ในช่วงชีวิตชั่วขณะ อะตอมของลอว์เรนเซียม ธาตุ 103 อาจทิ้งความประทับใจไม่รู้ลืมบนโครงสร้างของตารางธาตุเป็นครั้งแรกที่นักวิจัยได้วัดคุณสมบัติพื้นฐานของธาตุกัมมันตภาพรังสีที่หายวับไป กล่าวคือ ศักยภาพในการแตกตัวเป็นไอออนรายงาน ในวัน ที่9 เมษายนธรรมชาติ ศักยภาพในการแตกตัวเป็นไอออน — พลังงานที่ใช้ในการดึงอะตอมของอิเล็กตรอนที่ถูกผูกมัดอย่างอ่อนที่สุดออกมา — เป็นการบอกใบ้ว่าอิเล็กตรอนของอะตอมนั้นถูกจัดเรียงอย่างไร ข้อมูลสำหรับลอว์เรนเซียมดังกล่าวอาจช่วยแก้ปัญหาที่มีมายาวนานว่าธาตุอยู่ในตารางธาตุใด
Jan Reedijk ประธานแผนกเคมีอนินทรีย์ของ IUPAC
และนักเคมีอนินทรีย์ระดับโมเลกุลที่ Leiden University ในเนเธอร์แลนด์กล่าวว่าคำถามนี้น่าจะถูกนำมาใช้ในปีหรือสองปีหน้าในปีหน้า IUPAC ควบคุมการตั้งชื่อทางเคมี ในกรณีนี้ สหภาพจะตัดสินว่าลอว์เรนเซียม (ร่วมกับลูทีเซียมที่สัมพันธ์กัน) อยู่ที่ด้านล่างของคอลัมน์ที่สามของตารางธาตุหรือที่ส่วนท้ายของธาตุที่แยกจากกันในภาคผนวกด้านล่างตารางหลัก
ผู้เขียนร่วมการศึกษา Yuichiro Nagame นักเคมีที่ Japan Atomic Energy Agency ใน Tokai ไม่ได้คาดหวังว่าการทดลองจะจุดประกายการอภิปรายเกี่ยวกับตารางธาตุ “ผมมีความสุขมากที่ได้เรียนรู้การสนทนาเหล่านี้” เขากล่าว
นากาเมะและคณะได้ออกเดินทางเมื่อ 6 ปีที่แล้วเพื่อศึกษาโครงสร้าง
อิเล็กตรอนของลอว์เรนเซียม ซึ่งเป็นความท้าทายด้านเทคนิคที่สูงชัน เนื่องจากวิธีการทั่วไปต้องใช้อะตอมประมาณล้านล้านอะตอม ลอว์เรนเซียม ซึ่งตั้งชื่อตามเออร์เนสต์ ลอว์เรนซ์
ผู้ประดิษฐ์ไซโคลตรอนนั้นเกิดขึ้นชั่วคราวและยากมากที่จะสร้าง Nagame และเพื่อนร่วมงานสามารถทำการวัดโดยสร้างอะตอมทั้งหมดประมาณหนึ่งพันอะตอม
โดยการยิงกระแสของไอออนโบรอน (องค์ประกอบ 5) ลงในอะตอมของแคลิฟอร์เนีย (องค์ประกอบ 98) Nagame และเพื่อนร่วมงานได้สร้างไอโซโทปของลอว์เรนเซียม การชนกันทำให้เกิดอะตอมลอว์เรนเซียมใหม่ทุกๆ สองสามวินาที ซึ่งมีครึ่งชีวิต 27 วินาที ด้วยวิธีการใหม่ที่กวาดลอเรนเซียมขึ้นไปในบรรยากาศที่มีก๊าซฮีเลียม นักวิจัยได้ยิงอะตอมชั่วคราวลงในท่อโลหะที่มีความร้อนถึง 2,700 หรือ 2,800 เคลวินอย่างรวดเร็ว
การสัมผัสกับท่อร้อนสามารถดึงอิเล็กตรอนออกจากอะตอมของลอว์เรนเซียมทำให้เกิดไอออนได้ โดยการส่งองค์ประกอบอื่นๆ ผ่านท่อไปล่วงหน้า ซึ่งเป็นองค์ประกอบที่มีศักยภาพในการแตกตัวเป็นไอออนที่ทราบแล้ว Nagame และเพื่อนร่วมงานได้คิดค้นสมการเพื่อคำนวณศักย์ของไอออไนเซชันโดยพิจารณาจากจำนวนไอออนที่เกิดขึ้นในหลอด
นักวิจัยได้คำนวณว่าลอว์เรนเซียมมีศักยภาพในการแตกตัวเป็นไอออนประมาณ 4.96 อิเล็กตรอนโวลต์ ซึ่งต่ำ อันที่จริง มันเป็นองค์ประกอบที่ต่ำที่สุดในกลุ่มองค์ประกอบที่ต่อท้ายตาราง ซึ่งนักเคมีบางคนบอกว่าลอเรนเซียมเป็นของ ศักยภาพในการแตกตัวเป็นไอออนต่ำแสดงให้เห็นว่าลอว์เรนเซียมมีการจัดเรียงอิเล็กตรอนแบบพิเศษ
ธาตุหนักเช่นลอเรนเซียมมีประจุนิวเคลียร์สูง ซึ่งทำให้อิเล็กตรอนใกล้นิวเคลียสเคลื่อนที่อย่างรวดเร็ว ตามที่ทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์ทำนายไว้ อิเล็กตรอนที่เร็วจะมีมวลเพิ่มขึ้น ทำให้กลุ่มอิเล็กตรอนภายในก่อตัวเป็นเมฆหนาทึบรอบนิวเคลียส สิ่งนี้เป็นเกราะป้องกันประจุนิวเคลียร์ โดยปล่อยให้อิเล็กตรอนบริเวณรอบนอกโครงสร้างอะตอมคลายตัวและจัดเรียงใหม่
อิเล็กตรอนจัดเรียงตัวเองในบริเวณคล้ายเมฆรอบนิวเคลียสที่เรียกว่าออร์บิทัล ออร์บิทัลเหล่านี้ถูกกำหนดโดยตัวเลขสำหรับระดับพลังงานและตัวอักษร (s, p, d, f) สำหรับรูปร่าง ตัวอย่างเช่น วงโคจรของ s ก่อตัวเป็นเมฆทรงกลมรอบนิวเคลียส นักเคมีคาดว่าอิเล็กตรอนชั้นนอกสุดจะอยู่ในวงโคจร 5f, 6d และ 7s ตามเลขอะตอมของลอว์เรนเซียมเพียงอย่างเดียว แต่ศักยภาพในการแตกตัวเป็นไอออนต่ำแสดงให้เห็นว่าลอว์เรนเซียมมีอิเล็กตรอนหนึ่งตัวที่มีพันธะน้อยมากในวงโคจร 7p แทนที่จะเป็น 6d
วงโคจร 6d ที่ว่างเปล่าแนะนำให้นักเคมีบางคนทราบว่าลอว์เรนเซียมไม่ควรอยู่ในคอลัมน์ที่สามของตารางธาตุ คอลัมน์นั้นอยู่ในพื้นที่ของตารางที่เรียกว่า d-block ซึ่งโดยทั่วไปจะรวมถึงองค์ประกอบที่มีอิเล็กตรอนอยู่ในวงโคจร d ด้านนอก การศึกษายืนยันว่าลอเรนเซียมอยู่ในภาคผนวกของตาราง นักเคมี Laurence Lavelle จาก UCLA กล่าว กลุ่มขององค์ประกอบที่แยกจากกันนั้นเรียกว่า f-block โดยทั่วไปประกอบด้วยองค์ประกอบที่มีอิเล็กตรอนอาศัยอยู่ในวงโคจร f ด้านนอก
คนอื่นแนะนำว่า ในกรณีนี้ การใช้ออร์บิทัลเพื่อกำหนดตำแหน่งในตารางธาตุนั้นมืดมน แต่แนวโน้มอื่นๆ ในตาราง เช่น ที่เห็นในค่าตัวเลขที่แท้จริงของศักยภาพการเกิดไอออไนเซชันนั้นมีประโยชน์มากกว่า ศักยภาพของไอออไนเซชันที่วัดได้สนับสนุนแนวคิดที่ว่าลอเรนเซียม “ไม่ได้อยู่ที่ส่วนท้ายของ f-block แต่อยู่ที่จุดเริ่มต้นของ d-block” William Jensen นักประวัติศาสตร์ทางเคมีซึ่งเกษียณจาก University of Cincinnati กล่าว
Eric Scerri นักประวัติศาสตร์เคมีและปราชญ์แห่ง UCLA กล่าวว่าคุณสมบัติหนึ่งไม่เพียงพอที่จะสร้างข้อโต้แย้งสำหรับการจัดวาง “เราต้องการแนวทางที่เป็นสากลมากกว่านี้” เขากล่าว
credit : goodbyemadamebutterfly.com nextgenchallengers.com doubleplusgreen.com
comcpschools.com weediquettedispensary.com gundam25th.com gwgoodolddays.com companionsmumbai.com jameson-h.com unbarrilmediolleno.com
