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Laurêncio

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Laurêncio
103 LR
Lu

Lr

(Upp)
nobeliumlawrenciumrutherfordium
Aparência
desconhecido
Propriedades gerais
Nome, símbolo, número lawrencium, LR, 103
Pronúncia / l ə r ɛ n s Eu ə m /
lə- REN -veja-əm
Categoria elemento actinide
por vezes considerado um metal de transição
Grupo, período, bloco n / D, 7, d
Peso atômico padrão [262]
Configuração eletrônica [ Rn ] 7s 2 5F 14 7p 1
2, 8, 18, 32, 32, 8, 3
Conchas de electrões de laurêncio (2, 8, 18, 32, 32, 8, 3)
História
Descoberta Lawrence Berkeley National Laboratory (1961)
Propriedades físicas
Fase sólido presumivelmente
Propriedades atômicas
Estados de oxidação 3
Energias de ionização 1º: 443,8 kJ · mol -1
2: 1428,0 kJ · mol -1
3: 2219,1 kJ · mol -1
Miscelânea
Número de registo CAS 22537-19-5
A maioria dos isótopos estáveis
Ver artigo principal: Isótopos de lawrencium
iso N / D meia-vida DM DE ( MeV) DP
262 LR syn 3.6 h CE 262 n
261 LR syn 44 min SF / CE?
260 LR syn 2,7 min α 8.04 256 Md
259 LR syn 6.2 s 78% α 8.44 255 Md
22% SF
256 LR syn 27 s α 8.62,8.52,8.32 ... 252 Md
255 LR syn 21,5 s α 8.43,8.37 251 Md
254 LR syn 13 s 78% α 8.46,8.41 250 Md
22% CE 254 n
Só os isótopos com meias-vidas mais de 5 segundos são aqui incluídos

Lawrencium é um radioativo sintético elemento químico com o símbolo Lr (anteriormente Lw) e número atômico 103. Na tabela periódica dos elementos, é um período de 7 elemento d-bloco eo último elemento da actinide série. Experiências químicas confirmaram que lawrencium comporta-se como o mais pesado homologue a lutécio e é quimicamente semelhante a outras actinídeos.

Laurêncio foi sintetizado pela primeira vez pela equipa nuclear na física liderada por Albert Ghiorso em 14 de Fevereiro de 1961, no Lawrence Berkeley National Laboratory, da Universidade da Califórnia. Os primeiros átomos de lawrencium foram produzidos bombardeando um alvo de três miligramas composta de três isótopos do elemento califórnio com boro -10 e boro-11 núcleos de o Heavy Ion Linear Accelerator. A equipe sugeriu o nome lawrencium (depois Ernest Lawrence), e o símbolo "Lw", mas O símbolo IUPAC mudado para "Lr" em 1963. Foi o final e o elemento mais pesado do actinídeos série a ser sintetizado.

Tudo isótopos de lawrencium são radioativos; seu isótopo mais estável é conhecido laurêncio-262, com uma meia-vida de aproximadamente 3,6 horas. Todos os seus isótopos, excepto para laurêncio-260, -261 e -262 decaimento, com uma semi-vida de menos de um minuto.

História

Descoberta

Laurêncio foi primeiro sintetizado pelo nuclear na física equipe de Albert Ghiorso, Torbjørn Sikkeland, Almon Larsh, Robert M. Latimer, e seus colegas de trabalho em 14 de Fevereiro de 1961, no Laboratório de Radiação Lawrence (agora chamado de Lawrence Berkeley National Laboratory) na Universidade da Califórnia. Os primeiros átomos de lawrencium foram produzidos bombardeando um período de três alvo miligramas composta de três isótopos do elemento califórnio com boro -10 e boro-11 núcleos de o Heavy Ion Linear Accelerator (Hilac). A equipe de Berkeley relatado que o isótopo 257 Lr foi detectado deste modo, e que deteriorado por um emissor de 8,6 MeV partícula alfa com uma semi-vida de cerca de oito segundos. Esta identificação foi posteriormente corrigido para ser 258 Lr.

252
98 Cf + 11
5 B263- x
Lr 103258
103 Lr + 5 1
0 n

Em 1967, pesquisadores nuclear-física em Dubna, Rússia , informou que eles não foram capazes de confirmar a atribuição de um emissor alfa com uma meia-vida de oito segundos para 257 Lr. Este isótopo mais tarde foi deduzida para ser 258 Lr. Em vez disso, a equipe de Dubna relatou um isótopo com meia-vida de cerca de 45 segundos como 256 Lr.

243
95 Am + 18
8 O261- x
Lr 103256
103 Lr + 5 1
0 n

Outros experimentos têm demonstrado um actinide química para o novo elemento, então em 1970 era sabido que lawrencium é a última actinide. Em 1971, a equipe de física nuclear na Universidade da Califórnia em Berkeley realizada com sucesso uma série de experimentos destinados a medir as propriedades de decaimento dos isótopos nucleares lawrencium com números de massa de 255 a 260.

Em 1992, o IUPAC Trans-fermium Grupo de Trabalho (TWG) oficialmente reconhecido as equipes física nuclear na Dubna e Berkeley como os co-descobridores do lawrencium.

Nomeando

A origem do nome, ratificada pelo American Chemical Society, é em referência ao -físico nuclear Ernest O. Lawrence, do Universidade da Califórnia, que inventou o acelerador de partículas do ciclotrão. O símbolo Lw foi utilizado originalmente, mas o elemento foi atribuído o símbolo Lr. Em agosto de 1997, o União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC) ratificou a lawrencium nome eo símbolo Lr durante uma reunião em Genebra .

Características

Estrutura eletrônica

Lawrencium é elemento 103 na tabela periódica . É o primeiro membro do bloco de 6d; de acordo com Regra Madelung, a sua configuração eletrônica deveria ser [n] 7s 2 5F 14 6d 1. No entanto, os resultados da investigação da mecânica quântica têm sugerido que essa configuração é incorreta, e é de facto [n] 7s 2 5F 14 7p 1. Uma medição directa desta não é possível. Embora cálculos iniciais deram resultados conflitantes, estudos mais recentes e os cálculos confirmar a sugestão.

A estreita correlação entre a blocos ea tabela periódica configurações orbital-shell para átomos neutros classificaria lawrencium como um metal de transição , pois poderia ser classificado como um elemento d-bloco. No entanto, laurêncio é classificado como um elemento dos actinídeos de acordo com as recomendações da IUPAC.

Propriedades químicas experimentais

Resumo de todos os compostos conhecidos lawrencium
Fórmula Nomes (s)
LrCl 3 tricloreto lawrencium; laurêncio (III) cloreto de

Fase gasosa

Os primeiros estudos de fase gasosa-de lawrencium foram relatados em 1969 por uma física nuclear equipe no Flerov Laboratório de Reações Nucleares (FLNR) na União Soviética . Eles usaram o reacção nuclear Am 243 + 18 O para produzir lawrencium núcleos, que, em seguida, expostas a uma corrente de cloro gás, e um produto de cloreto volátil foi formado. Este produto foi deduzida para ser 256 LrCl 3, e isto é confirmado que laurêncio um elemento típico actinídeos.

Fase Aquosa

Os primeiros estudos de fase aquosa de lawrencium foram relatados em 1970 por uma equipe de física nuclear no Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, na Califórnia. Esta equipe usou a reação nuclear 249 Cf + 11 B para produzir núcleos lawrencium. Eles foram capazes de mostrar que laurêncio forma um ião trivalente, semelhantes às dos outros elementos actinídeos, mas em contraste com a de nobelium . Outras experiências em 1988 confirmaram a formação de um ião trivalente laurêncio (III) utilizando cromatografia de permuta aniónica utilizando α-hidroxi butirato de iso complexo (α-HIB). A comparação do tempo de eluição com outras actinídeos permitiu uma determinação do pico de 88,6 m para o raio iônico para Lr 3+. As tentativas de reduzir lawrencium no estado lawrencium (III) ionização para lawrencium (I) usando o potente agente reduzindo cloridrato de hidroxilamina foram infrutíferas.

Nucleosynthesis

Fusão

205 Tl (50 Ti, xn) 255-x Lr (x = 2?)

Esta reação foi estudada em uma série de experimentos em 1976 por Yuri Oganessian e sua equipe na FLNR. Evidência foi fornecida para a formação de 253 Lr no canal de saída 2n.

203 Tl (50 Ti, xn) 253-x Lr

Esta reação foi estudada em uma série de experimentos em 1976 por Yuri Oganessian e sua equipe na FLNR.

208 Pb (48 Ti, PXN) 255-x Lr (x = 1?)

Esta reação foi relatada em 1984 por Yuri Oganessian no FLNR. A equipe foi capaz de detectar decaimentos de 246 Cf, um descendente de 254 Lr.

208 Pb (45 Sc, xn) 253-x Lr

Esta reação foi estudada em uma série de experimentos em 1976 por Yuri Oganessian e sua equipe na FLNR. Os resultados não são prontamente disponíveis.

209 Bi (48 Ca, xn) 257-x Lr (x = 2)

Esta reacção tem sido utilizada para estudar as propriedades espectroscópicas de 255 Lr. A equipe da GANIL utilizada a reação em 2003 e a equipe do FLNR-lo usado entre 2004-2006 para fornecer mais informações para o regime de decadência de 255 Lr. O trabalho forneceu elementos de prova de um nível isomeric em 255 Lr.

Fusão quente

243 Am (18O, xn) 261-x LR (x = 5)

Esta reação foi estudado pela primeira vez em 1965 pela equipe no FLNR. Eles foram capazes de detectar a actividade com um decaimento característico de 45 segundos, o que foi atribuído a 256 ou 257 Lr Lr. Trabalho posterior sugere uma atribuição para 256 Lr. Outros estudos em 1968 produziu uma actividade alfa 8,35-8,60 MeV com uma meia-vida de 35 segundos. Esta atividade também foi inicialmente atribuído a 256 Lr ou 257 LR e mais tarde para apenas 256 Lr.

243 Am (16 Ó, xn) 259-x LR (x = 4)

Esta reação foi estudada em 1970 pela equipe no FLNR. Eles foram capazes de detectar uma actividade alfa de 8,38 MeV, com uma meia-vida de 20 anos. Isto foi atribuído a 255 Lr.

248 cm (15 N, xn) 263-x Lr (x = 3,4,5)

Esta reação foi estudada em 1971 pela equipe no LBNL em sua grande estudo de isótopos lawrencium. Eles foram capazes de atribuir atividades alfa para 260 LR, 259 LR e 258 Lr a partir dos canais de saída 3-5n.

248 cm (18 S, PXN) 265-x Lr (x = 3,4)

Esta reacção foi estudada em 1988 na LBNL, a fim de avaliar a possibilidade de produzir 262 Lr e 261 Lr sem utilizar o exótico alvo 254 Es. Ele também foi usado para tentar medir um captura de elétrons (CE) filial em 261m Rf a partir do canal de saída 5N. Após a extracção do componente Lr (III), eles foram capazes de medir a fissão espontânea de 261 Lr com uma melhor semi-vida de 44 minutos. A secção transversal produção foi de 700 pb. Nesta base, um ramo de captura de electrões de 14% foi calculada, se este isótopo foi produzido através do canal de 5n em vez do canal P4N. A energia bombardeando inferior (93 MeV cf 97 MeV) foi então usado para medir a produção de 262 Lr no canal p3n. O isótopo foi detectada com sucesso e um rendimento de 240 pb foi medido. O rendimento foi menor do que o esperado em comparação com o canal P4N. No entanto, os resultados foram avaliados para indicar que o Lr 261 foi muito provavelmente produzido por um canal p3n e um limite superior de 14% para o ramo de captura de electrões de 261m Rf foi, portanto, sugerida.

246 cm (14 N, xn) 260-x Lr (x = 3?)

Esta reacção foi estudada brevemente em 1958 no LBNL utilizando um alvo enriquecida Cm 244 (5% 246 cm). Eles observaram um MeV actividade alfa ~ 9 com uma meia-vida de ~ 0,25 segundos. Resultados posteriores sugerem uma atribuição provisória para 257 Lr do canal 3n

244 cm (14 N, xn) 258-x Lr

Esta reacção foi estudada brevemente em 1958 no LBNL utilizando um alvo enriquecida Cm 244 (5% 246 cm). Eles observaram um MeV actividade alfa ~ 9 com uma meia-vida de ~ 0.25s. Resultados posteriores sugerem uma atribuição provisória para 257 Lr do canal 3N com o componente 246 Cm. Sem actividades atribuídas a reacção com o componente 244 Cm têm sido relatados.

249 Bk (18O, αxn) 263-x LR (x = 3)

Esta reação foi estudada em 1971 pela equipe no LBNL em sua grande estudo de isótopos lawrencium. Eles foram capazes de detectar uma atividade atribuída a 260 Lr. A reacção foi ainda estudado em 1988 para o estudo da química aquosa de laurêncio. Um total de 23 decaimentos alfa foram medidos para 260 LR, com uma energia média de 8,03 MeV e uma melhor semi-vida de 2,7 minutos. A secção transversal calculada foi de 8,7 nb.

252 Cf (11 B, xn) 263-x LR (x = 5,7 ??)

Esta reacção foi estudada pela primeira vez em 1961, na Universidade da Califórnia por Albert Ghiorso usando um alvo californium (52% 252 Cf). Eles observaram três actividades de alfa de 8,6, 8,4 e 8,2 MeV, com meias-vidas de cerca de 8 e 15 segundos, respectivamente. A actividade de 8,6 MeV foi tentativamente atribuído a 257 Lr. Resultados posteriores sugerem uma reafectação a 258 LR, resultante do canal de saída 5N. A atividade de 8,4 MeV também foi atribuído a 257 Lr. Resultados posteriores sugerem uma reafectação a 256 Lr. Isso é mais provável a partir do componente de 33% a 250 Cf no destino, em vez de a partir do canal 7n. A 8,2 MeV foi subsequentemente associado com nobelium .

252 Cf (10 B, xn) 262-x LR (x = 4,6)

Esta reacção foi estudada pela primeira vez em 1961, na Universidade da Califórnia por Albert Ghiorso usando um alvo californium (52% 252 Cf). Eles observaram três actividades de alfa de 8,6, 8,4 e 8,2 MeV, com meias-vidas de cerca de 8 e 15 segundos, respectivamente. A actividade de 8,6 MeV foi tentativamente atribuído a 257 Lr. Resultados posteriores sugerem uma reafectação a 258 Lr. A atividade de 8,4 MeV também foi atribuído a 257 Lr. Resultados posteriores sugerem uma reafectação a 256 Lr. A 8,2 MeV foi subsequentemente associado com nobelium .

250 Cf (14 N, αxn) 260 x LR (x = 3)

Esta reacção foi estudada em 1971 no LBNL. Eles foram capazes de identificar uma atividade 0.7s alfa com duas linhas de alfa em 8,87 e 8,82 MeV. Isto foi atribuído a 257 Lr.

249 Cf (11 B, xn) de 260 x LR (x = 4)

Esta reacção foi estudada pela primeira vez em 1970, na LBNL numa tentativa de estudar a química aquosa de laurêncio. Eles foram capazes de medir a atividade 3+ Lr. A reacção foi repetida em 1976 em Oak Ridge e 26s 256 Lr foi confirmada por medição dos raios X coincidentes.

249 Cf (12 C, PXN) 260 x LR (x = 2)

Esta reação foi estudada em 1971 pela equipe no LBNL. Eles foram capazes de detectar uma actividade atribuída a 258 Lr do canal p2n.

249 Cf (15 N, αxn) 260 x LR (x = 2,3)

Esta reação foi estudada em 1971 pela equipe no LBNL. Eles foram capazes de detectar um atividades atribuídas a 258 LR e 257 Lr do α2n e α3n e canais. A reacção foi repetida em 1976 em Oak Ridge e a síntese de 258 Lr foi confirmada.

254 Es + 22 NE - transferência

Esta reacção foi estudada em 1987 na LLNL. Eles foram capazes de detectar novos fissão espontânea (SF) atividades atribuído a 261 LR e 262 LR, resultante da transferência dos 22 Ne núcleos para o destino 254 Es. Além disso, a 5 ms SF atividade foi detectada em coincidência com atraso nobelium da camada K raios-X e foi atribuído a 262 Não, resultante da captura de elétrons de 262 Lr.

Produtos de decaimento

Isótopos de laurêncio também foram identificados no decaimento de elementos mais pesados. As observações até à data estão resumidos no quadro a seguir:

Lista de lawrencium isótopos produzidos como outros núcleos produtos de decaimento
Pai nuclear Observado isótopo lawrencium
267 Bh, 263 Db 259 LR
278 Uut, Rg 274, 270 Mt, 266 Bh, 262 Db 258 LR
261 Db 257 LR
272 Rg, 268 Mt, 264 Bh, 260 Db 256 LR
259 Db 255 LR
266 Mt, 262 Bh, 258 Db 254 LR
261 Bh, Db 257 g, m Lr 253 g, m
260 Bh, 256 Db 252 LR

Isótopos

Resumo de todos os isótopos lawrencium conhecidos
Isótopo Ano descoberto reação descoberta
252 LR 2001 209 Bi (50 Ti, 3n)
Lr 253 g 1985 209 Bi (Ti 50, 2n)
253 m Lr 2001 209 Bi (Ti 50, 2n)
254 LR 1985 209 Bi (50 Ti, n)
255 LR 1970 243 Am (16 Ó, 4n)
256 LR 1961? 1965? 1968? 1971 252 Cf (10 B, 6n)
257 LR 1958? 1971 249 Cf (15 N, α3n)
258 LR 1961? 1971 249 Cf (15 N, α2n)
259 LR 1971 248 cm (15 N, 4n)
260 LR 1971 248 cm (15 N, 3n)
261 LR 1987 ES + 254 22 Ne
262 LR 1987 ES + 254 22 Ne

Onze isótopos de mais um laurêncio isómero foram sintetizados com 262 Lr sendo a mais longa duração e a mais pesada, com uma semi-vida de 216 minutos. 252 Lr é o isótopo mais leve de laurêncio a ser produzido até à data.

Isomeria nuclear

Um estudo das propriedades de decaimento de 257 Db (veja dubnium ) em 2001 por Hessberger et al. no GSI forneceu alguns dados para a decadência de 253 Lr. A análise dos dados indicou que a população de dois níveis isoméricas em 253 Lr a partir do decaimento dos isómeros correspondentes em 257 Db. O estado fundamental foi atribuído rotação e paridade de 7 / 2-, decaindo por emissão de um 8794 KeV de partículas alfa com uma meia-vida de 0.57s. O nível isomérica foi atribuído rotação e paridade de 1 / 2-, decaindo por emissão de um 8722 KeV de partículas alfa com uma meia-vida de 1,49 s.

Trabalhos recentes sobre a espectroscopia de 255 Lr formado na reacção 209 Bi (Ca 48, 2n) 255 Lr forneceu a evidência para um nível isomérica.

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