Lawrencium

Lawrencium
103 Lr
Lu ↑ Lr ↓ (UPP) Tableau périodique nobélium ← → lawrencium rutherfordium
Apparence
inconnu
Propriétés générales
Nom, symbole, nombre	lawrencium, Lr, 103
Prononciation	/ l ə r ɛ n s Je ə m / lə- REN -voir-əm
Élément Catégorie	actinides parfois considéré comme un métal de transition
Groupe, période, bloc	n / a, 7, ré
Poids atomique standard	[262]
Configuration électronique	[ Rn ] 7s 2 5f 14 7p 1 2, 8, 18, 32, 32, 8, 3
Histoire
Découverte	Lawrence Berkeley National Laboratory (1961)
Propriétés physiques
Phase	solide vraisemblablement
Propriétés atomiques
États d'oxydation	3
énergies d'ionisation	1er: 443,8 kJ · mol -1
	2ème: 1428,0 kJ · mol -1
	3ème: 2219,1 kJ · mol -1
Miscellanées
Numéro de registre CAS	22537-19-5
La plupart des isotopes stables
Article détaillé: Isotopes de lawrencium
iso N / A demi-vie DM DE ( MeV) DP 262 Lr syn 3,6 h CE 262 Non 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 Non seulement isotopes avec des demi-vies plus de 5 secondes sont inclus ici

Lawrencium est un radioactif synthétique élément chimique avec le symbole Lr (anciennement LW) et de numéro atomique 103. Dans le tableau périodique des éléments, ce est un période de 7 Elément d-bloc et le dernier élément de la actinide série. expériences de chimie ont confirmé que lawrencium se comporte comme le plus lourd homologue au lutétium et est chimiquement similaire à d'autres actinides.

Lawrencium a été synthétisé par l'équipe nucléaire mené par la physique Albert Ghiorso le 14 Février 1961, à la Lawrence Berkeley National Laboratory de la Université de Californie. Les premiers atomes d'lawrencium ont été produites en bombardant une cible de trois milligramme constitué de trois isotopes d'un élément californium avec du bore et du bore -10 11 germes de l'accélérateur linéaire ions lourds. L'équipe a suggéré le nom lawrencium (après Ernest Lawrence), et le symbole "Lw", mais IUPAC changé le symbole pour "LR" en 1963. Il a été le dernier et l'élément le plus lourd de l' actinide série à synthétiser.

Tous isotopes de lawrencium sont radioactifs; son isotope stable le plus connu est lawrencium-262, avec une demi-vie d'environ 3,6 heures. Tous ses isotopes à l'exception de lawrencium-260, -261 et -262 décroissance avec une demi-vie de moins d'une minute.

Histoire

Découverte

Lawrencium était premier synthétisé par le nucléaire physique équipe de Albert Ghiorso, Torbjørn Sikkeland, Almon Larsh, Robert M. Latimer, et leurs collègues le 14 Février 1961, au Lawrence Radiation Laboratory (maintenant appelé le Lawrence Berkeley National Laboratory) au Université de Californie. Les premiers atomes d'lawrencium ont été produites en bombardant une trois milligramme cible constitué de trois isotopes d'un élément californium avec du bore et du bore -10 11 germes de l'accélérateur linéaire ion lourd (HILAC). L'équipe a rapporté que le Berkeley isotope ²⁵⁷ Lr a été détectée de la sorte, et qu'il décomposé en émettant un 8,6 MeV alpha particule avec une demi-vie d'environ huit secondes. Cette identification a été corrigée par la suite être ²⁵⁸ Lr.

252
98 Cf + 11
5 B → 263- x
Lr 103 258 →
5 103 Lr + 1
0 n

En 1967, des chercheurs nucléaires physique dans Dubna, en Russie , ont indiqué qu'ils ne étaient pas en mesure de confirmer l'affectation d'un émetteur alpha avec une demi-vie de huit secondes pour ²⁵⁷ Lr. Cet isotope a ensuite été déduit que ²⁵⁸ Lr. Au lieu de cela, l'équipe Dubna rapporté un isotope avec une demi-vie d'environ 45 secondes, ²⁵⁶ Lr.

243
95 Am + 18
8 O → x 261-
Lr 103 256 →
5 103 Lr + 1
0 n

D'autres expériences ont démontré une actinides chimie pour le nouvel élément, donc en 1970 il était connu que lawrencium est le dernier actinides. En 1971, l'équipe de physique nucléaire à l'Université de Californie à Berkeley effectuée avec succès toute une série d'expériences visant à mesurer les propriétés de désintégration des isotopes nucléaires de lawrencium avec numéros de masse de 255 à 260.

En 1992, le Trans-fermium Groupe de travail de l'UICPA (GTT) a officiellement reconnu les équipes de physique nucléaire à Dubna et Berkeley que les co-découvreurs du lawrencium.

Appellation

L'origine du nom, ratifié par le American Chemical Society, est en référence au physicien nucléaire Ernest O. Lawrence, de la Université de Californie, qui a inventé le accélérateur de particules cyclotron. Le symbole a été utilisé à l'origine Lw, mais l'élément a été attribué le symbole Lr. En Août 1997, le Union internationale de chimie pure et appliquée (UICPA) a ratifié le nom et le symbole lawrencium Lr au cours d'une réunion à Genève .

Caractéristiques

Structure électronique

Lawrencium est l'élément 103 dans le tableau périodique . Ce est le premier élément du bloc-6d; conformément à Règle Madelung, son configuration électronique devrait être [7s] Rn ² 5f ¹⁴ 6d ^1. Cependant, les résultats de recherche en mécanique quantique ont suggéré que cette configuration est incorrect, et est en fait [7s] Rn ² 5f ¹⁴ 7p ^1. Une mesure directe de ceci ne est pas possible. Malgré les premières calculs ont donné des résultats contradictoires, des études et des calculs plus récents confirment la suggestion.

Une corrélation stricte entre le blocs de tableau périodique et la configurations orbitale-shell pour atomes neutres classeraient lawrencium comme un métal de transition , car il pourrait être classé comme un élément d-bloc. Cependant, lawrencium est classé comme un élément actinide selon les recommandations de l'IUPAC.

Propriétés chimiques expérimentaux

Phase gazeuse

Les premières études en phase gazeuse de lawrencium ont été signalés en 1969 par un physique nucléaire à l'équipe Flerov Laboratoire de réactions nucléaires (de FLNR) dans l' Union soviétique . Ils ont utilisé le réaction nucléaire ²⁴³ Am + ¹⁸ O afin de produire lawrencium noyaux, qui ont ensuite exposés à un courant de chlore gazeux, et un produit de chlorure volatil a été formé. Ce produit a été déduit que LrCl ₃ ^256, ce qui a confirmé que lawrencium est un élément actinide typique.

La phase aqueuse

Les premières études de phase aqueuse de lawrencium ont été signalés en 1970 par une équipe de physique nucléaire au Laboratoire national Lawrence Berkeley en Californie. Cette équipe a utilisé la réaction nucléaire ²⁴⁹ Cf + ¹¹ B pour produire des noyaux de lawrencium. Ils ont pu montrer que lawrencium forme un ion trivalent, semblables à ceux des autres éléments actinides, mais en contraste avec celle de nobélium . D'autres expériences ont confirmé en 1988 la formation d'un lawrencium trivalent (III) d'ions en utilisant une Chromatographie d'échange d'anions en utilisant le butyrate d'iso-hydroxy α (α-HIB) complexe. Comparaison du temps d'élution avec d'autres actinides a permis une détermination de 88,6 pico mètres pour le rayon ionique pour Lr ^3+. Les tentatives pour réduire lawrencium dans l'état lawrencium (III) d'ionisation à lawrencium (I) en utilisant l'agent de réduction de chlorhydrate d'hydroxylamine puissante ont été infructueuses.

Nucléosynthèse

Fusion

²⁰⁵ Tl ⁽⁵⁰ Ti, xn) ^255-x Lr (x = 2?)

Cette réaction a été étudiée dans une série d'expériences en 1976 par Youri Oganessian et son équipe à la FLNR. La preuve a été fournie pour la formation de ²⁵³ Lr dans le canal de sortie à 2n.

²⁰³ Tl ⁽⁵⁰ Ti, xn) ^253-x Lr

Cette réaction a été étudiée dans une série d'expériences en 1976 par Youri Oganessian et son équipe à la FLNR.

²⁰⁸ Pb (Ti ^48, PXN) ^255-x Lr (x = 1?)

Cette réaction a été signalé en 1984 par Youri Oganessian au FLNR. L'équipe a pu détecter désintégrations de ²⁴⁶ Cf, un descendant de ²⁵⁴ Lr.

²⁰⁸ Pb ⁽⁴⁵ Sc, xn) ^253-x Lr

Cette réaction a été étudiée dans une série d'expériences en 1976 par Youri Oganessian et son équipe à la FLNR. Résultats ne sont pas facilement disponibles.

²⁰⁹ Bi ⁽⁴⁸ Ca, xn) ^257-x Lr (x = 2)

Cette réaction a été utilisée pour étudier les propriétés spectroscopiques de ²⁵⁵ Lr. L'équipe au GANIL utilisé la réaction en 2003 et l'équipe de la FLNR utilisé entre 2004 à 2006 pour fournir de plus amples informations pour le schéma de désintégration de ²⁵⁵ Lr. Le travail fourni la preuve d'un niveau d'isomères dans ²⁵⁵ Lr.

Fusion chaude

Am ^{243 (18} O, xn) ^261-x Lr (x = 5)

Cette réaction a été étudiée en 1965 par l'équipe de l'FLNR. Ils étaient capables de détecter l'activité avec une décroissance caractéristique de 45 secondes, qui a été attribué à ²⁵⁶ ou ²⁵⁷ Lr Lr. Des travaux ultérieurs suggère une mission à ²⁵⁶ Lr. D'autres études en 1968 ont produit une activité alpha de 8,35 à 8,60 MeV avec une demi-vie de 35 secondes. Cette activité a également été affectée initialement à ²⁵⁶ ou ²⁵⁷ Lr Lr et plus tard à seulement ²⁵⁶ Lr.

Am ^{243 (16} O, xn) ^259-x Lr (x = 4)

Cette réaction a été étudiée en 1970 par l'équipe du FLNR. Ils étaient capables de détecter une activité alpha 8,38 MeV avec une demi-vie de 20 ans. Cela a été attribué à ²⁵⁵ Lr.

²⁴⁸ cm ⁽¹⁵ N, xn) ^263-x Lr (x = 3,4,5)

Cette réaction a été étudiée en 1971 par l'équipe du LBNL dans leur grande étude des isotopes de lawrencium. Ils ont réussi à assigner des activités alpha à ²⁶⁰ Lr, ²⁵⁹ et ²⁵⁸ Lr Lr des canaux de sortie 3-5n.

²⁴⁸ cm ⁽¹⁸ O, pxn) ^265-x Lr (x = 3,4)

Cette réaction a été étudiée en 1988 à l'LBNL afin d'évaluer la possibilité de produire ²⁶² Lr et ²⁶¹ Lr sans utiliser l'exotique ²⁵⁴ cible Es. Il a également été utilisé pour tenter de mesurer une capture d'électrons (CE) succursale à ^261m Rf du canal de sortie 5n. Après extraction de la composante (iii) Lr, ils ont pu mesurer la fission spontanée de ²⁶¹ Lr avec une amélioration de la demi-vie de 44 minutes. La section transversale de production était de 700 pb. Sur cette base, une capture d'électrons branche 14% a été calculé si cet isotope a été produit par le canal 5n plutôt que le canal de P4N. Une énergie bombardant inférieure (93 MeV cf 97 MeV) a ensuite été utilisé pour mesurer la production de ²⁶² Lr dans le canal de P3N. L'isotope a été détecté avec succès et un rendement de 240 pb a été mesurée. Le rendement est plus faible que prévu par rapport au canal de P4N. Cependant, les résultats ont été jugés pour indiquer que le ²⁶¹ Lr a probablement été produit par un canal de P3N et une limite supérieure de 14% pour la capture branche de ^261m d'électrons Rf a donc été suggéré.

²⁴⁶ cm ⁽¹⁴ N, xn) ^{260 x} Lr (x = 3?)

Cette réaction a été brièvement étudié en 1958 à l'aide d'un LBNL enrichi ²⁴⁴ cm cible (5% ²⁴⁶ cm). Ils ont observé une activité alpha ~ 9 MeV avec une demi-vie de ~ 0,25 secondes. Résultats plus tard suggèrent une affectation provisoire à ²⁵⁷ Lr du canal 3n

²⁴⁴ cm ⁽¹⁴ N, xn) ^258-x Lr

Cette réaction a été brièvement étudié en 1958 à l'aide d'un LBNL enrichi ²⁴⁴ cm cible (5% ²⁴⁶ cm). Ils ont observé une activité alpha ~ 9 MeV avec une demi-vie de 0,25 s ~. Résultats plus tard suggèrent une affectation provisoire à ²⁵⁷ Lr du canal 3n avec le composant ²⁴⁶ cm. Aucune activité assignées à une réaction avec le composant ²⁴⁴ cm ont été rapportés.

²⁴⁹ Bk ⁽¹⁸ O, αxn) ^263-x Lr (x = 3)

Cette réaction a été étudiée en 1971 par l'équipe du LBNL dans leur grande étude des isotopes de lawrencium. Ils étaient capables de détecter une activité assignée à ²⁶⁰ Lr. La réaction a été étudiée plus en 1988 pour étudier la chimie aqueuse de lawrencium. Un total de 23 désintégrations alpha ont été mesurés à ²⁶⁰ Lr, avec une énergie moyenne de 8,03 MeV et une amélioration de la demi-vie de 2,7 minutes. La section a été calculée à 8,7 nb.

²⁵² Cf ⁽¹¹ B, xn) ^263-x Lr (x = 5,7 ??)

Cette réaction a été étudiée première fois en 1961 à l'Université de Californie par Albert Ghiorso en utilisant une cible de californium (52% de ²⁵² Cf). Ils ont observé trois activités alpha de 8,6, 8,4 et 8,2 MeV, avec une demi-vie d'environ 8 et 15 secondes, respectivement. L'activité de 8,6 MeV a été provisoirement attribué à ²⁵⁷ Lr. Résultats plus tard suggèrent une réaffectation à ²⁵⁸ Lr, résultant de la canal de sortie 5n. L'activité de 8,4 MeV a également été attribué à ²⁵⁷ Lr. Résultats plus tard suggèrent une réaffectation à ²⁵⁶ Lr. Ce est probablement à partir de la composante de 33% ²⁵⁰ Cf dans la cible plutôt que du canal de 7n. Le 8,2 MeV a ensuite été associé à nobélium .

²⁵² Cf ⁽¹⁰ B, xn) ^262-x Lr (x = 4,6)

Cette réaction a été étudiée première fois en 1961 à l'Université de Californie par Albert Ghiorso en utilisant une cible de californium (52% de ²⁵² Cf). Ils ont observé trois activités alpha de 8,6, 8,4 et 8,2 MeV, avec une demi-vie d'environ 8 et 15 secondes, respectivement. L'activité de 8,6 MeV a été provisoirement attribué à ²⁵⁷ Lr. Résultats plus tard suggèrent une réaffectation à ²⁵⁸ Lr. L'activité de 8,4 MeV a également été attribué à ²⁵⁷ Lr. Résultats plus tard suggèrent une réaffectation à ²⁵⁶ Lr. Le 8,2 MeV a ensuite été associé à nobélium .

²⁵⁰ Cf ⁽¹⁴ N, αxn) ^260-x Lr (x = 3)

Cette réaction a été étudiée en 1971 à l'LBNL. Ils ont pu identifier une activité alpha 0.7s avec deux lignes alpha à 8,87 et 8,82 MeV. Cela a été attribué à ²⁵⁷ Lr.

²⁴⁹ Cf ⁽¹¹ B, xn) ^{260 x} Lr (x = 4)

Cette réaction a été étudiée en 1970 au LBNL dans une tentative pour étudier la chimie aqueuse de lawrencium. Ils ont pu mesurer une activité ³⁺ Lr. La réaction a été répétée en 1976 à Oak Ridge et 26s ²⁵⁶ Lr a été confirmée par la mesure des rayons X-coïncidents.

²⁴⁹ Cf ⁽¹² C, pxn) ^{260 x} Lr (x = 2)

Cette réaction a été étudiée en 1971 par l'équipe du LBNL. Ils étaient capables de détecter une activité assignée à ²⁵⁸ Lr du canal de p2n.

²⁴⁹ Cf ⁽¹⁵ N, αxn) ^260-x Lr (x = 2,3)

Cette réaction a été étudiée en 1971 par l'équipe du LBNL. Ils étaient capables de détecter un activités confiées à ²⁵⁸ Lr et ²⁵⁷ Lr de la α2n et α3n et canaux. La réaction a été répétée en 1976 à Oak Ridge et la synthèse de ²⁵⁸ Lr a été confirmée.

Es ²⁵⁴ + ^{22 NE} - transfert

Cette réaction a été étudiée en 1987 au LLNL. Ils étaient capables de détecter nouvelle fission spontanée (SF) activités assignés à ²⁶¹ Lr et ²⁶² Lr, résultant du transfert des ²² Ne noyaux à la cible ²⁵⁴ Es. En outre, une activité SF 5 ms a été détectée en coïncidence avec un retard nobelium rayons X K-coquilles et a été attribuée à ²⁶² n, résultant de la capture d'électrons de ²⁶² Lr.

produits de désintégration

Isotopes de lawrencium ont également été identifiés dans la désintégration d'éléments plus lourds. Observations à ce jour sont résumés dans le tableau ci-dessous:

Isotopes

Onze isotopes de lawrencium plus un isomère ont été synthétisés avec ²⁶² Lr étant la plus longue durée et le plus lourd, avec une demi-vie de 216 minutes. ²⁵² Lr est le plus léger des isotopes lawrencium être produite à ce jour.

Isomérie nucléaire

Une étude des propriétés de désintégration de ²⁵⁷ Db (voir dubnium ) en 2001 par Hessberger et al. au GSI fourni des données pour la désintégration de ²⁵³ Lr. L'analyse des données a indiqué la population de deux niveaux isomères dans ²⁵³ Lr de la désintégration des isomères correspondants dans ²⁵⁷ Db. L'état du sol a été affecté rotation et la parité des 7 / 2-, décomposition par émission d'une particule alpha 8794 KeV avec une demi-vie de 0.57s. Le niveau d'isomères a été affecté rotation et parité de 1 / 2-, décomposition par émission d'une particule alpha keV 8722 avec une demi-vie de 1,49 s.

Des travaux récents sur la spectroscopie des ²⁵⁵ Lr formé dans la réaction ²⁰⁹ Bi ⁽⁴⁸ Ca, 2n) ²⁵⁵ Lr a fourni la preuve d'un niveau d'isomères.