stringtranslate.com

Лоуренсий

Лоуренсий — синтетический химический элемент ; он имеет символ Lr (ранее Lw ) и атомный номер 103. Он назван в честь Эрнеста Лоуренса , изобретателя циклотрона , устройства, которое использовалось для открытия многих искусственных радиоактивных элементов. Радиоактивный металл , лоуренсий — одиннадцатый трансурановый элемент , третий трансфермий и последний член ряда актинидов . Как и все элементы с атомным номером более 100, лоуренсий может быть получен только в ускорителях частиц путем бомбардировки более легких элементов заряженными частицами. В настоящее время известно четырнадцать изотопов лоуренсия ; наиболее стабильным является 266 Lr с периодом полураспада 11 часов, но более короткоживущий 260 Lr (период полураспада 2,7 минуты) чаще всего используется в химии, поскольку его можно производить в больших масштабах.

Химические эксперименты подтверждают, что лоуренсий ведет себя как более тяжелый гомолог лютеция в периодической таблице и является трехвалентным элементом. Таким образом , его можно также классифицировать как первый из переходных металлов 7-го периода . Его электронная конфигурация аномальна для его положения в периодической таблице, имея конфигурацию s 2 p вместо конфигурации s 2 d его гомолога лютеция. Однако это, по-видимому, не влияет на химию лоуренсия.

В 1950-х, 1960-х и 1970-х годах в лабораториях Советского Союза и Соединенных Штатов было сделано много заявлений о синтезе элемента 103 различного качества . Приоритет открытия и, следовательно, название элемента оспаривались между советскими и американскими учеными. Международный союз теоретической и прикладной химии (ИЮПАК) первоначально установил лоуренсий в качестве официального названия элемента и отдал американской команде заслугу за открытие; это было пересмотрено в 1992 году, отдав обеим командам общую заслугу за открытие, но не изменив название элемента.

Введение

Синтез сверхтяжелых ядер

Графическое изображение реакции ядерного синтеза
Графическое изображение реакции ядерного синтеза . Два ядра сливаются в одно, испуская нейтрон . Реакции, создававшие новые элементы до этого момента, были похожи, с единственной возможной разницей, что иногда выделялось несколько отдельных нейтронов или вообще ни одного.

Сверхтяжелое [b] атомное ядро ​​создается в ядерной реакции, которая объединяет два других ядра неравного размера [c] в одно; грубо говоря, чем более неравны два ядра с точки зрения массы , тем больше вероятность того, что они прореагируют. [13] Материал, состоящий из более тяжелых ядер, превращается в мишень, которая затем бомбардируется пучком более легких ядер. Два ядра могут слиться в одно, только если они подойдут друг к другу достаточно близко; обычно ядра (все положительно заряженные) отталкиваются друг от друга из-за электростатического отталкивания . Сильное взаимодействие может преодолеть это отталкивание, но только на очень коротком расстоянии от ядра; таким образом, ядра пучка значительно ускоряются , чтобы сделать такое отталкивание незначительным по сравнению со скоростью ядра пучка. [14] Энергия, применяемая к ядрам пучка для их ускорения, может заставить их достичь скорости, составляющей одну десятую скорости света . Однако если приложить слишком много энергии, ядро ​​пучка может развалиться. [14]

Для слияния двух ядер недостаточно просто сблизиться достаточно сильно: когда два ядра приближаются друг к другу, они обычно остаются вместе около 10-20 секунд  , а затем расходятся (не обязательно в том же составе, что и до реакции), а не образуют единое ядро. [14] [15] Это происходит потому, что во время попытки образования единого ядра электростатическое отталкивание разрывает формирующееся ядро. [14] Каждая пара мишени и пучка характеризуется своим поперечным сечением — вероятностью того, что слияние произойдет, если два ядра приблизятся друг к другу, выраженной в терминах поперечной площади, которую должна поразить падающая частица, чтобы слияние произошло. [d] Это слияние может произойти в результате квантового эффекта, при котором ядра могут туннелировать через электростатическое отталкивание. Если два ядра могут оставаться близко после этой фазы, множественные ядерные взаимодействия приводят к перераспределению энергии и энергетическому равновесию. [14]

Результирующее слияние является возбужденным состоянием [18] — называемым составным ядром — и поэтому оно очень нестабильно. [14] Чтобы достичь более стабильного состояния, временное слияние может расщепляться без образования более стабильного ядра. [19] В качестве альтернативы составное ядро ​​может выбросить несколько нейтронов , которые унесут энергию возбуждения; если последней недостаточно для испускания нейтрона, слияние произведет гамма-луч . Это происходит примерно через 10−16 секунд  после первоначального ядерного столкновения и приводит к созданию более стабильного ядра. [19] Определение Совместной рабочей группы ИЮПАК/ИЮПАП (JWP) гласит, что химический элемент может быть признан открытым только в том случае, если его ядро ​​не распалось в течение 10−14 секунд . Это значение было выбрано в качестве оценки того, сколько времени требуется ядру, чтобы приобрести электроны и, таким образом, проявить свои химические свойства. [20] [e]

Распад и обнаружение

Пучок проходит через мишень и достигает следующей камеры, сепаратора; если образуется новое ядро, оно переносится этим пучком. [22] В сепараторе вновь образованное ядро ​​отделяется от других нуклидов (ядра исходного пучка и любых других продуктов реакции) [f] и передается в поверхностно-барьерный детектор , который останавливает ядро. Точное место предстоящего удара по детектору отмечается; также отмечаются его энергия и время прибытия. [22] Передача занимает около 10−6 секунд  ; чтобы быть обнаруженным, ядро ​​должно прожить это время. [25] Ядро регистрируется снова после того, как регистрируется его распад, и измеряются местоположение, энергия и время распада. [22]

Стабильность ядра обеспечивается сильным взаимодействием. Однако его радиус действия очень мал; по мере увеличения размеров ядра его влияние на самые внешние нуклоны ( протоны и нейтроны) ослабевает. В то же время ядро ​​разрывается электростатическим отталкиванием между протонами, и его радиус действия не ограничен. [26] Общая энергия связи , обеспечиваемая сильным взаимодействием, линейно увеличивается с числом нуклонов, тогда как электростатическое отталкивание увеличивается с квадратом атомного номера, т. е. последний растет быстрее и становится все более важным для тяжелых и сверхтяжелых ядер. [27] [28] Таким образом, теоретически предсказано [29] и до сих пор наблюдалось [30] , что сверхтяжелые ядра в основном распадаются через моды распада, которые вызваны таким отталкиванием: альфа-распад и спонтанное деление . [g] Почти все альфа-излучатели имеют более 210 нуклонов, [32] а самый легкий нуклид, в первую очередь подвергающийся спонтанному делению, имеет 238. [33] В обоих режимах распада ядрам препятствуют распадаться соответствующие энергетические барьеры для каждого режима, но они могут туннелироваться через них. [27] [28]

Аппарат для создания сверхтяжелых элементов
Схема установки для создания сверхтяжелых элементов на основе газонаполненного сепаратора отдачи «Дубна», созданного в Лаборатории ядерных реакций им. Г.Н. Флерова в ОИЯИ. Траектория внутри детектора и устройства фокусировки пучка изменяется за счет дипольного магнита в первом и квадрупольных магнитов во втором. [34]

Альфа-частицы обычно производятся в радиоактивных распадах, поскольку масса альфа-частицы на нуклон достаточно мала, чтобы оставить некоторую энергию для альфа-частицы, которая может быть использована в качестве кинетической энергии для выхода из ядра. [35] Спонтанное деление вызвано электростатическим отталкиванием, разрывающим ядро, и производит различные ядра в различных случаях деления идентичных ядер. [28] По мере увеличения атомного номера спонтанное деление быстро становится более важным: частичные периоды полураспада спонтанного деления уменьшаются на 23 порядка величины от урана (элемент 92) до нобелия (элемент 102), [36] и на 30 порядков величины от тория (элемент 90) до фермия (элемент 100). [37] Таким образом, более ранняя модель жидкой капли предполагала, что спонтанное деление будет происходить почти мгновенно из-за исчезновения барьера деления для ядер с примерно 280 нуклонами. [28] [38] Более поздняя модель ядерных оболочек предполагала, что ядра с примерно 300 нуклонами образуют остров стабильности , в котором ядра будут более устойчивы к спонтанному делению и в первую очередь будут подвергаться альфа-распаду с более длительными периодами полураспада. [28] [38] Последующие открытия предполагали, что предсказанный остров может быть дальше, чем первоначально предполагалось; они также показали, что ядра, промежуточные между долгоживущими актинидами и предсказанным островом, деформируются и получают дополнительную стабильность за счет оболочечных эффектов. [39] Эксперименты с более легкими сверхтяжелыми ядрами, [40] а также с теми, которые ближе к ожидаемому острову, [36] показали большую, чем предполагалось ранее, стабильность против спонтанного деления, что показывает важность оболочечных эффектов для ядер. [h]

Альфа-распады регистрируются испускаемыми альфа-частицами, и продукты распада легко определить до фактического распада; если такой распад или серия последовательных распадов производит известное ядро, исходный продукт реакции может быть легко определен. [i] (То, что все распады в цепочке распада действительно были связаны друг с другом, устанавливается по местоположению этих распадов, которые должны происходить в одном и том же месте.) [22] Известное ядро ​​можно распознать по определенным характеристикам распада, которому оно подвергается, таким как энергия распада (или, более конкретно, кинетическая энергия испускаемой частицы). [j] Однако спонтанное деление производит различные ядра в качестве продуктов, поэтому исходный нуклид не может быть определен по его дочерним ядрам. [k]

Информация, доступная физикам, стремящимся синтезировать сверхтяжелый элемент, таким образом, представляет собой информацию, собранную на детекторах: местоположение, энергия и время прибытия частицы к детектору, а также данные о ее распаде. Физики анализируют эти данные и стремятся сделать вывод, что это действительно было вызвано новым элементом и не могло быть вызвано другим нуклидом, чем тот, который заявлен. Часто предоставленных данных недостаточно для вывода о том, что новый элемент был определенно создан, и нет другого объяснения наблюдаемых эффектов; были допущены ошибки в интерпретации данных. [l]

История

Альберт Гиорсо обновляет периодическую таблицу в апреле 1961 года, обозначая элемент 103 символом «Lw». Соавторы открытия Латимер, Сиккеланд и Ларш (слева направо) наблюдают за происходящим.

В 1958 году ученые Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли заявили об открытии элемента 102, который теперь называется нобелием . В то же время они также пытались синтезировать элемент 103, бомбардируя ту же мишень из кюрия, которая использовалась, ионами азота -14. Было отмечено восемнадцать треков с энергией распада около9 ± 1  МэВ и период полураспада около 0,25 с; команда из Беркли отметила, что, хотя причиной могло быть образование изотопа элемента 103, нельзя исключать и другие возможности. Хотя данные разумно согласуются с данными, которые были позже обнаружены для 257 Lr ( энергия альфа-распада 8,87 МэВ, период полураспада 0,6 с), доказательства, полученные в этом эксперименте, были намного ниже силы, необходимой для окончательной демонстрации синтеза элемента 103. Продолжение этого эксперимента не было сделано, поскольку мишень была разрушена. [51] [52] Позднее, в 1960 году, лаборатория Лоуренса в Беркли попыталась синтезировать элемент, бомбардируя 252 Cf 10 B и 11 B. Результаты этого эксперимента не были окончательными. [51]

Первая важная работа по элементу 103 была проделана в Беркли группой ядерных физиков Альберта Гиорсо , Торбьёрна Сиккеланда, Алмона Ларша, Роберта М. Латимера и их коллег 14 февраля 1961 года. [53] Первые атомы лоуренсия, как сообщается, были получены путем бомбардировки трехмиллиграммовой мишени , состоящей из трех изотопов калифорния , ядрами бора -10 и бора-11 из линейного ускорителя тяжелых ионов (HILAC). [54] Группа из Беркли сообщила, что изотоп 257 103 был обнаружен таким образом, и что он распался, испустив альфа-частицу с энергией 8,6 МэВ и периодом полураспада 8 ± 2 с . [52] Позднее эта идентификация была исправлена ​​на 258 103, [54], поскольку более поздние работы доказали, что 257 Lr не обладает обнаруженными свойствами, а 258 Lr обладает. [52] В то время это считалось убедительным доказательством синтеза элемента 103: хотя определение массы было менее определенным и оказалось ошибочным, это не повлияло на аргументы в пользу того, что элемент 103 был синтезирован. Ученые из Объединенного института ядерных исследований в Дубне (тогда в Советском Союзе ) выдвинули несколько критических замечаний: на все, кроме одного, были даны адекватные ответы. Исключением было то, что 252 Cf был наиболее распространенным изотопом в мишени, и в реакциях с 10 B 258 Lr мог быть получен только путем испускания четырех нейтронов, а испускание трех нейтронов, как ожидалось, было гораздо менее вероятным, чем испускание четырех или пяти. Это привело бы к узкой кривой выхода, а не к широкой, о которой сообщила группа из Беркли. Возможным объяснением было то, что было мало событий, приписываемых элементу 103. [52] Это был важный промежуточный шаг к бесспорному открытию элемента 103, хотя доказательства не были полностью убедительными. [52] Команда из Беркли предложила название «лоуренсий» с символом «Lw», в честь Эрнеста Лоуренса , изобретателя циклотрона . Комиссия ИЮПАК по номенклатуре неорганической химии приняла название, но изменила символ на «Lr». [55] Это принятие открытия было позже охарактеризовано командой из Дубны как поспешное. [52]

252
98Ср.
+11
5Б
→263
103Лр
* →258
103Лр
+ 51
0н

Первая работа в Дубне по элементу 103 была проведена в 1965 году, когда они сообщили о получении 256 103 в 1965 году путем бомбардировки 243 Am с 18 O , идентифицировав его косвенно по его внучке фермию -252. Период полураспада, о котором они сообщили, был несколько завышен, возможно, из-за фоновых событий. Позднее, в 1967 году, работа над той же реакцией выявила две энергии распада в диапазонах 8,35–8,50 МэВ и 8,50–8,60 МэВ: они были отнесены к 256 ·103 и 257· 103. [52] Несмотря на повторные попытки, они не смогли подтвердить отнесение альфа-излучателя с периодом полураспада 8 секунд к 257· 103. [56] [57] Русские предложили название «рутерфордий» для нового элемента в 1967 году: [51] [58] это название было позже предложено Беркли для элемента 104. [ 58]

243
95Являюсь
+18
8О
→261
103Лр
* →256
103Лр
+ 51
0н

Дальнейшие эксперименты в 1969 году в Дубне и в 1970 году в Беркли продемонстрировали химию актиноидной природы нового элемента; поэтому к 1970 году стало известно, что элемент 103 является последним актиноидом. [52] [59] В 1970 году группа из Дубны сообщила о синтезе 255· 103 с периодом полураспада 20 с и энергией альфа-распада 8,38 МэВ. [52] Однако только в 1971 году, когда группа ядерных физиков Калифорнийского университета в Беркли успешно провела целую серию экспериментов, направленных на измерение свойств ядерного распада изотопов лоуренсия с массовыми числами от 255 до 260, [60] [61] были подтверждены все предыдущие результаты из Беркли и Дубны, за исключением первоначального ошибочного отнесения группой Беркли их первого полученного изотопа к 257 ·103 вместо, вероятно, правильного 258· 103. [52] Все окончательные сомнения были развеяны в 1976 и 1977 годах, когда были измерены энергии рентгеновских лучей , испускаемых 258· 103. [52]

Элемент был назван в честь Эрнеста Лоуренса .

В 1971 году ИЮПАК предоставила право открытия лоуренсия Лаборатории Лоуренса в Беркли, хотя у них не было идеальных данных для существования элемента. Но в 1992 году Рабочая группа по трансфермию ИЮПАК (TWG) официально признала группы ядерных физиков в Дубне и Беркли сооткрывателями лоуренсия, [62] заключив, что хотя эксперименты в Беркли 1961 года были важным шагом к открытию лоуренсия, они еще не были полностью убедительными; и хотя эксперименты в Дубне 1965, 1968 и 1970 годов в совокупности очень близко подошли к необходимому уровню уверенности, только эксперименты в Беркли 1971 года, которые прояснили и подтвердили предыдущие наблюдения, наконец, привели к полной уверенности в открытии элемента 103. [51] [55] Поскольку название «лоуренсий» к тому времени уже долгое время использовалось, оно было сохранено ИЮПАК, [51] а в августе 1997 года Международный союз теоретической и прикладной химии (ИЮПАК) ратифицировал название «лоуренсий» и символ «Lr» во время встречи в Женеве . [55]

Характеристики

Физический

Лоуренсий — последний актиноид . Авторы, рассматривающие этот предмет, обычно считают его элементом 3-й группы , наряду со скандием , иттрием и лютецием , поскольку его заполненная f-оболочка, как ожидается, сделает его похожим на другие переходные металлы 7-го периода . В периодической таблице он находится справа от актинида нобелия , слева от 6d-переходного металла резерфордия и под лантаноидом лютецием, с которым он разделяет многие физические и химические свойства. Ожидается, что лоуренсий будет твердым веществом при нормальных условиях и будет иметь гексагональную плотноупакованную кристаллическую структуру ( c / a  = 1,58), похожую на его более легкое сородича лютеция, хотя это пока не известно экспериментально. [7] Энтальпия сублимации лоуренсия оценивается в 352 кДж/моль, что близко к значению лютеция и убедительно свидетельствует о том, что металлический лоуренсий является трехвалентным с тремя делокализованными электронами , предсказание также подтверждается систематической экстраполяцией значений теплоты испарения , всеобъемлющего модуля и атомного объема соседних элементов к лоуренсу. [63] Это отличает его от непосредственно предшествующих поздних актинидов, которые, как известно (фермий и менделевий) или, как ожидается (нобелий), являются двухвалентными. [64] Оцененные энтальпии испарения показывают, что лоуренсий отклоняется от тенденции поздних актинидов и вместо этого соответствует тенденции последующих 6d-элементов резерфордия и дубния, [65] [66] что согласуется с интерпретацией лоуренсия как элемента 3-й группы. [66] Некоторые ученые предпочитают заканчивать актиниды нобелием и считают лоуренсий первым переходным металлом седьмого периода. [67] [68]

Ожидается, что лоуренсий будет трехвалентным серебристым металлом, легко окисляющимся воздухом, паром и кислотами [69] , имеющим атомный объем, аналогичный объему лютеция, и трехвалентный металлический радиус 171  пм . [63] Ожидается, что это будет довольно тяжелый металл с плотностью около 14,4 г/см3 . [ 4] Также прогнозируется, что его температура плавления составит около 1900  К (1600  °C ), что недалеко от значения для лютеция (1925 К). [70]

Химический

Последовательность элюирования поздних трехвалентных лантаноидов и актинидов с использованием аммония α-HIB в качестве элюента: ломаная кривая для лоуренсия является прогнозом.

В 1949 году Гленн Т. Сиборг , разработавший концепцию актинидов , предсказал, что элемент 103 (лоуренсий) должен быть последним актиноидом и что ион Lr3 + должен быть примерно таким же стабильным, как Lu3 + в водном растворе . Только спустя десятилетия элемент 103 был окончательно синтезирован, и это предсказание было экспериментально подтверждено. [71]

Исследования элемента, проведенные в 1969 году, показали, что лоуренсий реагирует с хлором с образованием продукта, который, скорее всего, является трихлоридом LrCl 3 . Было обнаружено, что его летучесть аналогична летучести хлоридов кюрия , фермия и нобелия и намного меньше, чем у хлорида резерфордия . В 1970 году были проведены химические исследования 1500 атомов 256 Lr, сравнивая его с двухвалентными ( No , Ba , Ra ), трехвалентными ( Fm , Cf , Cm , Am , Ac ) и четырехвалентными ( Th , Pu ) элементами. Было обнаружено, что лоуренсий соэкстрагируется с трехвалентными ионами, но короткий период полураспада 256 Lr не позволил подтвердить, что он элюировался раньше Md 3+ в последовательности элюирования. [71] Лоуренсий встречается в виде трехвалентного иона Lr3 + в водном растворе, и, следовательно, его соединения должны быть похожи на соединения других трехвалентных актинидов: например, фторид и гидроксид лоуренсия ( III) ( LrF3 ) должны быть нерастворимы в воде. [71] Из-за актинидного сжатия ионный радиус Lr3 + должен быть меньше , чем у Md3 + , и он должен элюироваться раньше Md3 + , когда в качестве элюента используется α-гидроксиизобутират аммония (α-HIB аммония). [71] Более поздние эксперименты 1987 года с более долгоживущим изотопом 260 Lr подтвердили трехвалентность лоуренсия и то, что он элюируется примерно в том же месте, что и эрбий , и обнаружили, что ионный радиус лоуренсия был88,6 ± 0,3  пм , больше, чем можно было бы ожидать от простой экстраполяции периодических тенденций . [71] Позднее, в 1988 году, эксперименты с большим количеством атомов лоуренсия уточнили это до88,1 ± 0,1 пм и рассчитали энтальпию гидратации−3685 ± 13 кДж/моль . [71] Также было обнаружено, что сокращение актинидов в конце актинидов было больше, чем аналогичное сокращение лантаноидов, за исключением последнего актинида, лоуренсия: причиной, как предполагалось, были релятивистские эффекты. [71]

Было высказано предположение, что 7s-электроны релятивистски стабилизированы, так что в восстановительных условиях будет ионизирован только 7p 1/2 -электрон, что приведет к одновалентному иону Lr + . Однако все эксперименты по восстановлению Lr 3+ до Lr 2+ или Lr + в водном растворе оказались безуспешными, как и в случае с лютецием. На основании этого был рассчитан стандартный электродный потенциал пары E °( Lr 3+ → Lr + ), который оказался меньше −1,56  В , что указывает на маловероятность существования ионов Lr + в водном растворе. Верхний предел для пары E °( Lr 3+ → Lr 2+ ) был предсказан как −0,44 В: значения для E °( Lr 3+ → Lr ) и E °( Lr 4+ → Lr 3+ ) предсказаны как −2,06 В и +7,9 В. [71] Стабильность группового состояния окисления в серии переходов 6d уменьшается по мере того, как Rf IV > Db V > Sg VI , и лоуренсий продолжает тенденцию, причем Lr III более стабилен, чем Rf IV . [72]

В молекуле дигидрида лоуренсия ( LrH2 ), которая, как предсказывают, изогнута , 6d-орбиталь лоуренсия, как ожидается, не будет играть роли в связывании, в отличие от дигидрида лантана ( LaH2 ) . LaH2 имеет расстояния связей La–H 2,158 Å, в то время как LrH2 должен иметь более короткие расстояния связей Lr–H 2,042 Å из-за релятивистского сжатия и стабилизации 7s- и 7p-орбиталей, участвующих в связывании, в отличие от похожей на ядро ​​5f-подоболочки и в основном неучаствовавшей 6d-подоболочки. В целом, ожидается, что молекулярные LrH 2 и LrH будут больше напоминать соответствующие виды таллия (таллий имеет валентную конфигурацию 6s 2 6p 1 в газовой фазе, как у лоуренсия 7s 2 7p 1 ), чем соответствующие виды лантаноидов . [73] Ожидается, что электронные конфигурации Lr + и Lr 2+ будут 7s 2 и 7s 1 соответственно. Однако в видах, где все три валентных электрона лоуренсия ионизированы, чтобы дать, по крайней мере, формально катион Lr 3+ , ожидается, что лоуренсий будет вести себя как типичный актинид и более тяжелый конгенер лютеция, особенно потому, что первые три потенциала ионизации лоуренсия, как предсказывают, будут похожи на потенциалы лютеция. Следовательно, в отличие от таллия, но подобно лютецию, лоуренсий предпочел бы образовать LrH 3 , чем LrH, и Lr CO , как ожидается, будет похож на также неизвестный LuCO, оба металла имеют валентную конфигурацию σ 2 π 1 в своих монокарбонилах. Связь pπ–dπ, как ожидается, будет видна в LrCl 3 так же, как и для LuCl 3 и, в более общем смысле, для всех LnCl 3 . Ожидается, что комплексный анион [Lr(C 5 H 4 SiMe 3 ) 3 ] − будет стабильным с конфигурацией 6d 1 для лоуренсия; эта 6d орбиталь будет его самой высокой занятой молекулярной орбиталью . Это аналогично электронной структуре аналогичного соединения лютеция. [74]

Атомный

Лоуренсий имеет три валентных электрона : 5f-электроны находятся в атомном ядре. [75] В 1970 году было предсказано, что основная электронная конфигурация лоуренсия будет [Rn]5f 14 6d 1 7s 2 ( символ основного состояния 2 D 3/2 ), согласно принципу Ауфбау и соответствуя конфигурации [Xe]4f 14 5d 1 6s 2 более легкого гомолога лоуренсия лютеция. [76] Но в следующем году были опубликованы расчеты, которые поставили под сомнение это предсказание, вместо этого ожидая аномальную конфигурацию [Rn]5f 14 7s 2 7p 1 . [76] Хотя ранние расчеты дали противоречивые результаты, [77] более поздние исследования и расчеты подтверждают предположение s 2 p. [78] [79] Релятивистские расчеты 1974 года пришли к выводу, что разница в энергии между двумя конфигурациями была небольшой, и что было неопределенно, какое из состояний было основным. [76] Более поздние расчеты 1995 года пришли к выводу, что конфигурация s 2 p должна быть энергетически выгодной, поскольку сферические s и p 1/2 орбитали находятся ближе всего к атомному ядру и, таким образом, движутся достаточно быстро, так что их релятивистская масса значительно увеличивается. [76]

В 1988 году группа ученых под руководством Эйхлера вычислила, что энтальпия адсорбции лоуренсия на металлических источниках будет достаточно сильно отличаться в зависимости от его электронной конфигурации, что позволит провести эксперименты по использованию этого факта для измерения электронной конфигурации лоуренсия. [76] Ожидалось, что конфигурация s 2 p будет более летучей , чем конфигурация s 2 d, и будет более похожей на конфигурацию p- элемента свинца . Не было получено никаких доказательств того, что лоуренсий является летучим, а нижний предел энтальпии адсорбции лоуренсия на кварце или платине оказался значительно выше, чем расчетное значение для конфигурации s 2 p. [76]

Первая энергия ионизации ( эВ ) на графике против атомного номера , в единицах эВ . Прогнозируемые значения используются после резерфордия (элемент 104). Лоуренсий (элемент 103) имеет очень низкую первую энергию ионизации, лучше соответствующую началу тренда d-блока, чем концу тренда f-блока до него. [80]

В 2015 году была измерена первая энергия ионизации лоуренсия с использованием изотопа 256 Lr. [6] Измеренное значение составило 4,96.+0,08
−0,07 эВ , очень хорошо согласуется с релятивистским теоретическим предсказанием 4,963(15) эВ, а также обеспечивает первый шаг к измерению первых энергий ионизации трансактинидов . [ 6] Это значение является самым низким среди всех лантаноидов и актинидов и поддерживает конфигурацию s 2 p, поскольку ожидается, что электрон 7p 1/2 будет связан только слабо. Поскольку энергии ионизации обычно увеличиваются слева направо в f-блоке, это низкое значение предполагает, что лютеций и лоуренсий принадлежат к d-блоку (тенденции которого они следуют), а не к f-блоку. Это сделало бы их более тяжелыми конгенерами скандия и иттрия , а не лантана и актиния . [80] Хотя было предсказанонекоторое поведение, подобное поведению щелочных металлов , [81] эксперименты по адсорбции предполагают, что лоуренсий трехвалентен, как скандий и иттрий, а не одновалентен, как щелочные металлы. [65] Нижний предел второй энергии ионизации лоуренсия (>13,3 эВ) был экспериментально обнаружен в 2021 году. [82]

Хотя теперь известно, что s 2 p является конфигурацией основного состояния атома лоуренсия, ds 2 должна быть низколежащей конфигурацией возбужденного состояния с энергией возбуждения, рассчитанной по-разному: 0,156 эВ, 0,165 эВ или 0,626 эВ. [74] Таким образом, лоуренсий все еще может считаться элементом d-блока, хотя и с аномальной электронной конфигурацией (как у хрома или меди ), поскольку его химическое поведение соответствует ожиданиям для более тяжелого аналога лютеция. [66]

Изотопы

Известно четырнадцать изотопов лоуренсия с массовыми числами 251–262, 264 и 266; все они радиоактивны. [83] [84] [85] Известно семь ядерных изомеров . Самый долгоживущий изотоп, 266 Lr, имеет период полураспада около десяти часов и является одним из самых долгоживущих сверхтяжелых изотопов, известных на сегодняшний день. [86] Однако в химических экспериментах обычно используются изотопы с более коротким сроком жизни, поскольку 266 Lr в настоящее время может быть получен только как конечный продукт распада еще более тяжелых и труднопроизведенных элементов: он был обнаружен в 2014 году в цепочке распада 294 Ts . [83] [84] 256 Lr (период полураспада 27 секунд) использовался в первых химических исследованиях лоуренсия: в настоящее время для этой цели обычно используется более долгоживущий 260 Lr (период полураспада 2,7 минуты). [83] После 266 Lr наиболее долгоживущими изотопами являются 264 Lr (4.8+2,2
−1,3 ч ), 262 Lr (3,6 ч) и 261 Lr (44 мин). [83] [87] [88] Все другие известные изотопы лоуренсия имеют период полураспада менее 5 минут, а самый короткоживущий из них ( 251 Lr) имеет период полураспада 24,4 миллисекунды. [85] [87] [88] [89] Периоды полураспада изотопов лоуренсия в основном плавно увеличиваются от 251 Lr до 266 Lr, с падением от 257 Lr до 259 Lr. [83] [87] [88]

Подготовка и очистка

Большинство изотопов лоуренсия могут быть получены путем бомбардировки актинидных ( от америция до эйнштейния ) мишеней легкими ионами (от бора до неона). Два самых важных изотопа, 256 Lr и 260 Lr, могут быть получены соответственно путем бомбардировки калифорния -249 ионами бора -11 с энергией 70 МэВ (производя лоуренсий-256 и четыре нейтрона ) и путем бомбардировки берклия -249 кислородом -18 (производя лоуренсий-260, альфа-частицу и три нейтрона). [90] Два самых тяжелых и долгоживущих известных изотопа, 264 Lr и 266 Lr, могут быть получены только с гораздо меньшим выходом как продукты распада дубния, чьими предшественниками являются изотопы московия и теннессина.

У 256 Lr и 260 Lr периоды полураспада слишком короткие, чтобы обеспечить полный процесс химической очистки. Поэтому в ранних экспериментах с 256 Lr использовалась быстрая экстракция растворителем , при этом хелатирующий агент теноилтрифторацетон (TTA) растворялся в метилизобутилкетоне (MIBK) в качестве органической фазы, а водная фаза представляла собой буферные растворы ацетата . Ионы с разным зарядом (+2, +3 или +4) затем экстрагируются в органическую фазу при разных диапазонах pH , но этот метод не разделит трехвалентные актиниды, и, таким образом, 256 Lr должен быть идентифицирован по испускаемым им альфа-частицам с энергией 8,24 МэВ. [90] Более поздние методы позволили провести быстрое селективное элюирование с помощью α-HIB за достаточное время, чтобы отделить более долгоживущий изотоп 260 Lr, который можно удалить из фольги-ловушки с помощью 0,05 М  соляной кислоты . [90]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Самый стабильный изотоп лоуренсия не может быть определен на основе существующих данных из-за неопределенности, которая возникает из-за малого количества измерений. Период полураспада 266 Lr, соответствующий одному стандартному отклонению , составляет, на основе существующих данных,11+21
    −5    часов, [2] тогда как 264 Lr - это4.8+2,2
    −1,3    часов; [3] эти измерения имеют перекрывающиеся доверительные интервалы .
  2. ^ В ядерной физике элемент называется тяжелым, если его атомный номер высок; свинец (элемент 82) является одним из примеров такого тяжелого элемента. Термин «сверхтяжелые элементы» обычно относится к элементам с атомным номером больше 103 (хотя существуют и другие определения, такие как атомный номер больше 100 [8] или 112 ; [9] иногда этот термин представляется эквивалентом термина «трансактинид», который устанавливает верхний предел перед началом гипотетического ряда суперактинидов ). [10] Термины «тяжелые изотопы» (данного элемента) и «тяжелые ядра» означают то, что можно было бы понять на обычном языке — изотопы большой массы (для данного элемента) и ядра большой массы соответственно.
  3. ^ В 2009 году группа ученых ОИЯИ под руководством Оганесяна опубликовала результаты своей попытки создать хассий в симметричной реакции 136 Xe +  136 Xe. Им не удалось наблюдать ни одного атома в такой реакции, установив верхний предел сечения, меры вероятности ядерной реакции, в 2,5  пб . [11] Для сравнения, реакция, которая привела к открытию хассия, 208 Pb + 58 Fe, имела сечение ~20 пб. (точнее, 19+19
    -11     pb), по оценкам первооткрывателей. [12]
  4. ^ Количество энергии, приложенной к частице пучка для ее ускорения, также может влиять на величину поперечного сечения. Например, в28
    14    Си
    +1
    0    н
    →28
    13    Эл
    +1
    1    п
    Реакция, сечение плавно изменяется от 370 мб при 12,3 МэВ до 160 мб при 18,3 МэВ, с широким пиком при 13,5 МэВ с максимальным значением 380 мб. [16]
  5. ^ Эта цифра также обозначает общепринятый верхний предел времени жизни составного ядра. [21]
  6. ^ Это разделение основано на том, что полученные ядра движутся мимо цели медленнее, чем не прореагировавшие ядра пучка. Сепаратор содержит электрические и магнитные поля, воздействие которых на движущуюся частицу компенсируется для определенной скорости частицы. [23] Такое разделение также может быть облегчено измерением времени пролета и измерением энергии отдачи; комбинация этих двух может позволить оценить массу ядра. [24]
  7. ^ Не все моды распада вызваны электростатическим отталкиванием. Например, бета-распад вызван слабым взаимодействием . [31]
  8. ^ К 1960-м годам уже было известно, что основные состояния ядер различаются по энергии и форме, а также что определенные магические числа нуклонов соответствуют большей стабильности ядра. Однако предполагалось, что в сверхтяжелых ядрах нет ядерной структуры, поскольку они слишком деформированы, чтобы ее образовать. [36]
  9. ^ Поскольку масса ядра не измеряется напрямую, а вычисляется из массы другого ядра, такое измерение называется косвенным. Прямые измерения также возможны, но по большей части они остаются недоступными для сверхтяжелых ядер. [41] Первое прямое измерение массы сверхтяжелого ядра было сообщено в 2018 году в LBNL. [42] Масса была определена по местоположению ядра после переноса (местоположение помогает определить его траекторию, которая связана с отношением массы к заряду ядра, поскольку перенос был осуществлен в присутствии магнита). [43]
  10. ^ Если бы распад произошел в вакууме, то, поскольку полный импульс изолированной системы до и после распада должен сохраняться , дочернее ядро ​​также получило бы небольшую скорость. Отношение двух скоростей и, соответственно, отношение кинетических энергий, таким образом, было бы обратно отношению двух масс. Энергия распада равна сумме известной кинетической энергии альфа-частицы и энергии дочернего ядра (точной дроби первой). [32] Расчеты справедливы и для эксперимента, но разница в том, что ядро ​​не движется после распада, поскольку оно привязано к детектору.
  11. ^ Спонтанное деление было открыто советским физиком Георгием Флеровым , [44] ведущим ученым ОИЯИ, и поэтому это было «коньком» для установки. [45] Напротив, ученые LBL считали, что информации о делении недостаточно для заявления о синтезе элемента. Они считали, что спонтанное деление недостаточно изучено, чтобы использовать его для идентификации нового элемента, поскольку было трудно установить, что составное ядро ​​испускало только нейтроны, а не заряженные частицы, такие как протоны или альфа-частицы. [21] Таким образом, они предпочли связать новые изотопы с уже известными с помощью последовательных альфа-распадов. [44]
  12. ^ Например, элемент 102 был ошибочно идентифицирован в 1957 году в Нобелевском институте физики в Стокгольме , Стокгольмский лен , Швеция . [46] Ранее не было никаких определенных заявлений о создании этого элемента, и элементу было присвоено название его шведскими, американскими и британскими первооткрывателями, нобелий . Позже было показано, что идентификация была неверной. [47] В следующем году RL не смогли воспроизвести шведские результаты и вместо этого объявили о своем синтезе элемента; это заявление также было позже опровергнуто. [47] ОИЯИ настаивали на том, что они были первыми, кто создал элемент, и предложили собственное название для нового элемента, йолиотий ; [48] советское название также не было принято (ОИЯИ позже назвал наименование элемента 102 «поспешным»). [49] Это название было предложено ИЮПАК в письменном ответе на их постановление о приоритете заявок на открытие элементов, подписанном 29 сентября 1992 года. [49] Название «нобелий» осталось неизменным ввиду его широкого использования. [50]

Ссылки

  1. ^ Эмсли, Джон (2011). Строительные блоки природы: путеводитель по элементам от AZ (новое издание). Нью-Йорк, Нью-Йорк: Oxford University Press. стр. 278–279. ISBN 978-0-19-960563-7.
  2. ^ ab Kondev, FG; Wang, M.; Huang, WJ; Naimi, S.; Audi, G. (2021). "Оценка ядерных свойств NUBASE2020" (PDF) . Chinese Physics C. 45 ( 3): 030001. doi :10.1088/1674-1137/abddae.
  3. ^ ab Оганесян, Ю. Ц.; Утёнков, В. К.; Коврижных, НД; и др. (2022). "Новый изотоп 286 Mc, полученный в реакции 243 Am+ 48 Ca". Physical Review C. 106 ( 064306). doi :10.1103/PhysRevC.106.064306.
  4. ^ ab Gyanchandani, Jyoti; Sikka, SK (10 мая 2011 г.). "Физические свойства элементов 6-й серии d из теории функционала плотности: близкое сходство с более легкими переходными металлами". Physical Review B. 83 ( 17): 172101. Bibcode :2011PhRvB..83q2101G. doi :10.1103/PhysRevB.83.172101.
  5. ^ Браун, Джеффри (2012). Недоступная Земля: комплексный взгляд на ее структуру и состав . Springer Science & Business Media. стр. 88. ISBN 9789401115162.
  6. ^ abc Сато, ТК; Асаи, М.; Борщевский А.; Стора, Т.; Сато, Н.; Канея, Ю.; Цукада, К.; Дюльман, Ч. Э.; Эберхардт, К.; Элиав, Э.; Итикава, С.; Калдор, У.; Крац, СП; Мияшита, С.; Нагаме, Ю.; Ооо, К.; Оса, А.; Рениш, Д.; Ранке, Дж.; Шедель, М.; Тёрле-Поспих, П.; Тоёсима, А.; Траутманн, Н. (9 апреля 2015 г.). «Измерение первого потенциала ионизации лоуренсия, элемента 103» (PDF) . Природа . 520 (7546): 209–11. Bibcode :2015Natur.520..209S. doi :10.1038/nature14342. PMID  25855457. S2CID  4384213.
  7. ^ ab Östlin, A.; Vitos, L. (2011). "Расчет структурной стабильности 6d-переходных металлов из первых принципов". Physical Review B. 84 ( 11): 113104. Bibcode :2011PhRvB..84k3104O. doi :10.1103/PhysRevB.84.113104.
  8. ^ Крамер, К. (2016). «Объяснение: сверхтяжелые элементы». Chemistry World . Получено 15.03.2020 .
  9. ^ "Открытие элементов 113 и 115". Национальная лаборатория Лоуренса в Ливерморе . Архивировано из оригинала 2015-09-11 . Получено 2020-03-15 .
  10. ^ Элиав, Э.; Калдор, У.; Борщевский, А. (2018). «Электронная структура атомов трансактинидов». В Скотте, РА (ред.). Энциклопедия неорганической и бионеорганической химии . John Wiley & Sons . стр. 1–16. doi :10.1002/9781119951438.eibc2632. ISBN 978-1-119-95143-8. S2CID  127060181.
  11. ^ Оганесян, Ю. Ц.; Дмитриев, СН; Еремин, АВ; и др. (2009). "Попытка получения изотопов элемента 108 в реакции синтеза 136 Xe + 136 Xe". Physical Review C. 79 ( 2): 024608. doi :10.1103/PhysRevC.79.024608. ISSN  0556-2813.
  12. ^ Мюнценберг, Г .; Армбрустер, П .; Фолджер, Х.; и др. (1984). «Идентификация элемента 108» (PDF) . Zeitschrift für Physik A. 317 (2): 235–236. Бибкод : 1984ZPhyA.317..235M. дои : 10.1007/BF01421260. S2CID  123288075. Архивировано из оригинала (PDF) 7 июня 2015 года . Проверено 20 октября 2012 г.
  13. ^ Субраманян, С. (28 августа 2019 г.). «Создание новых элементов не окупается. Просто спросите этого ученого из Беркли». Bloomberg Businessweek . Получено 18.01.2020 .
  14. ^ abcdef Иванов, Д. (2019). «Сверхтяжелые шаги в неизвестное». nplus1.ru (на русском языке) . Проверено 2 февраля 2020 г.
  15. ^ Хайнд, Д. (2017). «Что-то новое и сверхтяжелое в периодической таблице». The Conversation . Получено 2020-01-30 .
  16. ^ Керн, Б. Д.; Томпсон, В. Э.; Фергюсон, Дж. М. (1959). «Сечения некоторых реакций (n, p) и (n, α)». Nuclear Physics . 10 : 226–234. Bibcode : 1959NucPh..10..226K. doi : 10.1016/0029-5582(59)90211-1.
  17. ^ Wakhle, A.; Simenel, C.; Hinde, DJ; et al. (2015). Simenel, C.; Gomes, PRS; Hinde, DJ; et al. (ред.). «Сравнение экспериментальных и теоретических распределений углов квазиделения». European Physical Journal Web of Conferences . 86 : 00061. Bibcode :2015EPJWC..8600061W. doi : 10.1051/epjconf/20158600061 . hdl : 1885/148847 . ISSN  2100-014X.
  18. ^ "Ядерные реакции" (PDF) . стр. 7–8 . Получено 2020-01-27 .Опубликовано как Loveland, WD; Morrissey, DJ; Seaborg, GT (2005). "Ядерные реакции". Современная ядерная химия . John Wiley & Sons, Inc. стр. 249–297. doi :10.1002/0471768626.ch10. ISBN 978-0-471-76862-3.
  19. ^ ab Krása, A. (2010). «Источники нейтронов для ADS». Факультет ядерных наук и физической инженерии . Чешский технический университет в Праге : 4–8. S2CID  28796927.
  20. ^ Wapstra, AH (1991). «Критерии, которые должны быть удовлетворены для признания открытия нового химического элемента» (PDF) . Pure and Applied Chemistry . 63 (6): 883. doi :10.1351/pac199163060879. ISSN  1365-3075. S2CID  95737691.
  21. ^ ab Hyde, EK; Hoffman, DC ; Keller, OL (1987). «История и анализ открытия элементов 104 и 105». Radiochimica Acta . 42 (2): 67–68. doi :10.1524/ract.1987.42.2.57. ISSN  2193-3405. S2CID  99193729.
  22. ^ abcd Chemistry World (2016). «Как создать сверхтяжелые элементы и закончить периодическую таблицу [видео]». Scientific American . Получено 27.01.2020 .
  23. ^ Хоффман, Гиорсо и Сиборг 2000, стр. 334.
  24. ^ Хоффман, Гиорсо и Сиборг 2000, стр. 335.
  25. ^ Загребаев, Карпов и Грейнер 2013, с. 3.
  26. ^ Бейзер 2003, стр. 432.
  27. ^ ab Pauli, N. (2019). "Альфа-распад" (PDF) . Введение в ядерную, атомную и молекулярную физику (часть ядерной физики) . Université libre de Bruxelles . Получено 16.02.2020 .
  28. ^ abcde Pauli, N. (2019). "Ядерное деление" (PDF) . Введение в ядерную, атомную и молекулярную физику (часть ядерной физики) . Université libre de Bruxelles . Получено 16.02.2020 .
  29. ^ Staszczak, A.; Baran, A.; Nazarewicz, W. (2013). «Спонтанные режимы деления и времена жизни сверхтяжелых элементов в теории функционала ядерной плотности». Physical Review C. 87 ( 2): 024320–1. arXiv : 1208.1215 . Bibcode : 2013PhRvC..87b4320S. doi : 10.1103/physrevc.87.024320 . ISSN  0556-2813.
  30. ^ Ауди и др. 2017, стр. 030001-129–030001-138.
  31. ^ Бейзер 2003, стр. 439.
  32. ^ ab Beiser 2003, стр. 433.
  33. ^ Ауди и др. 2017, с. 030001-125.
  34. ^ Аксенов, Н.В.; Штайнеггер, П.; Абдуллин, Ф. Ш.; и др. (2017). «О летучести нихония (Nh, Z = 113)». The European Physical Journal A . 53 (7): 158. Bibcode :2017EPJA...53..158A. doi :10.1140/epja/i2017-12348-8. ISSN  1434-6001. S2CID  125849923.
  35. ↑ Бейсер 2003, стр. 432–433.
  36. ^ abc Оганесян, Ю. (2012). «Ядра на «острове стабильности» сверхтяжелых элементов». Journal of Physics: Conference Series . 337 (1): 012005-1–012005-6. Bibcode : 2012JPhCS.337a2005O. doi : 10.1088/1742-6596/337/1/012005 . ISSN  1742-6596.
  37. ^ Moller, P.; Nix, JR (1994). Свойства деления самых тяжелых элементов (PDF) . Dai 2 Kai Hadoron Tataikei no Simulation Symposium, Tokai-mura, Ibaraki, Япония. University of North Texas . Получено 16.02.2020 .
  38. ^ ab Оганесян, Ю. Ц. (2004). "Сверхтяжелые элементы". Physics World . 17 (7): 25–29. doi :10.1088/2058-7058/17/7/31 . Получено 16.02.2020 .
  39. ^ Шедель, М. (2015). «Химия сверхтяжелых элементов». Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences . 373 (2037): 20140191. Bibcode : 2015RSPTA.37340191S. doi : 10.1098/rsta.2014.0191 . ISSN  1364-503X. PMID  25666065.
  40. ^ Hulet, EK (1989). Биомодальное спонтанное деление . 50-летие деления ядра, Ленинград, СССР. Bibcode : 1989nufi.rept...16H.
  41. ^ Оганесян, Ю. Ц.; Рыкачевский, КП (2015). «Плацдарм на острове стабильности». Physics Today . 68 (8): 32–38. Bibcode : 2015PhT....68h..32O. doi : 10.1063/PT.3.2880 . ISSN  0031-9228. OSTI  1337838. S2CID  119531411.
  42. ^ Грант, А. (2018). «Взвешивание самых тяжелых элементов». Physics Today . doi :10.1063/PT.6.1.20181113a. S2CID  239775403.
  43. ^ Howes, L. (2019). «Изучение сверхтяжелых элементов в конце периодической таблицы». Chemical & Engineering News . Получено 2020-01-27 .
  44. ^ ab Robinson, AE (2019). «Трансфермиевые войны: научные стычки и оскорбления во время холодной войны». Дистилляции . Получено 22.02.2020 .
  45. ^ "Популярная библиотека химических элементов. Сиборгий (экавольфрам)" [Популярная библиотека химических элементов. Сиборгий (эка-вольфрам). nt.ru (на русском языке) . Проверено 7 января 2020 г.Перепечатано из «Экавольфрам» [Эка-вольфрам]. Популярная библиотека полезных элементов. Серебро – Нильсборий и далее [ Популярная библиотека химических элементов. Серебро через нильсборий и далее . Наука . 1977.
  46. ^ "Нобелий - Информация об элементах, свойства и применение | Периодическая таблица". Королевское химическое общество . Получено 2020-03-01 .
  47. ^ ab Kragh 2018, стр. 38–39.
  48. ^ Краг 2018, стр. 40.
  49. ^ ab Ghiorso, A.; Seaborg, GT; Oganessian, Yu. Ts.; et al. (1993). "Ответы на отчет 'Открытие элементов Transfermium' с последующим ответом на ответы Transfermium Working Group" (PDF) . Pure and Applied Chemistry . 65 (8): 1815–1824. doi :10.1351/pac199365081815. S2CID  95069384. Архивировано (PDF) из оригинала 25 ноября 2013 г. . Получено 7 сентября 2016 г. .
  50. ^ Комиссия по номенклатуре неорганической химии (1997). "Названия и символы трансфермиевых элементов (Рекомендации ИЮПАК 1997 г.)" (PDF) . Чистая и прикладная химия . 69 (12): 2471–2474. doi :10.1351/pac199769122471.
  51. ^ abcde Эмсли, Джон (2011). Строительные блоки природы .
  52. ^ abcdefghijk Barber, RC; Greenwood, NN; Hrynkiewicz, AZ; Jeannin, YP; Lefort, M.; Sakai, M.; Ulehla, I.; Wapstra, AP; Wilkinson, DH (1993). "Открытие трансфермиевых элементов. Часть II: Введение в профили открытия. Часть III: Профили открытия трансфермиевых элементов". Pure and Applied Chemistry . 65 (8): 1757. doi : 10.1351/pac199365081757 . S2CID  195819585.(Примечание: для Части I см. Pure Appl. Chem., Vol. 63, No. 6, pp. 879–886, 1991)
  53. ^ «Этот месяц в истории лаборатории… Лоуренсий добавлен в периодическую таблицу». today.lbl.gov . Национальная лаборатория Лоуренса в Беркли. 9 апреля 2013 г. . Получено 13 февраля 2021 г. Лоуренсий (Lw) был впервые синтезирован 14 февраля 1961 г. группой под руководством Гиорсо, который был одним из первооткрывателей рекордных 12 химических элементов в периодической таблице.
  54. ^ ab Ghiorso, Albert ; Sikkeland, T.; Larsh, AE; Latimer, RM (1961). "Новый элемент, Лоуренсий, атомный номер 103". Phys. Rev. Lett . 6 (9): 473. Bibcode : 1961PhRvL...6..473G. doi : 10.1103/PhysRevLett.6.473 .
  55. ^ abc Гринвуд, Норман Н. (1997). "Последние разработки, касающиеся открытия элементов 101–111" (PDF) . Pure Appl. Chem . 69 (1): 179–184. doi :10.1351/pac199769010179. S2CID  98322292.
  56. ^ Флеров, ГН (1967). "О ядерных свойствах изотопов 256 103 и 257 103". Nucl. Phys. A . 106 (2): 476. Bibcode :1967NuPhA.106..476F. doi :10.1016/0375-9474(67)90892-5.
  57. ^ Донец, ЭД; Щеголев В.А.; Ермаков В.А. (1965). Атомная Энергия . 19 (2): 109. {{cite journal}}: Отсутствует или пусто |title=( помощь )
    Перевод в Донец, Э.Д.; Щеголев, В.А.; Ермаков, В.А. (1965). «Синтез изотопа элемента 103 (лоуренсий) с массовым числом 256». Советская атомная энергия . 19 (2): 109. doi :10.1007/BF01126414. S2CID  97218361.
  58. ^ ab Карпенко, В. (1980). «Открытие предполагаемых новых элементов: два столетия ошибок». Ambix . 27 (2): 77–102. doi :10.1179/amb.1980.27.2.77.
  59. ^ Калдор, Узи и Уилсон, Стивен (2005). Теоретическая химия и физика тяжелых и сверхтяжелых элементов . Springer. стр. 57. ISBN 1-4020-1371-X.
  60. ^ Сильва 2011, стр. 1641–2
  61. ^ Эскола, Кари; Эскола, Пиркко; Нурмия, Матти; Альберт Гиорсо (1971). «Исследование изотопов Лоренсия с массовыми числами от 255 до 260». Физ. Преподобный С. 4 (2): 632–642. Бибкод : 1971PhRvC...4..632E. doi :10.1103/PhysRevC.4.632.
  62. ^ "Лоуренсий (Lr) | AMERICAN ELEMENTS ®". American Elements: The Materials Science Company . Получено 2024-08-02 .
  63. ^ ab Silva 2011, стр. 1644
  64. ^ Сильва 2011, стр. 1639
  65. ^ ab Haire, RG (11 октября 2007 г.). «Взгляд на связь и электронную природу материалов тяжелых элементов». Журнал сплавов и соединений . 444–5: 63–71. doi :10.1016/j.jallcom.2007.01.103.
  66. ^ abc Jensen, William B. (2015). «Позиции лантана (актиния) и лютеция (лоуренсия) в периодической таблице: обновление». Foundations of Chemistry . 17 : 23–31. doi :10.1007/s10698-015-9216-1. S2CID  98624395. Архивировано из оригинала 30 января 2021 г. Получено 28 января 2021 г.
  67. ↑ Winter, Mark (1993–2022). «WebElements». Университет Шеффилда и WebElements Ltd, Великобритания . Получено 5 декабря 2022 г.
  68. ^ Коуэн, Роберт Д. (1981). Теория атомной структуры и спектров . Издательство Калифорнийского университета. стр. 598. ISBN 9780520906150.
  69. ^ Джон Эмсли (2011). Строительные блоки природы: путеводитель по элементам от А до Я. Oxford University Press. С. 278–9. ISBN 978-0-19-960563-7.
  70. ^ Lide, DR, ред. (2003). CRC Handbook of Chemistry and Physics (84-е изд.). Boca Raton, FL: CRC Press.
  71. ^ abcdefgh Сильва 2011, стр. 1644–7.
  72. ^ Хоффман, Дарлин К.; Ли, Диана М.; Першина, Валерия (2006). «Трансактиниды и будущие элементы». В Морсс; Эдельштейн, Норман М.; Фугер, Жан (ред.). Химия актинидов и трансактинидов (3-е изд.). Дордрехт, Нидерланды: Springer Science+Business Media . стр. 1686. ISBN 1-4020-3555-1.
  73. ^ Баласубраманян, К. (4 декабря 2001 г.). "Поверхности потенциальной энергии дигидридов Лоуренса и Нобелия (LrH 2 и NoH 2 )". Журнал химической физики . 116 (9): 3568–75. Bibcode : 2002JChPh.116.3568B. doi : 10.1063/1.1446029.
  74. ^ ab Xu, Wen-Hua; Pyykkö, Pekka (8 июня 2016 г.). «Является ли химия лоуренсия своеобразной». Phys. Chem. Chem. Phys . 2016 (18): 17351–5. Bibcode :2016PCCP...1817351X. doi :10.1039/c6cp02706g. hdl : 10138/224395 . PMID  27314425. S2CID  31224634 . Получено 24 апреля 2017 г. .
  75. ^ Jensen, William B. (2000). "The Periodic Law and Table" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2020-11-10 . Получено 10 декабря 2022 .
  76. ^ abcdef Сильва 2011, стр. 1643–4.
  77. ^ Nugent, LJ; Vander Sluis, KL; Fricke, Burhard; Mann, JB (1974). "Электронная конфигурация в основном состоянии атомного лоуренсия" (PDF) . Phys. Rev. A . 9 (6): 2270–72. Bibcode :1974PhRvA...9.2270N. doi :10.1103/PhysRevA.9.2270.
  78. ^ Элиав, Э.; Калдор, У.; Ишикава, И. (1995). «Энергии переходов иттербия, лютеция и лоуренсия методом релятивистских связанных кластеров». Phys. Rev. A. 52 ( 1): 291–296. Bibcode : 1995PhRvA..52..291E. doi : 10.1103/PhysRevA.52.291. PMID  9912247.
  79. ^ Zou, Yu; Froese Fischer C.; Uiterwaal, C.; Wanner, J.; Kompa, K.-L. (2002). "Энергии резонансных переходов и силы осцилляторов в лютеции и лоуренсии". Phys. Rev. Lett. 88 (2): 183001. Bibcode :2001PhRvL..88b3001M. doi :10.1103/PhysRevLett.88.023001. PMID  12005680. S2CID  18391594.
  80. ^ ab Jensen, WB (2015). "Некоторые комментарии о положении лоуренсия в периодической таблице" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 23 декабря 2015 г. . Получено 20 сентября 2015 г. .
  81. ^ Гюнтер, Мэтью (9 апреля 2015 г.). «Эксперимент с Лоуренсием может встряхнуть периодическую таблицу». RSC Chemistry World . Получено 21 сентября 2015 г.
  82. ^ Kwarsick, Jeffrey T.; Pore, Jennifer L.; Gates, Jacklyn M.; Gregorich, Kenneth E.; Gibson, John K.; Jian, Jiwen; Pang, Gregory K.; Shuh, David K. (2021). «Оценка потенциала вторичной ионизации лоуренсия: исследование конца ряда актинидов с помощью метода ионной химии в газовой фазе с постепенным накоплением атомов». Журнал физической химии A. 125 ( 31): 6818–6828. Bibcode : 2021JPCA..125.6818K. doi : 10.1021/acs.jpca.1c01961. OSTI  1844939. PMID  34242037. S2CID  235785891.
  83. ^ abcde Silva 2011, стр. 1642
  84. ^ ab Khuyagbaatar, J.; et al. (2014). "Реакция слияния 48Ca + 249Bk, приводящая к элементу Z = 117: долгоживущий α-распад 270Db и открытие 266Lr" (PDF) . Physical Review Letters . 112 (17): 172501. Bibcode :2014PhRvL.112q2501K. doi :10.1103/PhysRevLett.112.172501. hdl : 1885/70327 . PMID  24836239. S2CID  5949620.
  85. ^ ab Leppänen, A.-P. (2005). Исследования альфа-распада и маркировки распада тяжелых элементов с использованием сепаратора RITU (PDF) (диссертация). Университет Ювяскюля. С. 83–100. ISBN 978-951-39-3162-9. ISSN  0075-465X.
  86. ↑ Клара Московиц (7 мая 2014 г.). «Сверхтяжелый элемент 117 указывает на легендарный «остров стабильности» в периодической таблице». Scientific American . Получено 08.05.2014 .
  87. ^ abc "Nucleonica :: Ядерная наука, управляемая через Интернет".
  88. ^ abc Audi, G.; Kondev, FG; Wang, M.; Huang, WJ; Naimi, S. (2017). "Оценка ядерных свойств с помощью NUBASE2016" (PDF) . Chinese Physics C. 41 ( 3): 030001. Bibcode : 2017ChPhC..41c0001A. doi : 10.1088/1674-1137/41/3/030001.
  89. ^ Хуан, Т.; Севериняк, Д.; Бэк, ББ; и др. (2022). «Открытие нового изотопа 251 Lr: влияние деформации гексаконтетраполя на орбитальные энергии одиночных протонов вблизи зазора деформированной оболочки Z = 100 ». Physical Review C. 106 ( L061301). doi :10.1103/PhysRevC.106.L061301. OSTI  1906168. S2CID  254300224.
  90. ^ abc Silva 2011, стр. 1642–3.

Библиография

Внешние ссылки