Химия Лантаноиды Актиноиды Лоуренсий химический элемент

Лоуренсий химический элемент

Лоуренсий (Lr) — это неорганический химический элемент с атомным номером 103.

Считается  трансурановым элементом, так как находиться после урана и обычно изображаемых в нижней части периодической таблицы.

Его изотопы крайне не стабильны, поэтому работа с ним очень затруднена.

Поэтому его физические и химические свойства частично рассматриваются на основании других подобных элементов.

Лоуренсий химический элемент в таблице Менделеева, свойства, получение.

Что такое лоуренсий

[Lawrencium; по имени  амер. физика Э. Лоуренса (Е. Lawrence)], Lr — искусственно полученный   радиоактивный   химический элемент.

Атомный номер 103; относится к актиноидам. Для лоуренсия    характерна степень окисления +3.

В  1958—61 амер. ученые А. Гиорсо и др. пытались   синтезировать в    Беркли (США) 103-й элемент, дав ему название «лоуренсий», однако их данные не подтвердились.

Впервые лоуренсий (изотоп 256Lr)  получили (1965) в Дубне (СССР) сов. физики Е. Д. Донец, В. А. Щеголев и А. А. Ермаков при облучении мишени из изотопа 243Ат ускоренными ионами 180.

Период полураспада изотопа 256Lr равен 35 сек. В 1969 в Дубне впервые получен изотоп 255Lr (период полураспада около 20 сек) и изучены химические свойства лоуренсия.

Физические свойства

Изучены крайне мало и в основном предсказываются на основе его положения в Периодической таблице (как последний актиноид) и сравнения с его более легким аналогом — лютецием (Lu).

✅Агрегатное состояние: Ожидается, что при комнатной температуре он будет твердым металлом.

✅Внешний вид: Предполагается, что он будет иметь серебристо-белый или сероватый металлический блеск.

✅Плотность: Расчетная плотность составляет около 14.4 г/см³. (Некоторые источники указывают 16 г/см³, что также очень высоко).

✅Температура плавления: Расчетная температура плавления — около 1627 °C (1900 K). Точные экспериментальные данные отсутствуют.

Температура кипения: Неизвестна и не предсказана с высокой точностью.

Кристаллическая структура: Предполагается, что будет иметь гексагональную плотноупакованную структуру (как у лютеция).

Радиоактивность: Это радиоактивный элемент. Все его изотопы нестабильны и подвержены альфа-распаду, превращаясь в другие элементы.

Самый долгоживущий изотоп Lr262 имеет период полураспада около 3,6 часа.

Атомная масса: Для наиболее стабильного изотопа Lr262 — 262 а.е.м.

Сокращенная электронная конфигурация Lr:

[Rn] 5f14 6d1 7s2

Химические свойства

Основаны на предсказанные и подтвержденные (насколько это возможно) химические свойства:

✅Степень окисления (валентность):

Проявляет постоянную степень окисления (валентность) +3.

Это характерно для большинства актиноидов.

Формула иона: Lr3+ (ион лоуренсия(III))

✅Реакционная способность:

Ожидается, что лоуренсий будет очень реакционноспособным металлом, похожим на другие актиноиды и свой аналог — лютеций (Lu).

Он должен легко окисляться на воздухе, реагировать с паром и кислотами.

Однако прямые наблюдения таких реакций очень затруднены.

Образование соединений с галогенами:

Были проведены эксперименты по получению галогенидов.

Предполагается, что образует тригалогениды, например:

Фторид лоуренсия(III): LrF3

Хлорид лоуренсия(III): LrCl3

Летучесть LrCl3 была изучена и оказалась схожей с хлоридами других актиноидов.

Образование гидроксида:

Ожидается, что будет образовывать нерастворимый гидроксид:

Гидроксид лоуренсия(III): Lr(OH)3

✅Поведение в растворах:

В водных растворах лоуренсий предположительно существует в виде иона Lr3+ , стабильность которого сравнима со стабильностью иона Lu3+.

Хлорид LrCl3 мало летуч, подобен хлоридам редкоземельных элементов, экстрагируется Lr3+ из водных растворов теноилтрифторацетоном.

Изотопы

Лоуренсия изотопы с массовыми числами 257Lr — 260Lr и периодами полураспада  соответственно  0,6; 4,2; 5,4 сек и 3 минут были получены (1971) в Беркли облучением  мишеней из  калифорния, берклия и кюрия ускоренными ионами бора, азота и кислорода.

Известно не менее 16 изотопов, самый долгоживущий из которых — 266Lr, и имеет период полураспада 11 часов.

Получение

Получение лоуренсия, как и других трансурановых элементов, возможно только искусственным путем в специализированных лабораториях.

Поскольку он не встречается в природе и все его изотопы крайне нестабильны.

Процесс получения сводится к ядерному синтезу (реакциям термоядерного синтеза), при котором более легкие атомы бомбардируют более тяжелые элементы-мишени.

Метод получения:

Синтезируют путем бомбардировки изотопов калифорния (Cf) ионами бора (B) или углерода (C) в ускорителях частиц:

Пример реакции (синтез изотопа лоуренсия-258):
Cf252 + B11 → Lr258 + 5n (где ‘n’ — нейтроны)

Другие методы:

Использовались также реакции с мишенями из америция и других актиноидов, бомбардируемых более легкими ионами.

Применение

(Lr) является искусственно синтезированным и крайне радиоактивным элементом с очень коротким периодом полураспада.

Самый стабильный изотоп Lr-262 имеет период полураспада около 3,6 часа, а большинство других — в разы меньше.

У него нет никаких практических применений в промышленности, медицине или повседневной жизни.

Основное «применение» лоуренсия заключается исключительно в:

✅Фундаментальных научных исследованиях:

  1. Изучение свойств сверхтяжелых элементов и актиноидов.
  2. Проверка теоретических моделей строения атомного ядра и стабильности элементов.
  3. Расширение и понимание Периодической таблицы химических элементов за пределы существующих.

✅Образовательных целях:

Он служит примером достижений ядерной физики и химии в синтезе новых элементов.

Таким образом, лоуренсий ценен не своей полезностью в материальном мире, а как объект и инструмент для расширения нашего понимания атомного мира.

Литература

Флеров Г. Н., Друин В. А., Плеве А. А. Устойчивость тяжелых ядер граница периодической системы элементов. «Успехи физических наук».

 Часто задаваемые вопросы

Как получают (Lr)?

Его получают в ускорителях частиц путем ядерного синтеза, бомбардируя более тяжелые элементы (например, калифорний) ионами более легких элементов (например, бор).

Где применяется (Lr)?

Не имеет никаких практических применений из-за его крайне малого количества, высокой радиоактивности и очень короткого периода полураспада.

Он используется исключительно в фундаментальных научных исследованиях для изучения сверхтяжелых элементов.

Где в природе можно встретить лоуренсий?

Не встречается в природе, потому что образуется исключительно искусственно синтезированный.

Даже на месте ядерного взрыва Вы его не обнаружите так как для его получения нужны совсем другие условия.

Добавить комментарий