Лоуренсий (Lr)
АктиноидТвердое вещество
Стандартная относительная атомная масса
[262]Электронная конфигурация
[Rn] 7s2 5f14 6d1Температура плавления
1626,85 °CТемпература кипения
Нет данныхПлотность
1,56e+4 kg/m³Степени окисления
+3Электроотрицательность (по Полингу)
Нет данныхЭнергия ионизации (1-я)
4,96 eVГод открытия
1961Атомный радиус
Нет данныхПодробные сведения
Лоуренсий — синтетический, высокорадиоактивный актинид и последний элемент ряда актиноидов. Он был получен лишь в ничтожном числе атомов в ядерных реакциях, поэтому его химия известна по быстрым экспериментам поштучного атомного уровня и теоретическим расчётам. Его наиболее стабильные известные изотопы короткоживущи по обычным лабораторным временны́м масштабам. В растворе он ведёт себя главным образом как трёхвалентный металл, Lr³⁺, в целом напоминая поздние актиниды и некоторые трёхвалентные лантаноиды.
Лоуренсий не встречается в природе в земной коре. Заслуга первого синтеза этого элемента в 1971 году принадлежит совместно Альберту Гиорсо и его группе в Калифорнийском университете в Беркли и Георгию Флёрову и его группе в Объединённом институте ядерных исследований (ОИЯИ) в Дубне, Россия (рис. IUPAC.103.1). Элемент назван в честь Эрнеста О. Лоуренса (рис. IUPAC.103.2), который разработал циклотрон. Химический символ лоуренсия первоначально предлагался как Lw. На Генеральной ассамблее ИЮПАК в 1963 году лоуренсий был официально принят ИЮПАК, но символ был изменён на Lr, поскольку Комиссия по неорганической номенклатуре установила, что буква «w» представляет проблему в языках, отличных от английского [636], [640], [641], [642]. Изотопные применения лоуренсия, выходящие за рамки научных исследований, неизвестны.
Лоуренсий ведёт себя иначе, чем двухвалентный нобелий, и больше похож на трёхвалентные элементы в более ранней части актинидного ряда.
Лоуренсий был создан четырьмя американскими учёными — Альбертом Гиорсо, Торбьорном Сиккеландом, Алмоном Э. Ларшем и Робертом М. Латимером — в марте 1961 года. Работая в Lawrence Radiation Laboratory в Беркли, Калифорния, учёные поместили три микрограмма (0,000003 грамма) калифорния в мишенную камеру устройства, называемого линейным ускорителем. Учёные использовали ускоритель для бомбардировки калифорния ионами бора. Было получено несколько различных изотопов лоуренсия, и существует некоторая неопределённость относительно того, какой именно изотоп группа фактически обнаружила. В настоящее время Lawrence Radiation Laboratory известно как Lawrence Berkeley Laboratory. Наиболее стабильный изотоп лоуренсия, лоуренсий-262, имеет период полураспада около 4 часов. Он распадается в нобелий-262 посредством электронного захвата, в менделевий-258 через альфа-распад или путём спонтанного деления.
Назван в честь Лоуренса, изобретателя циклотрона. Этот представитель 5f-переходных элементов (ряд актинидов) был открыт в марте 1961 года А. Гиорсо, Т. Сиккеландом, А.Е. Ларшем и Р.М. Латимером. Мишень из калифорния массой 3 Мг, состоявшая из смеси изотопов с массовыми числами 249, 250, 251 и 252, бомбардировалась либо 10B, либо 11B. Электрически заряженные ядра трансмутации отдачи останавливались в атмосфере гелия и собирались на тонкой медной транспортировочной ленте, которая затем перемещалась, чтобы поместить собранные атомы перед рядом твердотельных детекторов. Изотоп элемента 103, полученный таким образом, распадался с испусканием альфа-частицы с энергией 8,6 МэВ и периодом полураспада 8 с.
В 1967 году Флёров и сотрудники в Дубненской лаборатории сообщили о своей неспособности обнаружить альфа-излучатель с периодом полураспада 8 с, которому берклиевская группа приписывала 257103. Эта атрибуция была изменена на 258Lr или 259Lr.
В 1965 году дубненские исследователи обнаружили более долгоживущий изотоп лоуренсия, 256Lr, с периодом полураспада 35 с. В 1968 году Тиорсо и сотрудники в Беркли использовали несколько атомов этого изотопа для изучения окислительного поведения лоуренсия. Используя методы экстракции растворителем и работая очень быстро, они извлекали ионы лоуренсия из буферного водного раствора в органический растворитель, завершая каждую экстракцию примерно за 30 с.
Ни одного макроскопического образца лоуренсия не было получено, и его видимый внешний вид не наблюдался. Поэтому цвет, текстура, плотность, поведение при плавлении и другие объемные свойства чистого металла неизвестны или оценены только теоретически.
Лоуренсий не имеет практического применения вне научных исследований. Его изотопы получают для изучения ядерной структуры, синтеза тяжелых элементов, цепочек распада и химического поведения на конце ряда актиноидов. Отдельные атомы также использовались в хроматографии и связанных экспериментах для проверки периодических тенденций, особенно стабильности и комплексообразования Lr³⁺. Он не имеет коммерческого, медицинского, промышленного или потребительского применения.
Поскольку за все время было получено лишь ничтожное количество лауренсия, в настоящее время он не имеет применений за пределами фундаментальных научных исследований.
Применение изотопов элемента Lawrencium (Lr) будет здесь.
Ни одно взвешиваемое соединение лоуренсия не было выделено. Установленная химия определяется степенью окисления +3 в водном растворе, где важным видом является Lr³⁺. Исследования с атомами по одному изучали его адсорбцию и комплексообразование с минеральными кислотами и органическими комплексообразующими агентами. Простые соединения, такие как трихлорид лоуренсия LrCl₃ или оксид лоуренсия Lr₂O₃, по аналогии химически правдоподобны, однако их объёмные структуры и свойства непосредственно не измерялись. Более высокие степени окисления при обычных химических условиях не установлены.
See more information at the Lawrencium compound page.
Все известные изотопы лоуренсия радиоактивны, и вопросы безопасности связаны с радиацией, а не с обычными химическими опасностями воздействия. Получаемые количества чрезвычайно малы, однако работа с лоуренсием ведется в установках, оснащенных для реакций тяжелых ионов и актинидной радиохимии. Для обращения, экранирования, контроля загрязнения и обращения с отходами важны специфичные для изотопа периоды полураспада и режимы распада. Известной биологической роли нет.
Лоуренсий не имеет подтвержденного природного экологического цикла. Любые атомы, образующиеся на Земле, являются искусственными и распадаются раньше, чем их поведение могло бы напоминать поведение стабильных элементов. В окружающей среде гипотетический лоуренсий, как ожидается, в некоторой степени будет следовать химии трехвалентных актинидов, однако это не было наблюдено при экологически значимых концентрациях. Поэтому его экологическая значимость ограничивается контролируемым лабораторным получением и радиоактивными отходами экспериментов.
Лоуренсий не имеет товарного рынка, массового производства и потока переработки. Он производится только для исследований путём бомбардировки тяжёлых мишеней из актинидов, таких как изотопы калифорния или берклия, ускоренными ионами. Выходы продукции очень низки, часто это лишь атомы, пригодные для немедленного детектирования или химических исследований. Ограничивающими факторами являются доступ к ускорителю, редкие материалы мишени, скорость радиохимического разделения и возможности детектора, а не обычный спрос на сырьё.
Производство и источники элемента Lawrencium (Lr) будут здесь.
От лоуренсия не ожидается устойчивого космического содержания. Его известные изотопы распадаются слишком быстро, чтобы сохраниться со времени звёздного нуклеосинтеза или образования Солнечной системы. В принципе очень короткоживущие ядра лоуренсия могли бы образовываться в экстремально богатых нейтронами или тяжёлоионных процессах, но ни одного внеземного проявления не обнаружено. Любое природное присутствие было бы временным и чрезвычайно малым по атомному содержанию.
- Химия лоуренсия проводится по одному атому за раз.
- Его электронная конфигурация аномальна: в основном состоянии нейтрального атома имеется электрон 7p.
- Этот элемент помогает проверить, где заканчивается ряд актиноидов и как следует описывать группу 3.
- В экспериментах химически более значимым является Lr³⁺, а не нейтральный металл.
- Ни одно соединение лоуренсия не было выделено в видимом количестве.
Изображения
Свойства
Физические свойства
- Ван-дер-ваальсов радиус
- 246 pm Сравнить Ван-дер-ваальсов радиус у всех элементов →
- Плотность
- 1,56 × 104 kg/m³ Сравнить Плотность у всех элементов →
- Фаза при стандартных температуре и давлении
- Твёрдое вещество Сравнить Фаза при стандартных температуре и давлении у всех элементов →
- Температура плавления
- 1626,85 °C Сравнить Температура плавления у всех элементов →
Химические свойства
- Сродство к электрону
- 0,315 eV
- Энергия ионизации (1-я)
- 4,96 eV Сравнить Энергия ионизации (1-я) у всех элементов →
- Энергия ионизации (2-я)
- 14,54005 eV Сравнить Энергия ионизации (2-я) у всех элементов →
- Энергия ионизации (3-я)
- 21,800075 eV Сравнить Энергия ионизации (3-я) у всех элементов →
- Энергия ионизации (4-я)
- 43,60015 eV Сравнить Энергия ионизации (4-я) у всех элементов →
- Энергия ионизации (5-я)
- 56,000193 eV Сравнить Энергия ионизации (5-я) у всех элементов →
- Степени окисления
- +3 Сравнить Степени окисления у всех элементов →
- Валентные электроны
- 3 Сравнить Валентные электроны у всех элементов →
- Электронная конфигурация
- [Rn] 7s2 5f14 6d1
Термодинамические свойства
- Теплота сублимации
- 4,249365 eV
- Теплота атомизации
- 4,249365 eV
Ядерные свойства
- Протоны
- 103 Сравнить Протоны у всех элементов →
- Нейтроны
- 163 Сравнить Нейтроны у всех элементов →
- Известные изотопы
- 16 Сравнить Известные изотопы у всех элементов →
- Стабильные изотопы
- 0 Сравнить Стабильные изотопы у всех элементов →
- Массовое число (наиболее стабильный изотоп)
- 262
- Наиболее стабильный изотоп
- Lr-266
- Год открытия
- 1961
Распространённость
Нет данных
Кристаллическая структура
Нет данных
Электронная структура
- Электроны по оболочкам
- 2, 8, 18, 32, 32, 8, 3 Сравнить Электроны по оболочкам у всех элементов →
Идентификаторы
- Номер CAS
- 22537-19-5 Сравнить Номер CAS у всех элементов →
- Символ терма
- 2P°1/2
- InChI
- InChI=1S/Lr
- Ключ InChI
- CNQCVBJFEGMYDW-UHFFFAOYSA-N
Электронная конфигурация Измеренные
Lr: 5f¹⁴ 7s² 7p¹[Rn] 5f¹⁴ 7s² 7p¹1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p⁶ 5f¹⁴ 7s² 7p¹Модель атома
Изотопы различаются числом нейтронов, массой и стабильностью, но не электронной конфигурацией нейтрального атома.
Схематическая модель атома, без соблюдения масштаба.
Атомный отпечаток
Спектр излучения / поглощения
Распределение изотопов
Стабильных изотопов нет.
| Массовое число | Атомная масса (а. е. м.) | Содержание в природе | Период полураспада |
|---|---|---|---|
| 253 Радиоактивный | 253,09509 ± 0,00022 | Нет данных | 632 мс |
| 252 Радиоактивный | 252,09526 ± 0,00026 | Нет данных | 369 мс |
| 251 Радиоактивный | 251,09418 ± 0,00032 | Нет данных | 300 us |
| 261 Радиоактивный | 261,10688 ± 0,00022 | Нет данных | 39 минуты |
| 255 Радиоактивный | 255,096562 ± 0,000019 | Нет данных | 31.1 секунды |
Фаза / агрегатное состояние
Причина: на 1601,8 °C ниже температуры сублимации (1626,85 °C)
Схематично, без соблюдения масштаба
Температуры фазовых переходов
Энергии переходов
Энергия, необходимая для сублимации 1 моль вещества при температуре сублимации
Плотность
При стандартных условиях
При стандартных условиях
Атомные спектры
Показано 10 из 103. Сортировка по заряду иона (по возрастанию).
Данные об энергетических уровнях ?
| Ион | Заряд | Уровни |
|---|---|---|
| Lr I | 0 | 2 |
| Lr II | +1 | 2 |
| Lr III | +2 | 2 |
| Lr IV | +3 | 2 |
| Lr V | +4 | 2 |
| Lr VI | +5 | 2 |
| Lr VII | +6 | 2 |
| Lr VIII | +7 | 2 |
| Lr IX | +8 | 2 |
| Lr X | +9 | 2 |
Данные о кристаллической структуре отсутствуют
Ионные радиусы
| Заряд | Координация | Спин | Радиус |
|---|---|---|---|
| +3 | 9 | Нет данных | 107.4 пм |
Соединения
Изотопы (5)
| Массовое число | Атомная масса (а. е. м.) | Содержание в природе | Период полураспада | Тип распада | |
|---|---|---|---|---|---|
| 253 Радиоактивный | 253,09509 ± 0,00022 | Нет данных | 632 мс | α =90±1%SF =1.0±0.6%β+ ? | |
| 252 Радиоактивный | 252,09526 ± 0,00026 | Нет данных | 369 мс | α ≈98%SF ≈2%β+ ? | |
| 251 Радиоактивный | 251,09418 ± 0,00032 | Нет данных | 300 us | β+ ?α ? | |
| 261 Радиоактивный | 261,10688 ± 0,00022 | Нет данных | 39 минуты | SF ≈100%α ? | |
| 255 Радиоактивный | 255,096562 ± 0,000019 | Нет данных | 31.1 секунды | α =99.7±0.1%β+ =0.3±0.1%SF ? |
Расширенные данные о свойствах
Ковалентные радиусы (расширенные данные)
- Ковалентный радиус (по Пююккё)
- 161 pm
- Ковалентный радиус (по Пююккё, двойная связь)
- 141 pm
Ван-дер-ваальсовы радиусы
- UFF
- 323,6 pm
Шкалы нумерации
- Mendeleev
- 42
- Pettifor
- 34
- Glawe
- 47
Шкалы электроотрицательности
- Ghosh
- 0
Поляризуемость и дисперсия
- Дипольная поляризуемость
- 320 a.u.
- Дипольная поляризуемость (неопределённость)
- 20 a.u.
Фазовые переходы и аллотропные модификации
| Температура плавления | 1900,15 K |
Категории степеней окисления
Расширенные справочные данные
Подробные данные о кристаллических радиусах (1)
| Заряд | CN | Спин | rcrystal (pm) | Происхождение |
|---|---|---|---|---|
| 3 | IX | — | 121,4 |
Типы распада изотопов (38)
| Изотоп | Режим | Интенсивность |
|---|---|---|
| 251 | B+ | — |
| 251 | A | — |
| 252 | A | 98% |
| 252 | SF | 2% |
| 252 | B+ | — |
| 253 | A | 90% |
| 253 | SF | 1% |
| 253 | B+ | — |
| 254 | A | 71,7% |
| 254 | B+ | 28,3% |
Дополнительные данные
Оценочная распространённость в земной коре
The estimated element abundance in the earth's crust.
Оценочная распространённость в земной коре
Not Applicable
Источники (1)
- [5] Lawrencium https://education.jlab.org/itselemental/ele103.html
Оценочная распространённость в океане
The estimated element abundance in the earth's oceans.
Оценочная распространённость в океане
Not Applicable
Источники (1)
- [5] Lawrencium https://education.jlab.org/itselemental/ele103.html
Источники
(8)
Data deposited in or computed by PubChem
The half-life and atomic mass data was provided by the Atomic Mass Data Center at the International Atomic Energy Agency.
Element data are cited from the Atomic weights of the elements (an IUPAC Technical Report). The IUPAC periodic table of elements can be found at https://iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements/. Additional information can be found within IUPAC publication doi:10.1515/pac-2015-0703 Copyright © 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry.
The information are cited from Pure Appl. Chem. 2018; 90(12): 1833-2092, https://doi.org/10.1515/pac-2015-0703.
Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jefferson Lab) is one of 17 national laboratories funded by the U.S. Department of Energy. The lab's primary mission is to conduct basic research of the atom's nucleus using the lab's unique particle accelerator, known as the Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF). For more information visit https://www.jlab.org/
The periodic table at the LANL (Los Alamos National Laboratory) contains basic element information together with the history, source, properties, use, handling and more. The provenance data may be found from the link under the source name.
The periodic table contains NIST's critically-evaluated data on atomic properties of the elements. The provenance data that include data for atomic spectroscopy, X-ray and gamma ray, radiation dosimetry, nuclear physics, and condensed matter physics may be found from the link under the source name. Ref: https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database
This section provides all form of data related to element Lawrencium.
