Лоренциум: Разлика помеѓу преработките

Понатамошните експерименти во 1969 година во Дубна и во 1970 година во Беркли демонстрираа [[Актиноиди|актиноидна]] хемија за новиот елемент, така што до 1970 година било познато дека елементот 103 е последниот актинидактиноид.<ref name="93TWG">{{Наведено списание|last=Barber, R. C.|last2=Greenwood|first2=N. N.|last3=Hrynkiewicz|first3=A. Z.|last4=Jeannin|first4=Y. P.|last5=Lefort|first5=M.|last6=Sakai|first6=M.|last7=Ulehla|first7=I.|last8=Wapstra|first8=A. P.|last9=Wilkinson|first9=D. H.|year=1993|title=Discovery of the transfermium elements. Part II: Introduction to discovery profiles. Part III: Discovery profiles of the transfermium elements|journal=Pure and Applied Chemistry|volume=65|issue=8|pages=1757|doi=10.1351/pac199365081757}} (Note: for Part I see Pure Appl. Chem., Vol. 63, No. 6, pp. 879–886, 1991)</ref><ref>{{Наведена книга|title=Theoretical chemistry and physics of heavy and superheavy element|last=Kaldor, Uzi|last2=Wilson, Stephen|date=2005|publisher=Springer|isbn=1-4020-1371-X|page=57|last-author-amp=yes}}</ref> Во 1970 година, групата Дубна пријави синтеза од ²⁵⁵ 103 со полуживот 20s и алфа-распадната енергија 8.38 MeV.<ref name="93TWG" /> Сепак, тоа не било до 1971 година, кога тимот за нуклеарна физика на Универзитетот во Калифорнија во Беркли успешно изведе цела низа експерименти со цел мерење на својствата на нуклеарното распаѓање на изотопите на законите со маса од 255 до 260,<ref name="Silva16412">Силва, стр. 1641-2</ref><ref name="Eskola">{{Наведено списание|last=Eskola, Kari|last2=Eskola, Pirkko|last3=Nurmia, Matti|last4=Albert Ghiorso|date=1971|title=Studies of Lawrencium Isotopes with Mass Numbers 255 Through 260|journal=Phys. Rev. C|volume=4|issue=2|pages=632–642|bibcode=1971PhRvC...4..632E|doi=10.1103/PhysRevC.4.632}}</ref> 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.<ref name="93TWG" /> Сите конечни сомневања беа конечно расфрлени во 1976 и 1977 година, кога беа измерени енергиите на [[Рендгенски зраци|Х-зраци]] од ²⁵⁸ 103.<ref name="93TWG" />

Во 1949 година, [[Глен Т. Сиборг]], кој го осмислил концептот на актинидотактиноидот дека елементите од [[актиниум|89]] до 103 формираат актиниднаактиноидна серија на хомолози на лантаноидната серија од елементите [[лантан|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.<ref name="Silva16447">Силва, стр. 1644-7</ref>

Неговата [[Volatility (chemistry)|нестабилност]] се покажала како слична на онаа на хлоридите од [[кириум]]от, [[фермиум]]от и [[нобелиум]]от и многу помалку од онаа на [[Радерфордиум|радеерфодиум]] хлоридот. Во 1970 година, хемиските студии биле изведени на 1500 атоми на изотопот ²⁵⁶ Lr, споредувајќи ги со двовалентните ([[Нобелиум|No]], [[Бариум|Ba]], [[Радиум|Ra]] ), тривалентни ([[Фермиум|Fm]], [[Калифорниум|Cf]], [[Кириум|Cm]], [[Америциум|Am]], [[Актиниум|Ac]] ) и тетравалентни ([[Ториум|Th]], [[Плутониум|Pu]]) елементи. Утврдено е дека лоренциумот е [[Extraction (chemistry)|екстрахиран]] со тривалентните јони, но краткиот полуживот на ²⁵⁶ Lr изотопот спречува потврда дека [[Elution|елудирала]] пред [[Менделевиум|Md ³⁺]] во елуционата низа.<ref name="Silva16447">Силва, стр. 1644-7</ref> 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) [[Fluoride|флуорид]] (LrF ₃ ) и [[хидроксид]] (Lr (OH) ₃ ) треба да бидат двата нерастворливи во вода.<ref name="Silva16447" /> Поради [[Lanthanide contraction|контракцијата]] на [[Lanthanide contraction|актинидотактиноидот]], [[Ionic radius|јонскиот полупречник]] на Lr ³⁺ треба да биде помал од оној на Md ³⁺, и треба да елутира пред Md ³⁺ кога [[Ammonium α-hydroxyisobutyrate|амониум α-хидроксиизобутират]] (амониум α-HIB) се користи како елуанс.<ref name="Silva16447" /> 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 {{Вред|88.6|0.3|u=[[picometer|pm]]}} е {{Вред|88.6|0.3|u=[[picometer|pm]]}}, поголем отколку што би се очекувало од едноставна екстраполација од [[Periodic trend|периодични трендови]].<ref name="Silva16447" /> Подоцна во 1988 година, експериментите со повеќе атоми на {{Вред|88.1|0.1|u=pm}} рафинирале оваа вредност на {{Вред|88.1|0.1|u=pm}} и пресметана [[Enthalpy of hydration|енталпија на хидратациона]] вредност од -3685 +- 12кЈ/mol.<ref name="Silva16447" /> Исто така, било истакнато дека контракцијата на актинидотактиноидот на крајот од актиноидната серија била поголема од аналогната контракција на лантаноид, со исклучок на последниот актинидактиноид, лоренциум: причината била шпекулирана да биде релативистички ефект.<ref name="Silva16447" />

Во молекулата лоренциум дихидрид (LrH _2), која е предвидено да се витка, на 6d орбиталата на лоренциум не се очекува да игра улога во поврзувањето, за разлика од онаа на [[Lanthanum dihydride|лантан дихидрид]] (LaH _2). LaH ₂ има растојанија на Lа-H врската од 2.158 Å, додека LrH ₂ треба да има пократки растојанија од Lr-H врска од 2.042 А заради релативистичката контракција и стабилизацијата на 7s и 7p орбиталните орбитали вклучени во сврзувањето, за разлика од јадрото како 5f подслојка и најчесто неинволвираната 6d подслојка. Генерално, молекуларните LrH ₂ и LrH се очекува да личат на соодветните видови на [[талиум]] (талиум кој има 6s ² 6p ¹ валентна конфигурација во гасната фаза, како што е 7s ² 7p ^{1 на} лоренциумот) повеќе од соодветните [[Лантаноиди|лантаноидни]] видови.<ref>{{Наведено списание|last=Balasubramanian|first=K.|date=4 December 2001|title=Potential energy surfaces of Lawrencium and ium dihydrides (LrH₂ and NoH₂)|url=|journal=Journal of Chemical Physics|volume=116|issue=9|pages=3568–75|bibcode=2002JChPh.116.3568B|doi=10.1063/1.1446029|via=}}</ref> Електронските конфигурации на Lr ⁺ и Lr ^{2 +} се очекува да бидат 7s ² и 7s ¹ соодветно, за разлика од лантаноидите кои имаат тенденција да бидат 5d ¹ како Ln ²⁺. Меѓутоа, кај видовите каде што сите три валентни електрони на лоренциумот се јонизираат за да дадат најмалку формално Lt ³⁺ катјон, се очекува дека лоренциумот се однесува како типичен актинидактиноид и потешкиот конгенератор на лутециум, особено затоа што првите три потенцијали за јонизација на адроценција се предвидува да бидат слични на оние на лутециумот. Оттука, за разлика од талиумот, но како лутециум, лоренциумот би претпочитал да формира LrH ₃ од LrH, а Lr CO се очекува да биде сличен со исто така непознатиот LuCO, и двата метали имаат валентна конфигурација од σ ² π ¹ во нивните монокарбонили. Се очекува врската pπ-dπ да се забележи во LrCl ₃ исто како што е за LuCl ₃ и поопшто за целиот LnCl ₃, а комплексниот анјон [Lr (C ₅ H ₄ SiMe ₃ ) ₃ ] ^- се очекува да биде стабилен исто како и неговиот лантаноидни конгенири, со конфигурација на 6д ¹ за лоренциум; ова 6-орбитално би било [[HOMO/LUMO|највисоко окупиран молекуларен орбитал]].<ref>

Во 2015 година се мери првата јонизирачка енергија на лоренциумот, користејќи го изотопот ²⁵⁶ Lr.<ref name="Sato">{{Наведено списание|last=Sato|first=T. K.|last2=Asai|first2=M.|last3=Borschevsky|first3=A.|last4=Stora|first4=T.|last5=Sato|first5=N.|last6=Kaneya|first6=Y.|last7=Tsukada|first7=K.|last8=Düllman|first8=Ch. E.|last9=Eberhardt|first9=K.|date=9 April 2015|title=Measurement of the first ionization potential of lawrencium, element 103|url=http://cds.cern.ch/record/2008656/files/TKSato-Lr-IP_prep_nature.pdf|journal=Nature|volume=520|pages=209–11|bibcode=2015Natur.520..209S|doi=10.1038/nature14342|pmid=25855457}}</ref> Измерената вредност, {{Безпрелом|4.96{{su|p=+0.08|b=−0.07}} [[electronvolt|eV]]}} <nowiki></br></nowiki> {{Безпрелом|4.96{{su|p=+0.08|b=−0.07}} [[electronvolt|eV]]}}, многу добро се согласи со релативистичкото теоретско предвидување од 4.963 (15) &nbsp; eV, а исто така го обезбеди првиот чекор во мерењето на првите јонизирачки енергии на [[трансактинидтрансактиноид]]ите.<ref name="Sato" /> Оваа вредност е најниска кај сите лантаноиди и актиноиди, и ја поддржува конфигурацијата s ² p, бидејќи се очекува дека електроните од 7p _1/2 се слабо врзани. Ова сугерира дека лутециум и адвенциум се однесуваат слично на d-блок елементите (а со тоа се вистински потешки конгенири на [[скандиум]] и [[Итриум|иттриум]], наместо на [[лантан]] и [[актиниум]] ), а исто така и дека лорениумот може да се однесува слично на [[Алкален метал|алкалните метали]] [[натриум]] и [[калиум]] во некои начини.<ref>{{Наведена мрежна страница|url=http://www.rsc.org/chemistryworld/2015/04/lawrencium-experiment-could-shake-periodic-table|title=Lawrencium experiment could shake up periodic table|last=Gunther|first=Matthew|date=9 April 2015|work=RSC Chemistry World|accessdate=21 September 2015}}</ref> Со оглед на тоа дека конфигурацијата s ² p е точна, тогаш лоренциумот не може да се смета како преоден метал под дефиницијата [[Меѓународен сојуз за чиста и применета хемија|IUPAC]] ("Елемент чиј атом има некомплетна d под-школка или што може да доведе до катјони со некомплетна d sub- школка "),<ref>{{GoldBookRef|title=transition element}}</ref> разлика од неговиот полесен хомолог лутециум и елементите од [[Група 3 на периодниот систем|групата 3]], со кои понекогаш се класифицирани лутециумот и лоренциумот.<ref>{{Наведена мрежна страница|url=http://www.webelements.com|title=WebElements Periodic Table of the Elements|publisher=Webelements.com|accessdate=2010-04-03}}</ref> Сепак, сосема е веројатно дека металниот лоренциумов раствор ќе се однесува слично на [[Кириум|куриумот]], кој има конфигурација [Rn] 5f ⁷ 6d ¹ 7s ² и ја прикажува очекуваната [Rn] 5f ¹⁴ 6d ¹ 7s ² конфигурација, која е поддржана од претходната нестабилност на експериментите.<ref>{{Наведено списание|last=Haire|first=R. G.|date=11 October 2007|title=Insights into the bonding and electronic nature of heavy element materials|journal=Journal of Alloys and Compounds|volume=444–5|pages=63–71|doi=10.1016/j.jallcom.2007.01.103}}</ref>

Додека најлесните ( ²⁵² Lr до ²⁵⁴ Lr) и најтешки ( ²⁶⁶ Lr) изотопи на лоренциумот се произведуваат само како алфа распаѓање производи на [[Дубниум|dubnium]] ( ''Z'' &nbsp; = &nbsp; 105) изотопи, средните изотопи ( ²⁵⁵ Lr до ²⁶² Lr) можат да бидат произведени со бомбардирање на актинидактиноид ( [[Америциум|americium]] to [[Ајнштајниум|einsteinium]] ) цели со лесни јони (од [[Бор (елемент)|бор]] до неон). Двата најважни изотопи, ²⁵⁶ Lr и ²⁶⁰ Lr, се и во овој опсег. ²⁵⁶ Lr може да се произведе со бомбардирање на [[калифорниум]] -249 со 70 &nbsp; МеV [[Бор (елемент)|бор-]] 11 јони (производство на законик-256 и четири [[неутрон]]и ), додека ²⁶⁰ Lr можат да бидат произведени со бомбардирање на [[Берклиум|berkelium]] -249 со [[кислород]] -18 (производство на Lawrencium-260, алфа-честичка и три неутрони).<ref name="Silva16423">Силва, стр. 1642-3</ref>