Lorencijum

Uredi veze
S Vikipedije, slobodne enciklopedije

Lorencijum
Opšta svojstva
Ime, simbollorencijum, Lr
Izgledsrebrnast (predviđeno)[1]
U periodnom sistemu
Vodonik Helijum
Litijum Berilijum Bor Ugljenik Azot Kiseonik Fluor Neon
Natrijum Magnezijum Aluminijum Silicijum Fosfor Sumpor Hlor Argon
Kalijum Kalcijum Skandijum Titanijum Vanadijum Hrom Mangan Gvožđe Kobalt Nikl Bakar Cink Galijum Germanijum Arsen Selen Brom Kripton
Rubidijum Stroncijum Itrijum Cirkonijum Niobijum Molibden Tehnecijum Rutenijum Rodijum Paladijum Srebro Kadmijum Indijum Kalaj Antimon Telur Jod Ksenon
Cezijum Barijum Lantan Cerijum Prazeodijum Neodijum Prometijum Samarijum Evropijum Gadolinijum Terbijum Disprozijum Holmijum Erbijum Tulijum Iterbijum Lutecijum Hafnijum Tantal Volfram Renijum Osmijum Iridijum Platina Zlato Živa Talijum Olovo Bizmut Polonijum Astat Radon
Francijum Radijum Aktinijum Torijum Protaktinijum Uranijum Neptunijum Plutonijum Americijum Kirijum Berklijum Kalifornijum Ajnštajnijum Fermijum Mendeljevijum Nobelijum Lorencijum Raderfordijum Dubnijum Siborgijum Borijum Hasijum Majtnerijum Darmštatijum Rendgenijum Kopernicijum Nihonijum Flerovijum Moskovijum Livermorijum Tenesin Oganeson
Lu
↑
Lr
↓
(Ups)
nobelijum ← lorencijum → raderfordijum ‍
Atomski broj (Z)103
Grupa, periodagrupa N/D, perioda 7
Blokd-blok
Kategorija  aktinoid
Rel. at. masa (Ar)262,10961[2]
Maseni broj266 (najstabilniji izotop)
El. konfiguracija
po ljuskama
2, 8, 18, 32, 32, 8, 3
Fizička svojstva
Agregatno stanječvrst (predviđeno)
Tačka topljenja1900 K ​(1627 °‍C, ​2961 °F) (predviđeno)
Gustina pri s.t.~15,6–16,6 g/cm3 (predviđeno)[3][4]
Atomska svojstva
Elektronegativnost1,3 (predviđeno)[5]
Energije jonizacije1: 478,6 kJ/mol[6]
2: 1428,0 kJ/mol (predviđeno)
3: 2219,1 kJ/mol (predviđeno)
Ostalo
Kristalna struktura ​zbijena heksagonalna (HCP)
Zbijena heksagonalna (HCP) kristalna struktura za lorencijum

(predviđeno)[7]
CAS broj22537-19-5
Istorija
Imenovanjepo Ernestu Lorensu
OtkrićeNacionalna laboratorija Lorens Berkli i Zajednički institut za nuklearna istraživanja (1961–1971)
Glavni izotopi
izotop rasp. pž. (t1/2) TR PR
254Lr syn 13 s 78% α 250Md
22% ε 254No
255Lr syn 21,5 s α 251Md
256Lr syn 27 s α 252Md
259Lr syn 6,2 s 78% α 255Md
22% SF
260Lr syn 2,7 min α 256Md
261Lr syn 44 mini SF/ε?
262Lr syn 3,6 h ε 262No
266Lr syn 10 h SF
reference • Vikipodaci

Lorencijum (Lr, lat. lawrencium) sintetički je hemijski element, iz grupe aktinoida sa atomskim brojem 103.[8][9] Ime je dobio po prezimenu fizičara Ernesta Lorenca, osnivaču ciklotrona, uređaja koji je korišten za otkrivanje mnogih veštačkih radioaktivnih elemenata.

Ime je dobio po prezimenu fizičara Ernesta O. Loensa, izumitelju ciklotrona, uređaja koji se koristio za otkriće mnogih veštačkih radioaktivnih elemenata. Radioaktivni metal, lorencijum je 11. transuranijski element a takođe i poslednji član serije aktinoida. Kao i svi elementi sa atomskim brojem većim od 100, i on se može dobiti samo u ubrzivaču čestica putem bombardovanja naelektrisanim česticama lakših elemenata. Do danas je poznato 12 izotopa lorencijuma, među kojima je najstabilniji 266Lr sa vremenom poluraspada od 11 sati, dok se izotop 260Lr nešto kraćeg životnog veka (vreme poluraspada od 2,7 minuta) mnogo više koristi u hemiji jer se može proizvesti u mnogo većim količinama.

Hemijski eksperimenti su potvrdili da se lorencijum doista ponaša kao teži homolog elementa lutecijuma u periodnom sistemu elemenata, te je trovalentni element. Stoga bi se takođe mogao klasifikovati i kao prvi prelazni metal 7. periode. Međutim, očekuje se da je njegova elektronska konfiguracija donekle anomalna za njegovo mesto u periodnom sistemu, jer ima konfiguraciju s2p umesto konfiguracije s2d kakvu ima njegov homolog lutecijum. Ovo znači da bi lorencijum mogao biti manje volatilan nego što bi se to očekivalo na osnovu njegovog mesta u periodnom sistemu, te bi se njegova volatilnost mogla uporediti sa onom kod olova.

Tokom 1950-ih pa sve do 1970-ih, postojale su mnogobrojne tvrdnje iz laboratorija iz Sovjetskog saveza i SAD o uspešnom sintetisanju elementa 103 različite stabilnosti. Prvo otkriće i čast za dodelu imena novom elementu bili su predmet spora između sovjetskih i američkih naučnika, sve dok IUPAC nije odredio ime lorencijum kao zvanično te čast otkrića dao američkom timu naučnika, što je 1997. godine promenjeno, te su oba tima podelila čast otkrića elementa, ali je ime elementa ostalo nepromenjeno.

Osobine[uredi | uredi izvor]

Fizičke[uredi | uredi izvor]

Nobelovac Ernest O. Lorens, po kojem je element dobio ime

Lorencijum je posljednji član serije aktinoida, a ponekad se smatra i elementom iz 3. grupe, zajedno sa skandijumom, itrijumom i lutecijumom, jer se očekuje da mu njegova popunjena f-ljuska daje osobine prelaznih metala 7. periode. U periodnom sistemu elemenata, on se nalazi desno od aktinoida nobelijuma, a levo od 6d prelaznog metala raderfordijuma, te ispod lantanoida lutecijuma s kojim deli mnoge fizičke i hemijske osobine. Očekuje se da je lorencijum u čvrstom stanju pod normalnim uslovima i smatra se da ima heksagonalnu gusto pakovanu kristalnu strukturu (c/a = 1,58), sličnu svom lakšem kongeneru lutecijumu, mada to još nije pouzdano dokazano eksperimentima.[7]

Entalpija sublimacije lorencijuma se procenjuje na 352 kJ·mol−1, što je bliska vrednost kao i kod lutecijuma, što snažno sugerira da je metalni lorencijum trovalentan sa delokaliziranim elektronima 7s i 7p1/2 (ili 6d), što je blisko predviđanjima iz sistematske ekstrapolacije vrednosti toplote isparavanja, modula elastičnosti i atomske zapremine susednih elemenata lorencijuma.[10] Konkretno, očekuje se da je lorencijum trovalentni sjajni metal, koji se lako oksiduje na vazduhu, kao i u prisustvu vodene pare i kiselina,[1] te ima atomsku zapreminu sličnu lutecijumu i trovalentni metalni radijus od 171 pm.[10] Takođe se predviđa da ima tačku topljenja na oko 1900 K (1627 °C), što nije velika razlika od vrednosti za lutecijum (1925 K).[11]

Hemijske[uredi | uredi izvor]

Američki naučnik Glen T. Siborg, koji je osmislio koncept aktinoida kojim elementi od atomskog broja 89 (aktinijum) do elementa 103 formiraju seriju homolognu seriji lantanoida od elementa 57 (lantan) do 71, predvideo je 1949. godine da bi element 103 (lorencijum) mogao biti posljednji član ove serije te da bi jon Lr3+ trebao biti toliko stabilan poput jona Lu3+ u vodenim rastvorima. Tek nekoliko decenija kasnije, element 103 je uspešno sintetisan te su ova predviđanja i eksperimentalno potvrđena.[10]

Studije provedene sa ovim elementom 1969. pokazale su da lorencijum reaguje sa hlorom dajući proizvod koji bi najverovatnije mogao biti trihlorid LrCl3. Smatra se da bi njegova volatilnost mogla biti slična kao i kod hlorida kirijuma, fermijuma i nobelijuma, a mnogo manja nego kod raderfordijum hlorida. Hemijske studije 1970. izvršene sa 1500 atoma izotopa 256Lr, uspoređivale su ga sa dvovalentnim (No, Ba, Ra), trovalentnim (Fm, Cf, Cm, Am, Ac) i četvorovalentnim (Th, Pu) elementima. Pronađeno je da se lorencijum koekstrahira sa trovalentnim jonima, ali je kratko vreme poluraspada izotopa 256Lr potvrdilo predviđanje da se on izdvaja pre jona Md3+ u sekvenci elucije.[10] Lorencijum se javlja kao trovalentan jon Lr3+ u vodenim rastvorima i stoga bi njegova jedinjenja trebala biti slična kao ona kod drugih trovalentnih aktinoida: na primer, lorencijum(III) fluorid (LrF3) i hidroksid (Lr(OH)3) bi trebali biti nerastvorljivi u vodi.[10]

Zbog kontrakcije aktinoida, jonski radijus Lr3+ bi trebao biti manji od Md3+, te stoga bi se trebao izdvajati pre Md3+ ukoliko se kao eluant koristi amonijum α hidroksiizobutirat (amonijum α-HIB).[10] Kasniji eksperimenti iz 1987. na dugovečnijem izotopu 260Lr potvrdili su da je lorencijum trovalentan i da se eluira ugrubo na isto mesto kao erbijum, te je pronađeno da je jonski radijus lorencijuma (88,6 ± 0,3) pm, veći nego što je očekivano putem jednostavne ekstrapolacije iz periodnih trendova.[10] Eksperimenti iz 1988. sa više atoma lorencijuma su detaljnije odredili ovu vrednost na (88,1 ± 0,1) pm i izračunali vrednost entalpije hidracije na −(3685 ± 13) kJ·mol−1.[10] Takođe ukazano je na činjenicu da je kontrakcija aktinoida na kraju serije aktinoida veća nego analogna kontrakcija lantanoida, sa izuzetkom poslednjeg aktinoida, lorencijuma. Pretpostavlja se da bi razlog za to mogli biti relativistički efekti.[10]

Pretpostavlja se da su 7s elektroni relativistički stabilizovani, tako bi u uslovima redukcije, bili jonizovani samo 7p1/2 ili 6d elektroni, što bi dovelo do jednovalentnog Lr+ jona. Međutim, svi eksperimenti da se redukuje jon Lr3+ do Lr2+ ili Lr+ u vodenom rastvoru, bili su neuspešni. Na osnovu ovog, izračunat je standardni elektrodni potencijal od para E°(Lr3+→Lr1+) koji je manji od −1,56 V, što ukazuje da postojanje Lr+ jona u vodenom rastvoru nije moguće. Gornja granica para E°(Lr3+→Lr2+) se procenjuje na 0,44 V: vrednosti za E°(Lr3+→Lr0) i E°(Lr4+→Lr3+) pretpostavljene su da iznose −2,06 V i +7,9 V, respektivno.[10] Stabilnost grupe oksidacijskih stanja u 6d prelaznoj seriji je najviša za lorencijum, te se smanjuje redom Lr3+ > Rf4+ > Db5+ > Sg6+.[12]

Izotopi[uredi | uredi izvor]

Poznato je dvanaest izotopa lorencijuma, sa masenim brojevima od 252 do 262, te 266. Svi izotopi su radioaktivni.[13][14] Osim njih, poznat je i jedan nuklearni izomer sa masenim brojem 253.[13] Izotop sa najdužim vekom je 266Lr, ima vreme poluraspada od 11 sati i jedan je od najdugovečnijih superteških izotopa koji su do danas poznati, što sugeriše da se nalazi na obali „ostrva stabilnosti” superteških jezgara.[15] Međutim, u hemijskim eksperimentima obično se koriste izotopi kraćeg veka, jer se 266Lr trenutno može proizvesti samo kao konačni proizvod raspada još težih elemenata koji se teško mogu sintetisati. Ovaj izotop pronađen je 2014. godine u lancu raspada izotopa tenesina-294.[13][14]

Izotop 256Lr (vreme poluraspada 27 s) se koristio u prvim hemijskim studijama o lorencijumu. Danas se u ove svrhe obično koristi izotop 260Lr sa nešto dužim vremenom poluraspada (2,7 minuta).[13] Posle izotopa 266Lr, izotopi sa najdužim vremenima poluraspada su 262Lr (3,6 h), 261Lr (44 min), 260Lr (2,7 min), 256Lr (27 s) i 255Lr (22 s).[13][16][17] Svi ostali izotopi lorencijuma imaju vremena poluraspada kraća od 20 sekundi, a najkraće među njima ima izotop 252Lr, čije vreme poluraspada iznosi samo 390 ms.[13][16][17] Međutim, za još neotkrivene izotope sa masenim brojevima od 263 do 265 očekuje se da imaju duža vremena poluraspada (263Lr, 5 h; 264Lr i 265Lr, 10 h).[16][17] Vremena poluraspada izotopa lorencijuma se uglavnom ravnomerno povećavaju idući od 252Lr do 266Lr, uz određeni pad od izotopa 257Lr do 259Lr.[13][16][17]

Reference[uredi | uredi izvor]

  1. ^ a b Emsley, John (2011). Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements (New izd.). New York, NY: Oxford University Press. str. 278–9. ISBN 978-0-19-960563-7. 
  2. ^ Meija, J.; et al. (2016). „Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)”. Pure and Applied Chemistry. 88 (3): 265—291. doi:10.1515/pac-2015-0305. 
  3. ^ Fournier, Jean-Marc (1976). „Bonding and the electronic structure of the actinide metals”. Journal of Physics and Chemistry of Solids. 37 (2): 235—244. Bibcode:1976JPCS...37..235F. doi:10.1016/0022-3697(76)90167-0. 
  4. ^ Penneman, R. A.; Mann, J. B. (1976). „'Calculation chemistry' of the superheavy elements; comparison with elements of the 7th period”. Proceedings of the Moscow Symposium on the Chemistry of Transuranium Elements: 257—263. doi:10.1016/B978-0-08-020638-7.50053-1. 
  5. ^ Brown, Geoffrey (2012). The Inaccessible Earth: An integrated view to its structure and composition. Springer Science & Business Media. str. 88. ISBN 9789401115162. 
  6. ^ http://cen.acs.org/articles/93/i15/Lawrencium-Ionization-Energy-Measured.html?cq_ck=1428631698138
  7. ^ a b Östlin, A.; Vitos, L. (2011). „First-principles calculation of the structural stability of 6d transition metals”. Physical Review B. 84 (11). Bibcode:2011PhRvB..84k3104O. doi:10.1103/PhysRevB.84.113104. 
  8. ^ Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G. (2008). Inorganic Chemistry (3. izd.). Prentice Hall. ISBN 978-0-13-175553-6. 
  9. ^ Parkes, G.D. & Phil, D. (1973). Melorova moderna neorganska hemija. Beograd: Naučna knjiga. 
  10. ^ a b v g d đ e ž z i Silva, str. 1644.
  11. ^ Lide, D. R. (2003). CRC Handbook of Chemistry and Physics (84 izd.). Boca Raton, FL: CRC Press. ISBN 0-8493-0484-9. 
  12. ^ Hoffman, Darleane C.; Lee, Diana M.; Pershina, Valeria (2006). „Transactinides and the future elements”. Ur.: Lester R. Morss; Edelstein, Norman M.; Fuger, Jean. The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements (3 izd.). Dordrecht, Holandija: Springer Science+Business Media. str. 1686. ISBN 1-4020-3555-1. 
  13. ^ a b v g d đ e Silva, str. 1642.
  14. ^ a b Khuyagbaatar J; Yakushev, A.; Düllmann, Ch. E.; et al. (2014). „Phys. Rev. Lett. 112, 172501 (2014) - Ca48+Bk249 Fusion Reaction Leading to Element Z=117: Long-Lived α-Decaying Db270 and Discovery of Lr266”. Physical Review Letters. Journals.aps.org. 112 (17). doi:10.1103/PhysRevLett.112.172501. Pristupljeno 8. 5. 2014. 
  15. ^ Clara Moskowitz (7. 5. 2014). „Superheavy Element 117 Points to Fabled "Island of Stability" on Periodic Table”. Scientific American. Pristupljeno 8. 5. 2014. 
  16. ^ a b v g Universal Nuclide Chart
  17. ^ a b v g Audi, G.; Bersillon, O.; Blachot, J.; Wapstra, A. H. (2003). „The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties” (PDF). Nucl. Phys. A. 729: 3—128. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. Arhivirano iz originala (PDF) 20. 7. 2011. g. Pristupljeno 1. 11. 2014. 

Literatura[uredi | uredi izvor]

Spoljašnje veze[uredi | uredi izvor]

Lorencijum na Vikimedijinoj ostavi.
Preuzeto iz „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Лоренцијум&oldid=27548576”