Лоренциум — вештачки хемиски елемент со симбол Lr (порано Lw) и атомски број 103. Именуван е во чест на Ернест Лоренс, пронаоѓач на циклотронот, уред кој се користел за откривање на многу вештачки радиоактивни елементи. Радиоактивниот метал, лоренциум е единаесеттиот трансурански елемент и е исто така последен член на актиноидната серија. Како и сите елементи со атомски број над 100, лоренциумот може да се произведува само во акцелератори на честички со бомбардирање на полесни елементи со наелектризирани честички. Во моментов се познати дванаесет изотопи на лоренциумот; најстабилен е 266 Lr со полуживот од 11 години часа, но пократкотрајно 260 Lr (полуживот 2,7 минути) најчесто се користи во хемијата, бидејќи може да се произведува во поголем обем.
Хемиските експерименти потврдија дека лоренциумот се однесува како потежок хомолог на лутециумот во периодниот систем и е тривалентен елемент. Исто така, може да се класифицира како прв од 7-тиот период на транзициските метали: сепак, нејзината електронска конфигурација е аномална за својата позиција во периодниот систем, со конфигурација s 2 p, наместо со конфигурацијата на s 2 d на неговиот хомолог-лутециум. Ова значи дека лоренциумот може да биде понестабилен отколку што се очекувало за својата позиција во периодниот систем и да има нестабилност слична на онаа на оловото.
Во 1950-тите, 1960-тите и 70-тите години, многу тврдења за синтеза на лоренциум со различен квалитет биле направени од лаборатории во Советскиот Сојуз и САД. Приоритетот на откривањето, а со тоа и именувањето на елементот, бил оспорен меѓу советските и американските научници, и додека Меѓународниот сојуз за чиста и применета хемија (ИУПАК) првично го основала лоренциумот како официјално име за елементот и му дале на американскиот тим кредит за откритието, ова било преиспитано во 1997 година, со што на двата тима им бил поделен кредит за откривањето, но не и за промена на името на елементот.
Историја лево|мини| Алберт Џиорсо го дополнува периодниот систем во април 1961 година и го пишува симболот "Lw" во положбата за елементот 103, како што се баратели на Латимер, Сикленд и Ларш (лево кон десно). Во 1958 година, научниците од Националната лабораторија на Лоренс Беркли тврдеа дека откритието на елементот 102, сега се нарекува нигелиум. Во исто време, тие, исто така, се обиделе да го синтетизираат елементот 103 со бомбардирање на истата цериумска целина што се користи со азот- 14 јони. Следењето на овој експеримент не било извршено, бидејќи целта била уништена. Беа забележани 18 песни, со распаѓање енергија околу и полуживотот околу 1/4s; тимот на Беркли истакна дека иако причината може да биде производство на изотоп на елементот 103, не може да исклучи и други можности. Иако податоците се согласуваат разумно со тоа подоцна откриено за 257 Lr ( алфа-распадната енергија 8.87 MeV, полуживот 0.6 s), доказите добиени во овој експеримент паднаа далеку од потребната сила за конечно да ја демонстрираат синтезата на елементот 103. Подоцна, во 1960 година, лабораторијата Лоренс Беркли се обиде да го синтетизира елементот со бомбардирање на 252 CF со 10 B и 11 B. Резултатите од овој експеримент не беа убедливи.
Првата важна работа на елементот 103 била спроведена во Беркли од страна на тимот за јадрена физика на Алберт Џирсо, Торбјорн Сикленд, Алмон Ларш, Роберт М. Латимер и нивните соработници на 14 февруари 1961 година. Првите атоми на лоренциумот биле, наводно, произведени со бомбардирање на три милиграма целини кои се состоеле од три изотопи на елементот californium со бор -10 и бор-11 јадра од Линискиот акцелератор на тешки јони (HILAC). Тимот на Беркли објави дека на овој начин е откриен изотопот 257 103 и дека се распадна со емитување на 8,6 MeV алфа-честичка со полуживот од s. Оваа идентификација подоцна била исправена да биде 258 103, бидејќи подоцнежната работа докажа дека 257 Lr не ги открил својствата, но 258 Lr го направил тоа. Ова во тоа време се сметало за убедлив доказ за синтезата на елементот 103: додека масовната задача била помалку сигурна и се покажа дека е погрешна, таа не влијае на аргументите во корист на елементот 103 кој е синтетизиран. Научниците од Заедничкиот институт за јадрени истражувања во Дубна (тогаш во Советскиот Сојуз ) покренаа неколку критики: сите освен еден беа соодветно одговорени. Исклучок било дека 252 Cf бил најчестиот изотоп во целта, а во реакциите со 10 B, 258 Lr можело да се произведе само со емитување на четири неутрони, а емитирачките три неутрони се очекува да бидат многу помалку веројатни отколку да се емитуваат четири или пет. Ова би довело до тесна крива на принос, а не на широка пријавена од тимот на Беркли. Евентуално објаснување било дека има мал број на настани кои се припишуваат на елементот 103. Ова бил важен среден чекор кон несомненото откривање на елементот 103, иако доказите не беа сосема убедливи. Тимот на Беркли го предложи името "lawrencium" со симбол "Lw", по Ернест Орландо Лоренс, пронаоѓач на циклотронот. Комисијата за номенклатура на неорганска хемија IUPAC го прифати името, но го смени симболот во "Lr". Ова прифаќање на откритието подоцна се одликува како избрзано од тимот на Дубна.
+ → * → + 5
Првата работа во Дубна на елементот 103 дојде во 1965 година, кога тие објавија дека создале 256 103 во 1965 година од страна на бомбардирање 243 Am со 18 О, идентификувањето на тоа индиректно од нејзината внука fermium -252. Полуживотот што го пријавиле бил малку висок, веројатно поради настаните во заднина. Подоцна во 1967 година работата на истата реакција идентификувала две енергии од распаѓање во опсегот 8,35-8,50 MeV и 8.50-8.60 MeV: тие беа доделени на 256 103 и 257 103. (Note: for Part I see Pure Appl. Chem., Vol. 63, No. 6, pp. 879–886, 1991) И покрај повторените обиди, тие не беа во можност да ја потврдат доделувањето на алфа емитер со полуживот од осум секунди до 257 103. Русите го предложиле името "rutherfordium" за новиот елемент во 1967 година: ова име подоцна се користело за елементот 104.
+ → * → + 5
Понатамошните експерименти во 1969 година во Дубна и во 1970 година во Беркли демонстрираа актиноидна хемија за новиот елемент, така што до 1970 година било познато дека елементот 103 е последниот актиноид. Во 1970 година, групата Дубна пријави синтеза од 255 103 со полуживот 20s и алфа-распадната енергија 8.38 MeV. Сепак, тоа не било до 1971 година, кога тимот за јадрена физика на Универзитетот во Калифорнија во Беркли успешно изведе цела низа експерименти со цел мерење на својствата на јадреното распаѓање на изотопите на законите со маса од 255 до 260,Силва, стр. 1641-2 дека сите претходни резултати од Беркли и Дубна биле потврдени, освен групата на Беркли, првично погрешно доделување на нивниот прв произведен изотоп до 257 103, наместо веројатно точни 258 103. Сите конечни сомневања беа конечно расфрлени во 1976 и 1977 година, кога беа измерени енергиите на Х-зраци од 258 103. десно|мини| Елементот бил именуван по Ернест Лоренс. Во 1971 година, IUPAC го одобри откривањето на лоренциум на лабораторијата Lawrence Berkeley, иако тие немале идеални податоци за постоењето на елементот. Меѓутоа, во 1992 година, работната група IUPAC Trans-fermium (TWG) официјално ги призна тимовите за јадрена физика во Дубна и Беркли како ко-откривачи на лоренциумот, заклучувајќи дека додека експериментите на Беркли во 1961 година беа важен чекор кон откривањето на лоренциумот, тие беа уште не целосно убедливи; и додека експериментите од Дубана од 1965, 1968 и 1970 година се близу до потребното ниво на доверба земени заедно, само експериментите од Беркли во 1971 година, кои ги разјаснија и потврдија претходните набљудувања, конечно доведоа до целосна доверба во откривањето на елементот 103. Поради тоа што името „лоренциум“ веќе долго време се користело од оваа точка, било задржано од IUPAC а во август 1997 година Меѓународниот сојуз за чиста и применета хемија (IUPAC) го ратификувала името на лоренциум и симболот "Lr" за време на состанокот во Женева.
Особености
Физички Лоренциумот е последниот член на актиноид серијата и понекогаш се смета за елемент од групата 3, заедно со скандиум, иттриум и лутециум, бидејќи се очекува дека нејзината исполнета ф-школка ќе наликува на 7-периодниот транзициски метал. Во периодниот систем, се наоѓа на десната страна на актиноидот нобелиум, лево од шестиот преоден метал радерфордиум, и под лантаноид лутециум со кој има многу физички и хемиски својства. Лоренциумот се очекува да биде цврст во нормални услови и да претпостави шестаголна кристална структура со тесна крива ( c / a = 1,58), сличен на неговиот полесен контејнер лутециум, иако ова сè уште не е познато експериментално. Енталпијата на сублимација на лоренциумот е проценета на 352 kJ / mol, блиску до вредноста на лутециумот и силно сугерирајќи дека метален законик е тривалентен со делокализиран 7s и 6д електронот, предвидувањето исто така е поддржано со систематска екстраполација на вредностите на топлината на испарувањето, модулот на големината и атомскиот волумен на соседните елементи на лоренциумот.Силва, стр. 1644 Конкретно, лоренциумот се очекува да биде тривалентен, сребрен метал, лесно оксидиран со воздух, пареа и киселини, и има атомски волумен сличен на оној на лутециум и тривалентен метален полупречник од 171 часот. Се очекува да биде прилично тежок метал со густина од околу 15,6 до 16,6 г/см3. Исто така, предвидено е да има точка на топење околу 1900 година K (1627 ° C ), недалеку од вредноста на лутециум (1925 К).
Хемиски десно|мини| Елуциска низа на доцните тривалентни лантаноиди и актиноиди, со амониум α-HIB како елуант: скршената крива за лоренциум е предвидување. Во 1949 година, Глен Т. Сиборг, кој го осмислил концептот на актиноидот дека елементите од 89 до 103 формираат актиноидна серија на хомолози на лантаноидната серија од елементите 57 до 71, предвидел дека елементот 103 (лоренциум) треба да биде негов последен член и дека Lr 3 + јон треба да биде приближно стабилен како и Lu 3+ во воден раствор. Подоцна тој елемент 103 конечно бил синтетизиран и ова предвидување било експериментално потврдено.Силва, стр. 1644-7
Студиите од 1969 година за елементот покажале дека адвокатурата реагирала со хлор за да формира производ кој најверојатно бил трихлорид LrCl3.
Неговата нестабилност се покажала како слична на онаа на хлоридите од кириумот, фермиумот и нобелиумот и многу помалку од онаа на радеерфодиум хлоридот. Во 1970 година, хемиските студии биле изведени на 1500 атоми на изотопот 256 Lr, споредувајќи ги со двовалентните (No, Ba, Ra ), тривалентни (Fm, Cf, Cm, Am, Ac ) и тетравалентни (Th, Pu) елементи. Утврдено е дека лоренциумот е екстрахиран со тривалентните јони, но краткиот полуживот на 256 Lr изотопот спречува потврда дека елудирала пред Md 3+ во елуционата низа.Силва, стр. 1644-7 Лоренциумот се јавува како тривалентен Lr 3+ јон во воден раствор и оттаму неговите соединенија треба да бидат слични на оние на другите тривалентни актиноиди: на пример, лоренциум (III) флуорид (LrF 3 ) и хидроксид (Lr (OH) 3 ) треба да бидат двата нерастворливи во вода. Поради контракцијата на актиноидот, јонскиот полупречник на Lr 3+ треба да биде помал од оној на Md 3+, и треба да елутира пред Md 3+ кога амониум α-хидроксиизобутират (амониум α-HIB) се користи како елуанс. Подоцна во 1987 година експериментите на долготрајниот изотоп 260 Lr ја потврдија травматичноста на лоренциумот и тоа еволуирало на приближно истото место како ербиум и открило дека јонскиот полупречник на е , поголем отколку што би се очекувало од едноставна екстраполација од периодични закони. Подоцна во 1988 година, експериментите со повеќе атоми на рафинирале оваа вредност на и пресметана енталпија на хидратациона вредност од -3685 +- 12кЈ/mol. Исто така, било истакнато дека контракцијата на актиноидот на крајот од актиноидната серија била поголема од аналогната контракција на лантаноид, со исклучок на последниот актиноид, лоренциум: причината била шпекулирана да биде релативистички ефект.