Laurêncio

Laurêncio
103 LR
Lu ↑ Lr ↓ (Upp) Tabela periódica nobelium ← lawrencium → rutherfordium
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
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 B → 263- x
Lr 103 → 258
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 O → 261- x
Lr 103 → 256
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

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:

Isótopos

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.