Lawrencio - Lawrencium

Lawrencio,  103 Lr
Lawrencium
Pronunciación / L ɒ r ɛ n s i ə m / ( escuchar )Sobre este sonido ( lorr- ES -ver-əm )
Apariencia plateado (predicho)
Número de masa [266]
Lawrencio en la tabla periódica
Hidrógeno Helio
Litio Berilio Boro Carbón Nitrógeno Oxígeno Flúor Neón
Sodio Magnesio Aluminio Silicio Fósforo Azufre Cloro Argón
Potasio Calcio Escandio Titanio Vanadio Cromo Manganeso Planchar Cobalto Níquel Cobre Zinc Galio Germanio Arsénico Selenio Bromo Criptón
Rubidio Estroncio Itrio Circonio Niobio Molibdeno Tecnecio Rutenio Rodio Paladio Plata Cadmio Indio Estaño Antimonio Telurio Yodo Xenón
Cesio Bario Lantano Cerio Praseodimio Neodimio Prometeo Samario Europio Gadolinio Terbio Disprosio Holmio Erbio Tulio Iterbio Lutecio Hafnio Tantalio Tungsteno Renio Osmio Iridio Platino Oro Mercurio (elemento) Talio Dirigir Bismuto Polonio Astatine Radón
Francio Radio Actinio Torio Protactinio Uranio Neptunio Plutonio Americio Curio Berkelio Californio Einstenio Fermio Mendelevio Nobelio Lawrencium Rutherfordio Dubnium Seaborgio Bohrium Hassium Meitnerio Darmstadtium Roentgenio Copérnico Nihonium Flerovio Moscovium Livermorium Tennessine Oganesson
Lu

Lr

(Arriba)
nobeliolawrenciorutherfordio
Número atómico ( Z ) 103
Grupo grupo 3
Período período 7
Cuadra   bloque d
Configuración electronica [ Rn ] 5f 14 7s 2 7p 1
Electrones por capa 2, 8, 18, 32, 32, 8, 3
Propiedades físicas
Fase en  STP sólido (predicho)
Punto de fusion 1900  K (1627 ° C, 2961 ° F) (previsto)
Densidad (cerca de  rt ) 14,4 g / cm 3 (previsto)
Propiedades atómicas
Estados de oxidación +3
Electronegatividad Escala de Pauling: 1.3 (predicho)
Energías de ionización
Otras propiedades
Ocurrencia natural sintético
Estructura cristalina hexagonal compacta (hcp)
Estructura cristalina hexagonal compacta para lawrencio

(predicho)
Número CAS 22537-19-5
Historia
Nombrar después de Ernest Lawrence
Descubrimiento Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley e Instituto Conjunto de Investigaciones Nucleares (1961-1971)
Principales isótopos de lawrencio
Isótopo Abundancia Vida media ( t 1/2 ) Modo de decaimiento Producto
254 Lr syn 13 s 78% α 250 Md
22% ε 254 No
255 Lr syn 21,5 s α 251 Md
256 Lr syn 27 s α 252 Md
259 Lr syn 6.2 segundos 78% α 255 Md
22% SF
260 Lr syn 2,7 min α 256 Md
261 Lr syn 44 min SF / ε?
262 Lr syn 3,6 h ε 262 No
264 Lr syn 3 h SF
266 Lr syn 10 h SF
Categoría Categoría: Lawrencium
| referencias

El lawrencio es un elemento químico sintético con el símbolo Lr (antes Lw) y el número atómico 103. Recibe su nombre en honor a Ernest Lawrence , inventor del ciclotrón , un dispositivo que se utilizó para descubrir muchos elementos radiactivos artificiales . Un metal radiactivo , el lawrencio es el undécimo elemento transuránico y también es el miembro final de la serie de actínidos . Como todos los elementos con número atómico superior a 100, el lawrencio solo se puede producir en aceleradores de partículas bombardeando elementos más ligeros con partículas cargadas. Actualmente se conocen catorce isótopos de lawrencio ; el más estable es 266 Lr con una vida media de 11 horas, pero el 260 Lr de vida media más corta (vida media 2,7 minutos) se usa con mayor frecuencia en química porque puede producirse a mayor escala.

Los experimentos químicos han confirmado que el lawrencio se comporta como un homólogo más pesado del lutecio en la tabla periódica y es un elemento trivalente . Por lo tanto, también podría clasificarse como el primero de los metales de transición del séptimo período : sin embargo, su configuración electrónica es anómala para su posición en la tabla periódica, teniendo una configuración s 2 p en lugar de la configuración s 2 d de su homólogo lutecio. Esto significa que el lawrencio puede ser más volátil de lo esperado para su posición en la tabla periódica y tener una volatilidad comparable a la del plomo .

En las décadas de 1950, 1960 y 1970, los laboratorios de la Unión Soviética y los Estados Unidos hicieron muchas afirmaciones de la síntesis de lawrencio de diversa calidad . La prioridad del descubrimiento y, por lo tanto, el nombre del elemento fue disputada entre científicos soviéticos y estadounidenses, y mientras que la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) inicialmente estableció lawrencium como el nombre oficial del elemento y le dio al equipo estadounidense el crédito por el descubrimiento, esto fue reevaluado en 1997, dando a ambos equipos el crédito compartido por el descubrimiento, pero sin cambiar el nombre del elemento.

Introducción

Una representación gráfica de una reacción de fusión nuclear.
Representación gráfica de una reacción de fusión nuclear . Dos núcleos se fusionan en uno, emitiendo un neutrón . Las reacciones que crearon nuevos elementos en este momento fueron similares, con la única diferencia posible de que a veces se liberaban varios neutrones singulares, o ninguno en absoluto.
Video externo
icono de video Visualización de fusión nuclear fallida, basada en cálculos de la Universidad Nacional de Australia

Los núcleos atómicos más pesados se crean en reacciones nucleares que combinan otros dos núcleos de tamaño desigual en uno; aproximadamente, cuanto más desiguales son los dos núcleos en términos de masa, mayor es la posibilidad de que reaccionen. El material hecho de los núcleos más pesados ​​se convierte en un objetivo, que luego es bombardeado por el haz de núcleos más ligeros. Dos núcleos solo pueden fusionarse en uno si se acercan lo suficiente; normalmente, los núcleos (todos cargados positivamente) se repelen entre sí debido a la repulsión electrostática . La interacción fuerte puede superar esta repulsión, pero solo a una distancia muy corta de un núcleo; Por tanto, los núcleos de los haces se aceleran enormemente para hacer que dicha repulsión sea insignificante en comparación con la velocidad del núcleo del haz. Acercarse por sí solo no es suficiente para que dos núcleos se fusionen: cuando dos núcleos se acercan entre sí, generalmente permanecen juntos durante aproximadamente 10-20  segundos y luego se separan (no necesariamente en la misma composición que antes de la reacción) en lugar de formar un solo núcleo. núcleo. Si se produce la fusión, la fusión temporal, denominada núcleo compuesto, es un estado excitado . Para perder su energía de excitación y alcanzar un estado más estable, un núcleo compuesto se fisiona o expulsa uno o varios neutrones , que se llevan la energía. Esto ocurre aproximadamente entre 10 y 16  segundos después de la colisión inicial.

El rayo atraviesa el objetivo y llega a la siguiente cámara, el separador; si se produce un nuevo núcleo, se transporta con este rayo. En el separador, el núcleo recién producido se separa de otros nucleidos (el del haz original y cualquier otro producto de reacción) y se transfiere a un detector de barrera de superficie , que detiene el núcleo. Se marca la ubicación exacta del próximo impacto en el detector; también están marcadas su energía y la hora de la llegada. La transferencia tarda entre 10 y 6  segundos; para ser detectado, el núcleo debe sobrevivir tanto tiempo. El núcleo se registra nuevamente una vez que se registra su desintegración, y se miden la ubicación, la energía y el tiempo de desintegración.

La estabilidad del núcleo es proporcionada por la interacción fuerte. Sin embargo, su alcance es muy corto; a medida que los núcleos se hacen más grandes, su influencia sobre los nucleones más externos ( protones y neutrones) se debilita. Al mismo tiempo, el núcleo se rompe por la repulsión electrostática entre protones, ya que tiene un alcance ilimitado. Por tanto, los núcleos de los elementos más pesados ​​se predicen teóricamente y hasta ahora se ha observado que se desintegran principalmente a través de modos de desintegración causados ​​por dicha repulsión: desintegración alfa y fisión espontánea ; estos modos son predominantes para núcleos de elementos superpesados . Las desintegraciones alfa son registradas por las partículas alfa emitidas y los productos de la desintegración son fáciles de determinar antes de la desintegración real; si tal desintegración o una serie de desintegraciones consecutivas produce un núcleo conocido, el producto original de una reacción se puede determinar aritméticamente. Sin embargo, la fisión espontánea produce varios núcleos como productos, por lo que el nucleido original no se puede determinar a partir de sus hijas.

La información disponible para los físicos que pretenden sintetizar uno de los elementos más pesados ​​es, por lo tanto, la información recopilada en los detectores: ubicación, energía y tiempo de llegada de una partícula al detector y los de su desintegración. Los físicos analizan estos datos y buscan concluir que efectivamente fue causado por un nuevo elemento y no pudo haber sido causado por un nucleido diferente al que se afirma. A menudo, los datos proporcionados son insuficientes para llegar a la conclusión de que definitivamente se creó un nuevo elemento y no hay otra explicación para los efectos observados; Se han cometido errores en la interpretación de los datos.

Historia

Albert Ghiorso actualizó la tabla periódica en abril de 1961, inscribiendo el símbolo "Lw" en la posición del elemento 103, mientras los codificadores Latimer, Sikkeland y Larsh (de izquierda a derecha) miran con aprobación.

En 1958, los científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley afirmaron el descubrimiento del elemento 102, ahora llamado nobelio . Al mismo tiempo, también intentaron sintetizar el elemento 103 bombardeando el mismo objetivo de curio utilizado con iones nitrógeno -14. No se realizó un seguimiento de este experimento, ya que el objetivo fue destruido. Se observaron dieciocho pistas, con energía de desintegración alrededor9 ±MeV y semivida alrededor de 14  s; el equipo de Berkeley señaló que, si bien la causa podría ser la producción de un isótopo del elemento 103, no se podían descartar otras posibilidades. Si bien los datos concuerdan razonablemente con los que se descubrieron más tarde para 257 Lr ( energía de desintegración alfa 8,87 MeV, vida media de 0,6 s), la evidencia obtenida en este experimento estuvo muy por debajo de la fuerza requerida para demostrar de manera concluyente la síntesis del elemento 103. Más tarde, En 1960, el Laboratorio Lawrence Berkeley intentó sintetizar el elemento bombardeando 252 Cf con 10 B y 11 B. Los resultados de este experimento no fueron concluyentes.

El primer trabajo importante sobre el elemento 103 se llevó a cabo en Berkeley por el equipo de física nuclear de Albert Ghiorso , Torbjørn Sikkeland, Almon Larsh, Robert M. Latimer y sus colaboradores el 14 de febrero de 1961. Los primeros átomos de lawrencio fueron Según se informa, se produce al bombardear un objetivo de tres miligramos que consta de tres isótopos del elemento californio con núcleos de boro -10 y boro-11 del Acelerador Lineal de Iones Pesados ​​(HILAC). El equipo de Berkeley informó que el isótopo 257 103 se detectó de esta manera y que se descompuso al emitir una partícula alfa de 8,6 MeV con una vida media de 8 ± 2 s . Esta identificación se corrigió posteriormente a 258 103, ya que un trabajo posterior demostró que 257 Lr no tenía las propiedades detectadas, pero 258 Lr sí. Esto se consideró en ese momento una prueba convincente de la síntesis del elemento 103: si bien la asignación masiva era menos segura y resultó ser errónea, no afectó los argumentos a favor de que el elemento 103 había sido sintetizado. Los científicos del Instituto Conjunto de Investigación Nuclear en Dubna (entonces en la Unión Soviética ) plantearon varias críticas: todas menos una fueron respondidas adecuadamente. La excepción fue que 252 Cf era el isótopo más común en el objetivo, y en las reacciones con 10 B, 258 Lr solo podría haberse producido emitiendo cuatro neutrones, y se esperaba que emitir tres neutrones fuera mucho menos probable que emitir cuatro o más. cinco. Esto conduciría a una curva de rendimiento estrecha, no a la amplia informada por el equipo de Berkeley. Una posible explicación fue que hubo un número bajo de eventos atribuidos al elemento 103. Este fue un paso intermedio importante para el descubrimiento incuestionable del elemento 103, aunque la evidencia no fue completamente convincente. El equipo de Berkeley propuso el nombre "lawrencium" con el símbolo "Lw", en honor a Ernest Lawrence , inventor del ciclotrón . La Comisión de Nomenclatura de Química Inorgánica de la IUPAC aceptó el nombre, pero cambió el símbolo a "Lr". Esta aceptación del descubrimiento se caracterizó más tarde como apresurada por el equipo de Dubna.

252
98
Cf
+ 11
5
B
263
103
Lr
* → 258
103
Lr
+ 5 1
0
norte

El primer trabajo en Dubna sobre el elemento 103 se produjo en 1965, cuando informaron haber creado 256 103 en 1965 al bombardear 243 Am con 18 O , identificándolo indirectamente de su nieta fermio -252. La vida media que informaron fue algo demasiado alta, posiblemente debido a eventos de fondo. Posteriormente, el trabajo de 1967 en la misma reacción identificó dos energías de desintegración en los rangos de 8,35 a 8,50 MeV y de 8,50 a 8,60 MeV: se asignaron a 256 103 y 257 103. A pesar de repetidos intentos, no pudieron confirmar la asignación de un emisor alfa con un vida media de ocho segundos a 257 103. Los rusos propusieron el nombre "Rutherfordium" para el nuevo elemento en 1967: este nombre se utilizó más tarde para el elemento 104 .

243
95
Soy
+ 18
8
O
261
103
Lr
* → 256
103
Lr
+ 5 1
0
norte

Experimentos adicionales en 1969 en Dubna y en 1970 en Berkeley demostraron una química de actínidos para el nuevo elemento, de modo que en 1970 se sabía que el elemento 103 es el último actínido. En 1970, el grupo de Dubna informó la síntesis de 255 103 con una vida media de 20 sy una energía de desintegración alfa de 8,38 MeV. Sin embargo, no fue hasta 1971, cuando el equipo de física nuclear de la Universidad de California en Berkeley realizó con éxito toda una serie de experimentos destinados a medir las propiedades de desintegración nuclear de los isótopos de lawrencio con números de masa de 255 a 260, que todos los resultados anteriores de Berkeley y Dubna se confirmaron, aparte de la asignación errónea inicial del grupo de Berkeley de su primer isótopo producido a 257 103 en lugar del probablemente correcto 258 103. Todas las dudas finales se disiparon finalmente en 1976 y 1977 cuando las energías de los rayos X emitidos desde Se midieron 258 103.

El elemento recibió su nombre de Ernest Lawrence .

En 1971, la IUPAC otorgó el descubrimiento de lawrencium al Laboratorio Lawrence Berkeley, a pesar de que no tenían datos ideales para la existencia del elemento. Sin embargo, en 1992, el Grupo de Trabajo de Trans-fermio (TWG) de la IUPAC reconoció oficialmente a los equipos de física nuclear de Dubna y Berkeley como los co-descubridores del lawrencium, concluyendo que si bien los experimentos de Berkeley en 1961 fueron un paso importante para el descubrimiento del lawrencium, fueron aún no del todo convincente; y mientras que los experimentos de Dubna de 1965, 1968 y 1970 se acercaron mucho al nivel necesario de confianza tomados en conjunto, solo los experimentos de Berkeley de 1971, que aclararon y confirmaron observaciones previas, finalmente dieron como resultado una completa confianza en el descubrimiento del elemento 103. Porque el El nombre "lawrencium" se había utilizado durante mucho tiempo en este punto, fue retenido por la IUPAC, y en agosto de 1997, la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) ratificó el nombre lawrencium y el símbolo "Lr" durante un reunión en Ginebra .

Caracteristicas

Físico

Lawrencium es el último miembro de la serie de actínidos . Entre los que estudian el tema, generalmente se considera que es un elemento del grupo 3 , junto con el escandio , el itrio y el lutecio , ya que se espera que su capa f llena lo haga parecerse a los metales de transición del séptimo período : no obstante, ha habido alguna disputa sobre este punto. En la tabla periódica , se encuentra a la derecha del actínido nobelio , a la izquierda del metal de transición 6d ruterfordio y debajo del lantánido lutecio con el que comparte muchas propiedades físicas y químicas. Se espera que el lawrencio sea un sólido en condiciones normales y asuma una estructura cristalina hexagonal compacta ( c / a  = 1,58), similar a su congénere más ligero lutecio, aunque esto aún no se conoce experimentalmente. La entalpía de sublimación del lawrencio se estima en 352 kJ / mol, cercana al valor del lutecio y sugiere fuertemente que el lawrencio metálico es trivalente con tres electrones deslocalizados , una predicción también apoyada por una extrapolación sistemática de los valores de calor de vaporización , módulo volumétrico y volumen atómico de elementos vecinos al lawrencio. Específicamente, se espera que el larencio sea un metal plateado trivalente, fácilmente oxidable por aire, vapor y ácidos , y que tenga un volumen atómico similar al del lutecio y un radio metálico trivalente de 171  µm . Se espera que sea un metal bastante pesado con una densidad de alrededor de 14,4 g / cm 3 . También se predice que tendrá un punto de fusión de alrededor de 1900  K (1627  ° C ), no muy lejos del valor del lutecio (1925 K).

Químico

Secuencia de elución de los lantánidos y actínidos trivalentes tardíos, con α-HIB de amonio como eluyente: la curva discontinua del lawrencio es una predicción.

En 1949, Glenn T. Seaborg , quien ideó el concepto de actínidos de que los elementos 89 a 103 formaban una serie de actínidos homóloga a la serie de lantánidos de los elementos 57 a 71, predijo que el elemento 103 (lawrencio) debería ser su miembro final y que el Lr 3 El ion + debe ser tan estable como Lu 3+ en solución acuosa . No fue hasta décadas después que el elemento 103 finalmente se sintetizó de manera concluyente y esta predicción se confirmó experimentalmente.

Los estudios de 1969 sobre el elemento mostraron que el lawrencio reaccionaba con el cloro para formar un producto que probablemente era el tricloruro LrCl 3 . Su volatilidad se encontró que era similar a la de los cloruros de curio , fermio , y nobelio y mucho menor que la de rutherfordium cloruro. En 1970 se realizaron estudios químicos sobre 1500 átomos del isótopo 256 Lr, comparándolo con elementos divalentes ( No , Ba , Ra ), trivalentes ( Fm , Cf , Cm , Am , Ac ) y tetravalentes ( Th , Pu ). Se encontró que el lawrencio se coextraía con los iones trivalentes, pero la corta vida media del isótopo 256 Lr impedía una confirmación de que eluía antes que Md 3+ en la secuencia de elución. El lawrencio se presenta como el ion trivalente Lr 3+ en solución acuosa y, por lo tanto, sus compuestos deben ser similares a los de los otros actínidos trivalentes: por ejemplo, el fluoruro de lawrencio (III) (LrF 3 ) y el hidróxido (Lr (OH) 3 ) deben ser ambos ser insoluble en agua. Debido a la contracción de actínidos , el radio iónico de Lr 3+ debe ser menor que el de Md 3+ , y debe eluir antes que Md 3+ cuando se usa α-hidroxiisobutirato de amonio (amonio α-HIB) como eluyente. Experimentos posteriores de 1987 con el isótopo 260 Lr de vida más larga confirmaron la trivalencia del lawrencio y que eluyó aproximadamente en el mismo lugar que el erbio , y encontraron que el radio iónico del lawrencio era88,6 ± 0,3  pm , mayor de lo que se esperaría de una simple extrapolación de las tendencias periódicas . Experimentos posteriores de 1988 con más átomos de lawrencio refinaron este valor a88,1 ± 0,1 pm y calculó una entalpía de valor de hidratación de−3685 ± 13 kJ / mol . También se señaló que la contracción de actínidos al final de la serie de actínidos era mayor que la contracción análoga de lantánidos, con la excepción del último actínido, el lawrencio: se especuló que la causa eran efectos relativistas.

Se ha especulado que los electrones 7s están estabilizados relativistamente, de modo que en condiciones reductoras, solo el electrón 7p 1/2 se ionizaría, lo que conduciría al ion monovalente Lr + . Sin embargo, todos los experimentos para reducir Lr 3+ a Lr 2+ o Lr + en solución acuosa no tuvieron éxito, de manera similar al lutecio. Sobre esta base, se calculó que el potencial de electrodo estándar del par E ° (Lr 3+ → Lr + ) era menor que -1,56  V , lo que indica que la existencia de iones Lr + en solución acuosa era poco probable. Se predijo que el límite superior para el par E ° (Lr 3+ → Lr 2+ ) sería −0,44 V: los valores para E ° (Lr 3+ → Lr) y E ° (Lr 4+ → Lr 3+ ) son se predice que será -2.06 V y +7.9 V. La estabilidad del estado de oxidación del grupo en la serie de transición 6d disminuye a medida que Rf IV > Db V > Sg VI , y el lawrencio continúa la tendencia con Lr III siendo más estable que Rf IV .

En la molécula de lawrencium dihidruro de (LRH 2 ), que se prevé que sea doblada , la 6d orbital de lawrencium no se espera que juegue un papel en la unión, a diferencia de la de lantano dihidruro de (LAH 2 ). LaH 2 tiene distancias de enlace La – H de 2.158 Å, mientras que LrH 2 debería tener distancias de enlace Lr – H más cortas de 2.042 Å debido a la contracción relativista y la estabilización de los orbitales 7s y 7p involucrados en la unión, en contraste con el núcleo- como la subcapa 5f y la subcapa 6d en su mayoría no involucrada. En general, se espera que la LrH 2 y LrH moleculares se parezcan a las especies de talio correspondientes (talio que tiene una configuración de valencia 6s 2 6p 1 en la fase gaseosa, como 7s 2 7p 1 de lawrencio ) más que las especies de lantánidos correspondientes . Se espera que las configuraciones electrónicas de Lr + y Lr 2+ sean 7s 2 y 7s 1 respectivamente, a diferencia de los lantánidos que tienden a ser 5d 1 como Ln 2+ . Sin embargo, en especies donde los tres electrones de valencia del lawrencio se ionizan para dar al menos formalmente el catión Lr 3+ , se espera que el lawrencio se comporte como un actínido típico y el congénere más pesado del lutecio, especialmente porque los primeros tres potenciales de ionización del lawrencio son se predice que serán similares a los del lutecio. Por lo tanto, a diferencia del talio pero como el lutecio, el lawrencio preferiría formar LrH 3 que LrH, y se espera que Lr CO sea ​​similar al también desconocido LuCO, teniendo ambos metales una configuración de valencia de σ 2 π 1 en sus respectivos monocarbonilos. Se espera que el enlace pπ – dπ se observe en LrCl 3 al igual que lo es para LuCl 3 y, más generalmente, todo el LnCl 3 , y se espera que el anión complejo [Lr (C 5 H 4 SiMe 3 ) 3 ] - sea ​​estable al igual que sus congéneres lantánidos, con una configuración de 6d 1 para el lawrencio; este orbital 6d sería su orbital molecular ocupado más alto .

Atómico

Un átomo de lawrencio tiene 103 electrones, de los cuales tres pueden actuar como electrones de valencia . En 1970, se predijo que la configuración electrónica del estado fundamental del lawrencio era [Rn] 5f 14 6d 1 7s 2 ( símbolo del término del estado fundamental 2 D 3/2 ), siguiendo el principio de Aufbau y conforme al [Xe] 4f 14 5d 1 6s 2 configuración del lutecio homólogo más ligero de lawrencio. Sin embargo, al año siguiente, se publicaron cálculos que cuestionaban esta predicción, en lugar de esperar una configuración anómala de [Rn] 5f 14 7s 2 7p 1 . Aunque los primeros cálculos arrojaron resultados contradictorios, estudios y cálculos más recientes confirman la sugerencia de s 2 p. Los cálculos relativistas de 1974 concluyeron que la diferencia de energía entre las dos configuraciones era pequeña y que no se sabía cuál era el estado fundamental. Cálculos posteriores de 1995 concluyeron que la configuración s 2 p debería favorecerse energéticamente, porque los orbitales esféricos sy p 1/2 están más cerca del núcleo atómico y, por lo tanto, se mueven lo suficientemente rápido como para que su masa relativista aumente significativamente.

En 1988, un equipo de científicos dirigido por Eichler calculó que la entalpía de adsorción del lawrencio en fuentes metálicas diferiría lo suficiente en función de su configuración electrónica, por lo que sería factible llevar a cabo experimentos para aprovechar este hecho para medir la configuración electrónica del lawrencio. Se esperaba que la configuración s 2 p fuera más volátil que la configuración s 2 d, y más similar a la del elemento del bloque p plomo . No se obtuvo evidencia de que el lawrencio sea volátil y el límite inferior para la entalpía de adsorción de lawrencio en cuarzo o platino fue significativamente mayor que el valor estimado para la configuración s 2 p.

En 2015, se midió la primera energía de ionización del lawrencio, utilizando el isótopo 256 Lr. El valor medido, 4.96+0,08
−0,07
eV
, estuvo muy de acuerdo con la predicción teórica relativista de 4.963 (15) eV, y también proporcionó un primer paso para medir las primeras energías de ionización de los transactínidos . Este valor es el más bajo entre todos los lantánidos y actínidos, y apoya laconfiguracións 2 p, ya quese espera que el electrón7p 1/2 esté débilmente unido. Esto sugiere que el lutecio y el lawrencio se comportan de manera similar a los elementos del bloque d (y, por lo tanto, son los verdaderos congéneres más pesados ​​del escandio y el itrio , en lugar del lantano y el actinio ). Aunquese ha predichoalgúncomportamiento similar al de un metal alcalino , los experimentos de adsorción sugieren que el lawrencio es trivalente como el escandio y el itrio, no monovalente como los metales alcalinos.

Isótopos

Se conocen catorce isótopos de lawrencio, con números de masa 251-262, 264 y 266; todos son radiactivos. Además, se conoce un isómero nuclear , con número de masa 253. El isótopo de lawrencio de vida más larga, 266 Lr, tiene una vida media de aproximadamente diez horas y es uno de los isótopos superpesados ​​de vida más larga conocidos hasta la fecha. Sin embargo, los isótopos de vida más corta se usan generalmente en experimentos químicos porque 266 Lr actualmente solo se puede producir como un producto de desintegración final de elementos aún más pesados ​​y difíciles de sintetizar: se descubrió en 2014 en la cadena de desintegración de 294 Ts . El isótopo 256 Lr (vida media 27 segundos) se usó en los primeros estudios químicos sobre el lawrencio: actualmente, el isótopo 260 Lr de vida ligeramente más larga (vida media 2,7 minutos) se usa generalmente para este propósito. Después de 266 Lr, los isótopos de lawrencio de vida más larga son 262 Lr (3,6 h), 264 Lr (aproximadamente 3 h), 261 Lr (44 min), 260 Lr (2,7 min), 256 Lr (27 s) y 255 Lr (22 s). Todos los demás isótopos de lawrencio conocidos tienen una vida media inferior a 20 segundos, y el más corto de ellos ( 251 Lr) tiene una vida media de 27 milisegundos. Las semividas de los isótopos de lawrencio aumentan en su mayoría sin problemas de 251 Lr a 266 Lr, con un descenso de 257 Lr a 259 Lr.

Preparación y purificación

Mientras que los isótopos de lawrencio más ligeros ( 251 Lr a 254 Lr) y más pesados ​​( 264 Lr y 266 Lr) se producen solo como productos de desintegración alfa de los isótopos de dubnio ( Z  = 105), los isótopos medios ( 255 Lr a 262 Lr) pueden ser todos producido bombardeando objetivos de actínidos ( americio a einstenio ) con iones ligeros (de boro a neón). Los dos isótopos más importantes, 256 Lr y 260 Lr, se encuentran en este rango. Se pueden producir 256 Lr bombardeando californio -249 con iones de boro -11 de 70 MeV (produciendo lawrencio-256 y cuatro neutrones ), mientras que 260 Lr se pueden producir bombardeando berkelio -249 con oxígeno -18 (produciendo lawrencio-260, un alfa partícula y tres neutrones).

Tanto 256 Lr como 260 Lr tienen vidas medias demasiado cortas para permitir un proceso de purificación química completo. Por lo tanto, los primeros experimentos con 256 Lr utilizaron una extracción rápida con solventes , con el agente quelante tenoiltrifluoroacetona (TTA) disuelto en metil isobutil cetona (MIBK) como fase orgánica , y siendo la fase acuosa soluciones de acetato tamponadas . Los iones de diferente carga (+2, +3 o +4) se extraerán a la fase orgánica en diferentes rangos de pH , pero este método no separará los actínidos trivalentes y, por lo tanto, 256 Lr deben identificarse por sus partículas alfa de 8,24 MeV emitidas. . Métodos más recientes han permitido elución selectiva rápida con α-HIB a tener lugar en tiempo suficiente para separar el isótopo de vida más larga 260 Lr, que puede ser retirado de la lámina de colector con 0,05 M  de ácido clorhídrico .

Ver también

Notas

Referencias

Bibliografía

enlaces externos