Lawrencium: Het element

Lawrencium is een synthetisch chemisch element met een chemisch symbool Lr en atoomnummer 103. Het is een radioactief metaal, genoemd naar Ernest Lawrence, de uitvinder van de cyclotron, een apparaat dat wordt gebruikt om kunstmatige radioactieve elementen te creëren. Lawrencium is de elfde transuraan(d.w.z. zwaarder dan uranium) en is de laatste lid van de actiniden serie. Net als alle elementen met atoomnummer hoger dan 100, kan lawrencium alleen geproduceerd worden in deeltjesversnellers door het bombarderen van lichtere elementen met geladen deeltjes. Er zijn twaalf bekende isotopen van lawrencium: de meest stabiele is 266Lr met een halfwaardetijd van 11 uur, maar de korter levende 260 Lr (halfwaardetijd 2,7 minuten) wordt het meest gebruikt in onderzoeken omdat die gemakkelijker aan te maken is.

Algemene eigenschappen

Fysische eigenschappen

Plaats van Lawrencium in het periodiek systeem

Scheikundige experimenten bevestigen dat lawrencium zich gedraagt als een zwaardere homoloog van lutetium in het periodiek systeem. Het is een driewaardig element. Lawrencium is minder vluchtig dan verwacht voor zijn positie in het periodiek systeem, zijn vluchtigheid is vergelijkbaar met die van lood.

Lawrencium is het laatste lid van het actinidereeks. In het periodiek systeem. Lawrencium heeft een hexagonale dichtgepakte kristalstructuur, vergelijkbaar met de lichtere lutetium.

Isotopen van lawrencium

Twaalf isotopen van lawrencium bekend zijn, met massa-nummers 252-262 en 266; allemaal radioactief. De lawrencium isotoop, 266Lr heeft een halfwaardetijd van 11 uur en is een van de superzware isotopen met de langste levensduur. De isotoop 256Lr (halfwaardetijd 27 seconden) werd gebruikt in de eerste chemische studies met lawrencium: op dit moment, het iets langer leefden isotoop 260Lr (halfwaardetijd 2,7 minuten) wordt meestal gebruikt voor dit doel na 266Lr. De langstlevende lawrencium isotopen zijn 262Lr (3,6 uur), 261Lr (44 min), 260Lr (. 2.7 min), 256Lr (27 s) en 255Lr (22 s). Alle andere bekende lawrencium isotopen hebben halveringstijden onder 20 seconden,

Toelichting op de chemische eigenschappen

Lawrencium reageert met chloor tot de trichloride LrCl3, waarvan de vluchtigheid vergelijkbaar met die van de chloriden van curium, fermium en nobelium.

In 1970 werden chemische studies uitgevoerd van het isotoop 256Lr, deze te laten reageren met tweewaardig (Ba, Ra), driewaardig (Fm, Cf, Cm, Am, Ac), en vierwaardig (Th, Pu). Het bleek dat lawrencium wordt geëxtraheerd met driewaardige ionen.
Lawrencium treedt op als driewaardige Lr3 + ion in waterige oplossing. Later experimenten in 1987 met isotoop 260Lr bevestigd de driewaardigheid van lawrencium. De ionenstraal van lawrencium bleek 88,1 ± 0,1 pm.

Een lawrencium atoom met 103 elektronen, waarvan er drie valentie-elektronen zijn. In 1970 werd voorspeld dat de grondtoestand van de elektronenconfiguratie van lawrencium was [Rn] 5f146d17s2. Een jaar later werden berekeningen gepubliceerd, die wijzen op een afwijkende [n] 5f147s27p1 configuratie.

Toelichting op de bereiding van Lawrencium

Terwijl de lichtste (252Lr om 254Lr) en zwaarste (266Lr) lawrencium isotopen alleen worden geproduceerd als alfa verval producten van dubnium (Z = 105), kan de middelste isotopen (255Lr om 262Lr) worden geproduceerd door het bombarderen van actiniden (Americium en Einsteinium ) met lichte ionen van o.a. borium. De twee belangrijkste isotopen, 256Lr tot 260Lr, beide in dit bereik. 256Lr kan worden geproduceerd door het bombarderen californium-249 met 70 MeV borium-11 ionen, terwijl 260Lr kan worden geproduceerd door het bombarderen Berkelium-249 met zuurstof-18.