Lawrencium

Lawrencium - chemisches Zeichen Lr, Ordnungszahl 103 - ist ein kurzlebiges, radioaktives, nur künstlich zugängliches, metallisches, chemisches Element aus der Gruppe der Actinoide (Transuran Element).

Lawrencium ist ein erstmals 1961 durch Beschuss von Californium mit Bor-Atomen synthetisiertes, instabiles Element:

25298Cf + 115B → 263103Lr* → 258103Lr + 5 10n.

Auf Grund der Kurzlebigkeit und dem hohen technischen Aufwand zur Herstellung von Lawrencium sind über dessen chemische und physikalische Eigenschaften nur sehr wenig bekannt. Für praktische Anwendungen hat das Element keine Bedeutung.

Übersicht: Allgemeine Daten zum Lawrencium

Bezeichnung:Lawrencium Andere Namen:Element 103 Systematischer Name:Unniltrium, Unt (nicht mehr zulässig). Symbol:Lr Ordnungszahl:103 Atommasse:266,11983(56) u Periodensystem-Stellung:Actinoide, Gruppe 3, 7. Periode, d-Block. Gruppen-Zugehörigkeit:Actinoide, Transurane, innere Übergangsmetalle Entdeckung:1961 - Lawrence Berkeley National Laboratory (USA) und Vereinigtes Institut für Kernforschung (Joint Institute for Nuclear Research, Russland). Bedeutung des Namens:Ernest Orlando Lawrence - Atomphysiker, 1901 - 1958. Historische Bezeichnungen:Lw: bis etwa 1997 verwendetes Symbol. Irdisches Vorkommen:Künstlich erzeugtes, kurzlebiges Element. Englischer Name:Lawrencium CAS-Nummer:22537-19-5 InChI-Key:CNQCVBJFEGMYDW-UHFFFAOYSA-N

Das Lawrencium-Atom

Das Lr-Atom - und damit das chemische Element Lawrencium - ist eindeutig durch die 103 positiv geladenen Protonen im Atomkern definiert. Für den elektrischen Ausgleich im ungeladenen Lawrencium-Atom sorgt die gleiche Anzahl an Elektronen.

Für Unterschiede bei den Atomkernen sorgen die Kernbausteine der Neutronen. Diese Atomsorten werden unter dem Begriff Lawrencium-Isotope bzw. Lawrencium-Nuklide zusammengefasst (Isotopen-Daten: siehe dort).

Elektronenkonfiguration

Elektronenkonfiguration des Lawrenciums im ungeladenen Grundzustand:

Symbol	OZ	Kurzform
Lr	103	[Rn] 5f¹⁴ 7s² 7p¹

Langform:

1s	2s	2p	3s	3p	3d	4s	4p	4d	4f	5s	5p	5d	5f	6s	6p	6d	6f	7s	7p
2	2	6	2	6	10	2	6	10	14	2	6	10	14	2	6			2	1

Es wird seit geraumer Zeit diskutiert, ob es sich bei den 3 Valenzelektronen des Lr-Atoms um eine 7s² 6d¹- oder um eine 7s² 7p_1/2¹-Konfiguration handelt. Neuere experimentelle und theoretische Betrachtungen stützen zur Zeit die zweite Variante [vgl. Xuab und Pyykkö, 2016].

Ionisierungsenergien

Die folgende Tabelle listet die Bindungsenergien bzw. die Ionisierungsenergien IE des Lawrenciums auf, also die erforderliche Energie in Elektronenvolt (eV), um ein bestimmtes Elektron von einem Lr-Atom zu trennen.

Die erste Ionisierungsenergie des Lawrenciums wurde erstmals 2015 experimentell bestimmt (siehe unten).

1. IE:

4,963(15) eV

2. IE:

14,794 eV

3. IE:

23,082 eV

4. IE:

50,867 eV

5. IE:

56,0 eV

Elektronenbindungsenergie

Die nachfolgende Tabelle listet die Elektronenbindungsenergien der einzelnen Lawrencium-Elektronen in den jeweiligen Orbitalen auf. Die Werte sind in Elektronenvolt (eV) angegeben.

K	LI	LII	LIII
1s	2s	2p_1/2	2p_3/2
152970	30083	29103	22359

MI	MII	MIII	MIV	MV
3s	3p_1/2	3p_3/2	3d_3/2	3d_5/2
7930	7474	5860	5176	4876

NI	NII	NIII	NIV	NV	NVI	NVII
4s	4p_1/2	4p_3/2	4d_3/2	4d_5/2	4f_5/2	4f_7/2
2180	1963	1523	1192	1112	680	658

OI	OII	OIII	OIV	OV
5s	5p_1/2	5p_3/2	5d_3/2	5d_5/2
516	429	296	174	154

PI	PII	PIII
6s	6s_1/2	6p_3/2
71	44	21

Weitere Daten

Kovalente Radien:161 pm (in Einfach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
141 pm (in Zweifach-Bindungen, nach Pyykkö et al.) Van-der-Waals-Radius:200 pm Fluoreszenz-Ausbeute:ω_K: 0,973; ω_L1: 0,282; ω_L2: 0,533; ω_L3: 0,604 Coster-Kronig-Übergänge:F₁₂: 0,01; F₁₃: 0,53; F₂₃: 0,185

Chemische Daten

Elektronegativität:1,3 nach PaulingElektronaffinität:-0,31 eV bzw. -30,04 kJ mol^-1Oxidationsstufen:+III

Standardpotentiale

Normalpotential des Lawrenciums:

E⁰ (V)	N_ox	Name Ox.	Ox.	e^-	⇔	Red.	Name Red.	N_ox
-1,96	+ III	Lawrencium(III)-Kation	Lr³⁺	+ 3 e^-	⇔	Lr (s)	Lawrencium	0

Material- und physikalische Eigenschaften des Lawrenciums

Die nachfolgende Tabelle führt einige physikalische Daten sowie Materialeigenschaften des reinen Lawrenciums auf. Auf Grund der schlechten Verfügbarkeit handelt es sich um Voraussagen.

Schmelzpunkt:1627 °C Dichte:14,4 g cm^-3 (20 °C) Kristallstruktur:Hexagonal dichteste Kugelpackung - hcp

Literatur und Quellen

[1] - Albert Ghiorso, Torbjørn Sikkeland, Almon E. Larsh, Robert M. Latimer:
New Element, Lawrencium, Atomic Number 103.
In: Physical Review Letters, 1961, DOI 10.1103/PhysRevLett.6.473.

[2] - Kari Eskola, Pirkko Eskola, Matti Nurmia, Albert Ghiorso:
Studies of Lawrencium Isotopes with Mass Numbers 255 Through 260.
In: Physical Review C, 1971, DOI 10.1103/PhysRevC.4.632.

[3] - L. J. Nugent et al.:
Electronic configuration in the ground state of atomic lawrencium.
In: Physical Review A, 1974, DOI 10.1103/PhysRevA.9.2270.

[4] - Ephraim Eliav et al.:
Transition energies of ytterbium, lutetium, and lawrencium by the relativistic coupled-cluster method.
In: Physical Review A, 1995, DOI 10.1103/PhysRevA.52.291.

[5] - Yu Zou, C. Froese Fischer:
Resonance Transition Energies and Oscillator Strengths in Lutetium and Lawrencium.
In: Physical Review Letters, 2002, DOI 10.1103/PhysRevLett.88.183001.

[6] - Robert J. Silva:
Fermium, Mendelevium, Nobelium, and Lawrencium.
In: The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements, 2006, DOI 10.1007/1-4020-3598-5_13.

[7] - A. Borschevsky et al.:
Transition energies of atomic lawrencium.
In: EPJD, 2007, DOI 10.1140/epjd/e2007-00130-9.

[8] - NN:
Lawrencium: Erstes Ionisationspotenzial bestimmt.
In: Internetchemie News, 2015.

[9] - Andreas Türler:
Lawrencium bridges a knowledge gap.
In: Nature, 2015, DOI 10.1038/520166a.

[10] - Wen-Hua Xuab, Pekka Pyykkö:
Is the chemistry of lawrencium peculiar?.
In: PCCP - Physical Chemistry Chemical Physics, 2016, DOI 10.1039/C6CP02706G, open access.

Kategorie: Chemische Elemente

Letzte Änderung am 28.11.2022.

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