3.3 Атомные
    • 3.4 Изотопы
  • 4 Приготовление и очистка
  • 5 См. Также
  • 6 Примечания
  • 7 Ссылки
  • 8 Библиография
  • 9 Внешние ссылки

Введение

Графическое изображение реакции ядерного синтеза Графическое изображение реакции ядерного синтеза. Два ядра сливаются в одно, испуская нейтрон. Реакции, которые привели к созданию новых элементов к этому моменту, были схожими, с той лишь разницей, что иногда выделялось несколько единичных нейтронов или ни одного.
Внешнее видео
значок видео Визуализация неудачного ядерного синтеза, основанная на расчетах Австралийский национальный университет

Самые тяжелые атомные ядра образуются в ядерных реакциях, которые объединяют два других ядра разного размера в одно; грубо говоря, чем более неравны два ядра по массе, тем больше вероятность их реакции. Материал, состоящий из более тяжелых ядер, превращается в мишень, которую затем бомбардируют пучком более легких ядер. Два ядра могут слиться в одно, только если они достаточно близко подходят друг к другу; обычно ядра (все положительно заряженные) отталкиваются друг от друга из-за электростатического отталкивания. сильное взаимодействие может преодолеть это отталкивание, но только на очень коротком расстоянии от ядра; Таким образом, ядра пучка сильно ускоряются, чтобы сделать такое отталкивание незначительным по сравнению со скоростью ядра пучка. Одного сближения недостаточно для слияния двух ядер: когда два ядра приближаются друг к другу, они обычно остаются вместе примерно в течение 10 секунд, а затем расходятся (не обязательно в том же составе, что и до реакции), а не образуют единое ядро. Если слияние действительно происходит, временное слияние, называемое составным ядром, представляет собой возбужденное состояние. Чтобы потерять свою энергию возбуждения и достичь более стабильного состояния, составное ядро ​​либо делится, либо испускает один или несколько нейтронов, которые уносят энергию. Это происходит примерно через 10 секунд после первоначального столкновения.

Луч проходит через цель и достигает следующей камеры, сепаратора; если новое ядро ​​произведено, оно переносится этим лучом. В сепараторе вновь образованное ядро ​​отделяется от других нуклидов (от исходного пучка и любых других продуктов реакции) и переносится на детектор с поверхностным барьером , который останавливает ядро. Отмечается точное место предстоящего удара о детектор; также отмечена его энергия и время прибытия. Перевод занимает около 10 секунд; Чтобы ядро ​​было обнаружено, оно должно выжить так долго. Ядро регистрируется снова после регистрации его распада и измерения местоположения, энергии и времени распада.

Стабильность ядра обеспечивается сильным взаимодействием. Однако его диапазон очень мал; по мере того, как ядра становятся больше, его влияние на самые удаленные нуклоны (протоны и нейтроны) ослабевает. В то же время ядро ​​разрывается электростатическим отталкиванием между протонами, так как оно имеет неограниченный радиус действия. Таким образом, ядра самых тяжелых элементов предсказаны теоретически и до сих пор наблюдались в основном распадом посредством мод распада, вызванных таким отталкиванием: альфа-распад и спонтанное деление ; эти режимы преобладают для ядер сверхтяжелых элементов. Альфа-распад регистрируется испускаемыми альфа-частицами, и продукты распада легко определить до фактического распада; если в результате такого распада или серии последовательных распадов образуется известное ядро, исходный продукт реакции можно определить арифметически. Самопроизвольное деление, однако, производит различные ядра в качестве продуктов, поэтому исходный нуклид не может быть определен по его дочерним элементам.

Информация, доступная физикам, стремящимся синтезировать один из самых тяжелых элементов, - это информация, собранная на детекторах: местоположение, энергия и время прибытия частицы к детектору и время ее распада. Физики анализируют эти данные и пытаются сделать вывод, что это действительно было вызвано новым элементом и не могло быть вызвано другим нуклидом, чем заявленный. Часто предоставленных данных недостаточно для вывода о том, что новый элемент определенно был создан, и нет другого объяснения наблюдаемых эффектов; были допущены ошибки в интерпретации данных.

История

Альберт Гиорсо обновил периодическую таблицу в апреле 1961 года, вписав символ «Lw» в позицию для элемента 103, как сообщают исследователи Латимер, Сиккеланд, и Ларш (слева направо) одобрительно смотрят.

В 1958 году ученые из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли заявили об открытии 102-го элемента, который теперь называется нобелием. В то же время они также попытались синтезировать элемент 103 путем бомбардировки той же мишени кюри, используемой ионами азота -14. Дальнейшее наблюдение за этим экспериментом не проводилось, так как цель была уничтожена. Было замечено восемнадцать треков с энергией распада около 9 ± 1 МэВ и периодом полураспада около ⁄ 4 с; Команда Беркли отметила, что, хотя причиной могло быть производство изотопа 103 элемента, нельзя исключать другие возможности. Хотя данные разумно согласуются с данными, обнаруженными позднее для Lr (альфа-распад энергия 8,87 МэВ, период полураспада 0,6 с), доказательства, полученные в этом эксперименте, далеко не соответствуют требуемой силе. чтобы убедительно продемонстрировать синтез элемента 103. Позже, в 1960 году лаборатория Лоуренса Беркли попыталась синтезировать элемент путем бомбардировки Cf B и B. Результаты этого эксперимента не были окончательными.

Первая важная работа над элементом 103 была проведена в Беркли группой ядерной физики из Альберта Гиорсо, Торбьёрна Сиккеланда, Алмона Ларша, Роберта М. Латимера и их соавторов. -рабочих 14 февраля 1961 года. Первые атомы лоуренсия, как сообщается, были получены при бомбардировке трех- миллиграмма мишени, состоящей из трех изотопов элемента калифорний с бором <45 Ядра>-10 и бора-11 из линейного ускорителя тяжелых ионов (HILAC). Команда из Беркли сообщила, что изотоп 103 был обнаружен таким образом и что он распался, испустив 8,6 МэВ альфа-частицу с периодом полураспада, равным 8 ± 2 с. Позднее это отождествление было исправлено на 103, поскольку более поздние работы доказали, что Lr не обнаружил свойства, а Lr обнаружил. В то время это считалось убедительным доказательством синтеза элемента 103: хотя массовое присвоение было менее определенным и оказалось ошибочным, оно не повлияло на аргументы в пользу синтеза элемента 103. Ученые из Объединенного института ядерных исследований в Дубне (тогда в Советском Союзе ) высказали несколько критических замечаний: на все, кроме одного, были даны адекватные ответы. Исключением было то, что Cf был наиболее распространенным изотопом в мишени, а в реакциях с B Lr мог образоваться только путем испускания четырех нейтронов, и ожидалось, что испускание трех нейтронов будет гораздо менее вероятным, чем испускание четырех или пяти. Это приведет к узкой кривой доходности, а не к широкой кривой, о которой сообщила команда Беркли. Возможное объяснение состояло в том, что было небольшое количество событий, приписываемых элементу 103. Это был важный промежуточный шаг к неоспоримому открытию элемента 103, хотя доказательства не были полностью убедительными. Команда Беркли предложила название «лоуренсий» с символом «Lw» в честь Эрнеста Лоуренса, изобретателя циклотрона. Комиссия ИЮПАК по номенклатуре неорганической химии приняла это название, но изменила символ на «Lr». Это признание открытия было позже охарактеризовано дубненской группой как поспешное.

. 98Cf. +. 5B. →. 103 Lr. * →. 103 Lr. + 5. 0n.

Первая работа в Дубне по 103 элементу была проведена в 1965 г., когда они сообщили о создании 103 в 1965 г. путем бомбардировки Am с O, косвенно идентифицируя его по его внучке фермию -252. Сообщаемый ими период полураспада был несколько завышен, возможно, из-за фоновых событий. Позднее в 1967 году работа над той же реакцией определила две энергии распада в диапазонах 8,35–8,50 МэВ и 8,50–8,60 МэВ: они были отнесены к 103 и 103. Несмотря на неоднократные попытки, они не смогли подтвердить отнесение альфа-излучателя к половинному значению. время жизни восемь секунд до 103. Русские предложили название «резерфордий» для нового элемента в 1967 году: это название позже было использовано для элемента 104.

. 95Am. +. 8O. →. 103 Lr. * →. 103 Lr. + 5. 0n.

Дальнейшие эксперименты в 1969 г. в Дубне и в 1970 г. в Беркли продемонстрировали химию актинидов нового элемента, так что к 1970 г. стало известно, что элемент 103 является последним актинидом. В 1970 году дубненская группа сообщила о синтезе 103 с периодом полураспада 20 с и энергией альфа-распада 8,38 МэВ. Однако только в 1971 году, когда группа ядерной физики из Калифорнийского университета в Беркли успешно выполнила целую серию экспериментов, направленных на измерение свойств ядерного распада изотопов лоуренсия с массовыми числами от 255 до 260, все предыдущие результаты из Беркли и Дубны были подтверждены, за исключением первоначального ошибочного отнесения группой Беркли первого произведенного изотопа к 103 вместо, вероятно, правильного 103. Все окончательные сомнения были окончательно развеяны в 1976 и 1977 годах, когда энергия рентгеновских лучей, испускаемых из 103.

Элемент был назван в честь Эрнеста Лоуренса.

В 1971 году ИЮПАК предоставил лаборатории Лоуренса в Беркли открытие лоуренсия, хотя у них не было идеальных данных для существование элемента. Однако в 1992 г. рабочая группа по трансфермию ИЮПАК (TWG) официально признала группы ядерных физиков в Дубне и Беркли соавторами лоуренсия, заключив, что, хотя эксперименты в Беркли 1961 г. были важным шагом к открытию Лоуренсия они еще не были полностью убедительными; и хотя эксперименты в Дубне 1965, 1968 и 1970 годов очень близко подошли к необходимому уровню уверенности, вместе взятые, только эксперименты в Беркли 1971 года, которые прояснили и подтвердили предыдущие наблюдения, наконец привели к полной уверенности в открытии 103-го элемента. название «лоуренсий» к этому моменту использовалось уже долгое время, оно было сохранено ИЮПАК, и в августе 1997 г. Международный союз чистой и прикладной химии (ИЮПАК) ратифицировал название лоуренсий и символ "Lr" во время встречи в Женеве.

Характеристики

Физические

Лоуренсий является последним членом серии актинидов и иногда считается элемент группы 3 вместе с скандием, иттрием и лютецием, поскольку его заполненная f-оболочка, как ожидается, будет напоминать 7-й период переходные металлы. В периодической таблице он расположен справа от актинида нобелия, слева от 6d переходного металла резерфордия и под лютецием лантанида с которой он обладает многими физическими и химическими свойствами. Предполагается, что при нормальных условиях лоуренсий будет твердым телом и имеет гексагональную плотноупакованную кристаллическую структуру (/ a = 1,58), аналогичную его более легкому родственному соединению лютецию., хотя экспериментально это пока не известно. энтальпия сублимации лоуренсия оценивается в 352 кДж / моль, что близко к значению лютеция и убедительно свидетельствует о том, что металлический лоуренсий трехвалентен с 7s и 6d электронами делокализованный, прогноз также подтверждается систематической экстраполяцией значений теплоты испарения, модуля объемной упругости и атомного объема соседних элементов на лоуренсий.. В частности, ожидается, что лоуренсий будет трехвалентным серебристым металлом, легко окисляемым воздухом, паром и кислотами, и имеющий атомный объем, аналогичный атомному объему лютеций и трехвалентный металлический радиус 171 пм. Ожидается, что это будет довольно тяжелый металл с плотностью от 15,6 до 16,6 г / см. Также прогнозируется, что его точка плавления будет около 1900 K (1627 ° C ), что недалеко от значения для лютеция (1925 K).

Химическая реакция

Последовательность элюирования трехвалентных лантаноидов и актинидов с аммоний-α-HIB в качестве элюента: пунктирная кривая для лоуренсия является предсказанием.

В 1949 г. Glenn T. Seaborg, который разработал концепцию актинидов, согласно которой элементы с 89 до 103 образуют ряд актинидов, гомологичных ряду лантанидов, от элементов 57 до 71, предсказал, что элемент 103 (лоуренсий) должен быть его последний член и что ион Lr должен быть примерно таким же стабильным, как и Lu в водном растворе. Лишь десятилетия спустя был окончательно синтезирован элемент 103, и это предсказание было экспериментально подтверждено.

Исследования этого элемента в 1969 г. показали, что лоуренсий реагирует с хлором с образованием продукта, который является наиболее эффективным. вероятно, трихлорид LrCl 3. Было обнаружено, что его летучесть аналогична летучести хлоридов кюрия, фермия и нобелия и намного меньше, чем у хлорид резерфордия. В 1970 году были проведены химические исследования 1500 атомов изотопа Lr, сравнив его с двухвалентными (No, Ba, Ra ), трехвалентными (Fm, Cf, Cm, Am, Ac ) и четырехвалентными (Th, Pu ) элементами. Было обнаружено, что лоуренсий соэкстрагируется с трехвалентными ионами, но короткий период полураспада изотопа Lr не позволяет подтвердить, что он элюировал раньше Md в последовательность элюирования. Лоуренсий присутствует в виде трехвалентного иона Lr в водном растворе, и, следовательно, его соединения должны быть аналогичны соединениям других трехвалентных актинидов: например, лоуренсий (III) фторид (LrF 3) и гидроксид (Lr (OH) 3) оба должны быть нерастворимыми в воде. Из-за сокращения актинидов, ионный радиус Lr должен быть меньше, чем у Md, и он должен элюироваться раньше Md, когда (аммоний-α-HIB) используется в качестве элюента.. Более поздние эксперименты 1987 года с более долгоживущим изотопом Lr подтвердили трехвалентность лоуренсия и его элюирование примерно в том же месте, что и эрбий, и обнаружили, что ионный радиус лоуренсия составляет 88,6 ± 0,3 пм, больше чем можно было бы ожидать от простой экстраполяции из периодических трендов. Более поздние эксперименты 1988 г. с большим количеством атомов лоуренсия уточнили это значение до 88,1 ± 0,1 пм и рассчитали значение -3685 ± 13 кДж / моль. Было также указано, что сокращение актинидов в конце ряда актинидов было больше, чем аналогичное сокращение лантаноидов, за исключением последнего актинида, лоуренсия: предполагалось, что причиной являются релятивистские эффекты.

Это Было высказано предположение, что 7s-электроны релятивистски стабилизированы, так что в восстановительных условиях только 7p 1/2 электрон будет ионизирован, что приведет к одновалентному иону Lr. Однако все эксперименты по восстановлению Lr до Lr или Lr в водном растворе были безуспешными, как и с лютецием. Исходя из этого, стандартный потенциал электрода пары E ° (Lr → Lr) был рассчитан как менее -1,56 V, что указывает на наличие ионов Lr в водный раствор маловероятен. Верхний предел для пары E ° (Lr → Lr) был предсказан равным −0,44 В: значения для E ° (Lr → Lr) и E ° (Lr → Lr) прогнозируются как −2,06 В и +7,9 В..Стабильность групповой степени окисления в серии переходов 6d уменьшается как Rf >Db >Sg, и лоуренсий продолжает эту тенденцию, при этом Lr является более стабильным, чем Rf.

В молекуле дигидрида лоуренсия (LrH 2), который, согласно прогнозам, будет изогнут, ожидается, что 6d-орбиталь лоуренсия не будет играть роль в связывании, в отличие от (LaH 2). LaH 2 имеет расстояния связи La – H 2,158 Å, в то время как LrH 2 должно иметь более короткие расстояния связи Lr – H 2,042 Å из-за релятивистского сжатия и стабилизации 7s и 7p. орбитали, участвующие в связывании, в отличие от сердцевинной подоболочки 5f и в основном не задействованной подоболочки 6d. В общем, ожидается, что молекулярные LrH 2 и LrH будут напоминать соответствующие частицы таллия (таллий, имеющий валентную конфигурацию 6s6p в газовой фазе, как 7s7p лоуренсия) больше, чем соответствующие лантаноиды разновидностей. Ожидается, что электронные конфигурации Lr и Lr будут равны 7s и 7s соответственно, в отличие от лантаноидов, которые имеют тенденцию к 5d как Ln. Однако в тех разновидностях, где все три валентных электрона лоуренсия ионизируются с образованием, по крайней мере формально, катиона Lr, ожидается, что лоуренсий будет вести себя как типичный актинид и более тяжелый родственный элемент лютеция, особенно потому, что первые три потенциала ионизации лоуренсия, как предполагается, будут равны быть похожим на лютеций. Следовательно, в отличие от таллия, но подобно лютецию, лоуренсий предпочел бы образовывать LrH 3, чем LrH, и ожидается, что Lr CO будет аналогичен также неизвестному LuCO, оба металла имеют валентную конфигурацию. σπ в их соответствующих монокарбонилах. Связь pπ – dπ, как ожидается, будет наблюдаться в LrCl 3 так же, как и в LuCl 3 и, в более общем смысле, во всем LnCl 3, а комплексный анион [Lr (C 5H4SiMe 3)3], как ожидается, будет стабильным, как и его родственные ему лантаноиды, с конфигурацией 6d для лоуренсия; эта 6d-орбиталь будет ее самой высокой занятой молекулярной орбиталью.

атомной

Атом лоуренсия имеет 103 электрона, три из которых могут действовать как валентные электроны. В 1970 году было предсказано, что электронная конфигурация в основном состоянии лоуренсия была [Rn ] 5f6d7s (основное состояние условное обозначение D 3/2), следуя принципу Ауфбау и соответствующей конфигурации [Xe] 4f5d6s более легкого гомолога лютеция лоуренсия. Однако в следующем году были опубликованы расчеты, которые поставили под сомнение это предсказание, вместо этого ожидая аномальной конфигурации [Rn] 5f7s7p. Хотя ранние расчеты дали противоречивые результаты, более поздние исследования и расчеты подтверждают, что sp sug восприятие. 1974 релятивистские расчеты пришли к выводу, что разница энергий между двумя конфигурациями мала и что неясно, какое состояние является основным. Более поздние расчеты 1995 года пришли к выводу, что sp-конфигурация должна быть энергетически предпочтительной, потому что сферические s и p 1/2 орбитали находятся ближе всего к ядру атома и, таким образом, перемещаются достаточно быстро, чтобы их релятивистская масса значительно увеличилась.

В 1988 году группа ученых во главе с Эйхлером подсчитала, что лоуренсий на металлических источниках будет достаточно различаться в зависимости от его электронной конфигурации, чтобы было возможно проводить эксперименты, чтобы использовать этот факт для измерения электронной конфигурации лоуренсия. Ожидается, что конфигурация sp будет более изменчивой, чем конфигурация sd, и будет более похожа на конфигурацию p-block element lead. Не было получено никаких доказательств того, что лоуренсий является летучим, и нижний предел энтальпии адсорбции лоуренсия на кварце или платине был значительно выше, чем расчетное значение для sp-конфигурации.

В 2015 году была измерена первая энергия ионизации лоуренсия с использованием изотопа Lr. Измеренное значение, 4,96. -0,07 eV, очень хорошо согласуется с релятивистским теоретическим предсказанием 4,963 (15) эВ, а также представляет собой первый шаг в измерении первых энергий ионизации трансактинидов .. Это значение является самым низким среди всех лантаноидов и актинидов и поддерживает sp-конфигурацию, поскольку ожидается, что электрон 7p 1/2 будет только слабо связан. Это предполагает, что лютеций и лоуренсий ведут себя аналогично элементам d-блока (и, следовательно, являются более тяжелыми конгенерами скандия и иттрия вместо лантана и актиний ), а также то, что лоуренсий может вести себя подобно щелочным металлам натрий и калию в некоторых отношениях. Учитывая, что sp-конфигурация правильная, тогда лоуренсий не может рассматриваться как переходный металл в соответствии с определением IUPAC («Элемент, атом которого имеет неполную подоболочку d или который может давать начало катионам с неполная субоболочка d "), в отличие от своего более легкого гомолога лютеция и элементов группы 3, к которым иногда классифицируются лютеций и лоуренсий. Тем не менее весьма вероятно, что металлический лоуренсий будет вести себя аналогично кюрию, который имеет конфигурацию [Rn] 5f6d7s, и покажет ожидаемую конфигурацию [Rn] 5f6d7s, которая подтверждается более ранними экспериментами по летучести.

Изотопы

Известно тринадцать изотопов лоуренсия с массовыми числами 251–262 и 266; все радиоактивны. Кроме того, известен один ядерный изомер с массовым числом 253. Самый долгоживущий изотоп лоуренсия, Lr, имеет период полураспада 10 часов и является одним из самых долгоживущих сверхтяжелых изотопов, известных на сегодняшний день, что позволяет предположить, что он, возможно, находится на берегу острова стабильности сверхтяжелых ядер. Однако в химических экспериментах обычно используются более короткоживущие изотопы, поскольку Lr в настоящее время может быть произведен только как конечный продукт распада еще более тяжелых и трудно синтезируемых элементов: он был обнаружен в 2014 году в цепочка распада из Ц. Изотоп Lr (период полураспада 27 секунд) использовался в первых химических исследованиях лоуренсия: в настоящее время для этой цели обычно используется немного более продолжительный изотоп Lr (период полураспада 2,7 минуты). После Lr наиболее долгоживущими изотопами лоуренсия являются Lr (3,6 ч), Lr (44 мин), Lr (2,7 мин), Lr (27 с) и Lr (22 с). Все другие известные изотопы лоуренсия имеют период полураспада менее 20 секунд, а самый короткий из них (Lr) имеет период полураспада 27 миллисекунд. Ожидается, что неоткрытые изотопы с массовыми числами от 263 до 265 будут иметь более длительный период полураспада (Lr, 5 часов; Lr и Lr, 10 часов). Периоды полураспада изотопов лоуренсия в основном плавно увеличиваются от Lr до Lr, с падением от Lr до Lr.

Подготовка и очистка

В то время как самые легкие (Lr до Lr) и самые тяжелые (Lr) изотопы лоуренсия образуются только как продукты альфа-распада изотопов дубния (Z = 105), средние изотопы (от Lr до Lr) могут быть получены бомбардировкой актинида (от америций до эйнштейний ) мишени с легкими ионами (от бора до неона). Два наиболее важных изотопа, Lr и Lr, находятся в этом диапазоне. Lr может быть получен путем бомбардировки калифорния -249 ионами бора -11 с энергией 70 МэВ (с образованием лоуренсия-256 и четырех нейтронов ), в то время как Lr может быть получен путем бомбардировка берклия -249 кислородом -18 (с образованием лоуренсия-260, альфа-частицы и трех нейтронов).

И Lr, и Lr тоже имеют период полураспада короткие, чтобы обеспечить полный процесс химической очистки. Поэтому в ранних экспериментах с Lr использовалась быстрая экстракция растворителем с хелатирующим агентом теноилтрифторацетон (ТТА), растворенным в метилизобутилкетоне (MIBK). как и с водной фазой, являющейся забуференными растворами ацетата. Ионы с разным зарядом (+2, +3 или +4) затем будут экстрагироваться в органическую фазу в разных диапазонах pH, но этот метод не будет разделять трехвалентные актиниды, и поэтому Lr должен быть идентифицирован по его испускал альфа-частицы с энергией 8,24 МэВ. Более современные методы позволили провести быстрое селективное элюирование α-HIB за достаточно времени, чтобы отделить более долгоживущий изотоп Lr, который можно удалить из фольги-улавливателя 0,05 M соляной кислотой.

См. Также

Примечания

Ссылки

Библиография

Внешние ссылки

Последняя правка сделана 2021-05-26 03:25:38
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте