Лоуренсий

Лоуренсий
Лоуренсий
	← Нобелий \| Резерфордий →
Внешний вид простого вещества
	-
Свойства атома
Название, символ, номер	Лоуренсий / Lawrencium (Lr), 103
Группа, период, блок	3 (устар. IIIB), 7, ; f-элемент
Атомная масса ; (молярная масса)	[266] а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация	[Rn]5f147s27p1
Радиус атома	282 пм
Химические свойства
Электроотрицательность	1,3 (шкала Полинга)
Электродный потенциал	−2,06 В Lr←Lr3+
Степени окисления	+3
Энергия ионизации ; (первый электрон)	470 (4,96) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Температура плавления	(расчётная) 1900 K
Номер CAS	22537-19-5

Лоуре́нсий (химический символ — Lr, от англ. Lawrencium) — химический элемент 3-й группы (по устаревшей классификации — побочной подгруппы третьей группы, IIIB) седьмого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 103.

103	Лоуренсий
Lr (266)
5f¹⁴7s²7p¹

Относится к семейству актиноидов.

История

Элемент 103 был получен в СССР на ускорителе в Объединённом институте ядерных исследований (наукоград Дубна) в 1961—1965 г. группой Г. Н. Флёрова и независимо в Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли (США, 14 февраля 1961 г.). Советское достижение в СССР было признано как научное открытие и занесено в Государственный реестр открытий СССР под № 132 с приоритетом от 20 апреля 1965 г. в следующей формулировке: «Экспериментально обнаружено неизвестное ранее явление образования элемента с атомным номером 103, впервые полученный изотоп которого синтезирован при облучении америция-243 ионами кислорода-18. Имеет массовое число 256, период полураспада 35 с и сложный спектр энергий альфа-частиц в интервале 8,3—8,6 мегаэлектрон-вольт»^[3].

Происхождение названия

Советские исследователи предложили назвать новый элемент резерфордий (Rf), в честь Эрнеста Резерфорда, американцы — лоуренсием (Lr), в честь изобретателя циклотрона, физика Эрнеста Лоуренса. Символы Rf, Lr можно было видеть в таблицах элементов, изданных в разные годы. Согласно решению ИЮПАК этот элемент получил название лоуренсий.

Физические свойства

Полная электронная конфигурация атома лоуренсия: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶ 6s² 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6p⁶ 7s² 5f¹⁴ 7p¹

Первоначально у лоуренсия предполагалась электронная конфигурация [Rn]5f¹⁴6d¹7s², однако в настоящее время установлено, что лоуренсий имеет аномальную электронную конфигурацию — [Rn]5f¹⁴7s²7p¹, поскольку 7p-орбиталь в атоме лоуренсия стабилизируется сильными релятивистскими эффектами и находится ниже 6d-орбитали^[1]^[2]. Для сравнения, электронная конфигурация его гомолога в семействе лантаноидов, лютеция, — [Xe] 4f¹⁴6s²5d¹. Таким образом, лоуренсий является первым элементом периодической таблицы, у которого электронная конфигурация основного состояния перестроена релятивистскими эффектами^[2].

Лоуренсий — это последний в семействе актиноидов элемент, искусственно полученный радиоактивный металл.

Расчётная температура плавления лоуренсия — около 1900 К (около 1627 °C). Расчётная плотность 14,4 г/см³, расчётный объёмный модуль упругости 42 ГПа^[4]. Экспериментально эти величины не были измерены, поскольку макроскопические образцы лоуренсия никогда не были получены, могут быть доступны лишь отдельные атомы этого элемента.

Экспериментально измеренная энергия ионизации нейтрального лоуренсия составляет 4,96+0,08
−0,07 эВ (в хорошем согласии с теоретическими расчётами, которые дают 4,963 ± 0,015 эВ) или 479 кДж/моль^[2]. Эта энергия значительно ниже, чем у его гомолога лютеция (5,42 эВ).

Получение

Лоуренсий в природе отсутствует, получен только искусственным путём на ускорителях частиц.

Изотопы

Известно не менее 16 изотопов лоуренсия, самый долгоживущий из которых — ²⁶⁶Lr — имеет период полураспада 11 часов^[5].

Применение

Ввиду малого времени жизни изотопов лоуренсия практического применения этот элемент не имеет.

Ссылки

Примечания

↑ ¹ ² Eliav E., Kaldor U., Ishikawa Y. Transition energies of ytterbium, lutetium, and lawrencium by the relativistic coupled-cluster method (англ.) // Phys. Rev. A : journal. — 1995. — Vol. 52. — P. 291—296. — doi:10.1103/PhysRevA.52.291. — Bibcode: 1995PhRvA..52..291E.
↑ ¹ ² ³ ⁴ Sato T. K. et al. Measurement of the first ionization potential of lawrencium, element 103 (англ.) // Nature. — 2015. — Vol. 520, no. 7546. — P. 209—211. — doi:10.1038/nature14342. — Bibcode: 2015Natur.520..209S. — PMID 25855457. [исправить]
↑ Научные открытия России. Открытие трансурановых элементов.
↑ Gyanchandani J., Sikka S. K. Physical properties of the 6d-series elements from density functional theory: Close similarity to lighter transition metals (англ.) // Physical Review B. — 2011. — Vol. 83, no. 17. — P. 172101. — doi:10.1103/PhysRevB.83.172101. — Bibcode: 2011PhRvB..83q2101G. [исправить]
↑ Khuyagbaatar J. et al. ⁴⁸Ca + ²⁴⁹Bk Fusion Reaction Leading to Element Z = 117: Long-Lived α-Decaying ²⁷⁰Db and Discovery of ²⁶⁶Lr (англ.) // Physical Review Letters. — 2014. — Vol. 112, no. 17. — P. 172501. — doi:10.1103/PhysRevLett.112.172501. Архивировано 30 мая 2014 года. [исправить]

[Eliav-1] ¹ ² Eliav E., Kaldor U., Ishikawa Y. Transition energies of ytterbium, lutetium, and lawrencium by the relativistic coupled-cluster method (англ.) // Phys. Rev. A : journal. — 1995. — Vol. 52. — P. 291—296. — doi:10.1103/PhysRevA.52.291. — Bibcode: 1995PhRvA..52..291E.

[Sato-2] ¹ ² ³ ⁴ Sato T. K. et al. Measurement of the first ionization potential of lawrencium, element 103 (англ.) // Nature. — 2015. — Vol. 520, no. 7546. — P. 209—211. — doi:10.1038/nature14342. — Bibcode: 2015Natur.520..209S. — PMID 25855457. [исправить]

[3] Научные открытия России. Открытие трансурановых элементов.

[density-4] Gyanchandani J., Sikka S. K. Physical properties of the 6d-series elements from density functional theory: Close similarity to lighter transition metals (англ.) // Physical Review B. — 2011. — Vol. 83, no. 17. — P. 172101. — doi:10.1103/PhysRevB.83.172101. — Bibcode: 2011PhRvB..83q2101G. [исправить]

[266Lr-5] Khuyagbaatar J. et al. ⁴⁸Ca + ²⁴⁹Bk Fusion Reaction Leading to Element Z = 117: Long-Lived α-Decaying ²⁷⁰Db and Discovery of ²⁶⁶Lr (англ.) // Physical Review Letters. — 2014. — Vol. 112, no. 17. — P. 172501. — doi:10.1103/PhysRevLett.112.172501. Архивировано 30 мая 2014 года. [исправить]

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]