Лоуренсий (Lr) в таблице Менделеева

Теория:

Лоуренсий (Lr) замыкает ряд актиноидов в 7‑м периоде, что определяет его уникальную и сложную природу.

В периодической системе элементов (таблице Менделеева) он занимает место на стыке f- и d-блоков.

Будучи тяжёлым аналогом лютеция, из‑за влияния квантовых эффектов он проявляет свойства, характерные для активных металлов, оставаясь при этом короткоживущим трансурановым объектом.

А его принадлежность к 3‑й группе (или по классической версии III B) задаёт его ключевые параметры:

1. Наиболее стабильную валентность III.
2. Единственную степень окисления +3.

Которые подтверждаются его электронной структурой (конфигурацией):

[Rn] 5f¹⁴ 7s² 7p¹.

На которой отчётливо можно увидеть его положение как финального звена в семействе «тяжёлых близнецов» — актиноидов.

Лоуренсий (Lr) — это p‑элемент (согласно современным расчётам оболочки 7p) или формальный d-элемент 3‑й группы 7‑го периода.

Данные координаты в системе химических элементов определяют, какой будет реакционная способность и валентность металла в экспериментах по атомному синтезу.

Как определить положение Лоуренсия в Периодической таблице

Местоположение лоуренсия в реестре задаётся параметрами радиоактивного нестабильного ядра — его индивидуальным «химическим паспортом»:

1. Порядковый номер (регистрационный номер в таблице).
2. Наименование (название) элемента.
3. Группа (вертикальный ряд).
4. Период (горизонтальная строка).
5. Электронное семейство (блок).

Порядковый номер / атомный номер (Z = 103)

• Точно идентифицирует элемент в списке трансурановых нуклидов.
• В ядре — 103 протона; в нейтральном атоме — 103 электрона.
• Электронная формула: [Rn] 5f¹⁴ 7s² 7p¹.

Важно: наличие одного электрона на 7p-подуровне — это уникальная черта лоуренсия, которая отличает его от «классических» актиноидов и делает похожим по строению на элементы 3-й группы.

Название и символ

• Название: «лоуренсий» (в честь создателя циклотрона Эрнеста Лоуренса).
• Символ: Lr.

Примечание: элемент был предметом спора между Дубной (СССР) и Беркли (США), что типично для истории открытия тяжелых ядер.

Группа (3 / III B)

Расположен в 3‑й группе; в старой номенклатуре — побочная подгруппа III группы (подгруппа скандия).

Что дает элементу:

• 3 валентных электрона.
• Валентность: единственная и стабильная — III.
• Степень окисления: в растворах и соединениях всегда проявляет +3.

Важно: лоуренсий ведет себя как типичный трёхвалентный металл, очень похожий по поведению на лантаноиды, что облегчает его выделение методами хроматографии.

Период (7‑й)

Находится в финальном 7‑м ряду — электроны распределены по семи энергетическим уровням.

Что дает элементу:

• Огромный размер атома и сильное экранирование положительного заряда ядра внутренними слоями.
• Релятивистские поправки: благодаря высокой скорости электронов у тяжелого ядра, 7p-орбиталь опускается ниже, чем ожидалось. Это делает лоуренсий первым элементом в 7-м периоде, начинающим заполнение p-блока.

Относительная атомная масса (Ar)

• Ar(Lr) ≈ [266] а.е.м. (для самого долгоживущего изотопа ²⁶⁶Lr).
• Значение: суммарная масса нуклонов, зафиксированная при синтезе.
• Уникальность: изотопы лоуренсия крайне нестабильны. Самый «живучий» из них имеет период полураспада около 11 часов, что по меркам сверхтяжелых элементов — целая вечность.

Все значения для всех элементов можно узнать в таблице атомных масс.

p‑Элемент (Электронное семейство)

Согласно современным данным IUPAC, последний электрон занимает 7p-подуровень.

Что дает элементу:

• Это делает его «формальным» p-элементом, хотя по химическим повадкам он остается близнецом d-элементов (как лютеций).

Определение энергетических уровней Лоуренсия по Таблице Менделеева

Положение Лоуренсия (Lr) в системе Менделеева — это готовый «паспорт» его внутреннего устройства.

Завершая ряд актиноидов, он является пограничным элементом, который отделяет f-семейство от тяжелых переходных металлов 7-го периода.

1. 7-й период (Количество этажей)

Лоуренсий находится в седьмой строке таблицы. По фундаментальному закону химии: номер периода всегда равен количеству электронных слоев.

Итог: у Лоуренсия 7 энергетических уровней.

2. Список «жильцов» (Распределение электронов)

Атомный номер Лоуренсия — 103. Его 103 электрона распределены по уровням следующим образом: 

Lr )2 )8 )18 )32 )32 )9 )2

Для сравнения: у соседа слева, Нобелия (102), на предпоследнем уровне 8 электронов (в рамках f-заполнения), а у Лоуренсия (103) появляется 9-й электрон на переходном уровне. Это знаменует полное завершение заполнения 5f-оболочки.

3. 3-я группа (Химический характер)

Лоуренсий замыкает 3-ю группу (в составе семейства актиноидов), располагаясь формально под Скандием, Иттрием и Лютецием.

• f‑элемент (финальный): его химическая природа определяется полностью заполненной 5f-оболочкой, что делает его химически похожим на тяжелые лантаноиды.
• Место в блоке: он является «тяжелым аналогом» лютеция. Как последний из актиноидов, Лоуренсий проявляет стабильную степень окисления +3, что характерно для элементов начала побочных подгрупп.

Проверка знаний: Как определить Лоуренсий по таблице Менделеева

Выберите три верных признака, которые безошибочно указывают на Лоуренсий (Lr).

1) Атомный номер (количество протонов) равен 103.

2) Находится в 3-й группе и 7-м периоде.

3) Является завершающим элементом семейства актиноидов.

4) Используется для производства кухонной фольги.

5) Имеет стабильный изотоп, который можно найти в почве.

6) Входит в группу инертных газов вместе с Неоном.

Часто задаваемые вопросы: