Laurêncio

Lawrêncio é um elemento químico sintético com o símbolo Lr (anteriormente Lw) e número atômico 103. É nomeado em homenagem a Ernest Lawrence, inventor do ciclotron, um dispositivo que foi usado para descobrir muitos elementos radioativos artificiais. Um metal radioativo, o laurêncio é o décimo primeiro elemento transurânico e o último membro da série dos actinídeos. Como todos os elementos com número atômico acima de 100, o laurêncio só pode ser produzido em aceleradores de partículas bombardeando elementos mais leves com partículas carregadas. Catorze isótopos de laurêncio são conhecidos atualmente; o mais estável é ²⁶⁶Lr com meia-vida de 11 horas, mas o ²⁶⁰Lr de vida mais curta (meia-vida de 2,7 minutos) é mais comumente usado em química porque pode ser produzido em maior escala.

Experiências químicas confirmam que o laurêncio se comporta como um homólogo mais pesado do lutécio na tabela periódica e é um elemento trivalente. Assim, também poderia ser classificado como o primeiro dos metais de transição do 7º período: no entanto, sua configuração eletrônica é anômala para sua posição na tabela periódica, tendo uma configuração s2p em vez da configuração s²d de seu homólogo lutécio. Isso significa que o laurêncio pode ser mais volátil do que o esperado para sua posição na tabela periódica e ter uma volatilidade comparável à do chumbo.

Nas décadas de 1950, 1960 e 1970, muitas reivindicações da síntese de laurêncio de qualidade variável foram feitas em laboratórios da União Soviética e dos Estados Unidos. A prioridade da descoberta e, portanto, o nome do elemento foi disputado entre cientistas soviéticos e americanos, e enquanto a União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC) inicialmente estabeleceu lawrencium como o nome oficial do elemento e deu crédito à equipe americana pela descoberta, isso foi reavaliado em 1997, dando a ambas as equipes o crédito compartilhado pela descoberta, mas não mudando o nome do elemento.

Introdução

Uma representação gráfica de uma reação de fusão nuclear. Dois núcleos se fundem em um, emitindo um nêutron. Até agora, reações que criaram novos elementos eram semelhantes, com a única diferença possível que vários neutrões singulares às vezes foram liberados, ou nenhum em tudo.

Os núcleos atômicos mais pesados são criados em reações nucleares que combinam dois outros núcleos de tamanho desigual em um; grosso modo, quanto mais desiguais os dois núcleos em termos de massa, maior a possibilidade de que os dois reajam. O material feito dos núcleos mais pesados é transformado em um alvo, que é então bombardeado pelo feixe de núcleos mais leves. Dois núcleos podem se fundir em um só se eles se aproximarem o suficiente um do outro; normalmente, os núcleos (todos carregados positivamente) se repelem devido à repulsão eletrostática. A interação forte pode superar essa repulsão, mas apenas a uma distância muito curta de um núcleo; os núcleos do feixe são, portanto, muito acelerados para tornar essa repulsão insignificante em comparação com a velocidade do núcleo do feixe. Aproximar-se sozinho não é suficiente para a fusão de dois núcleos: quando dois núcleos se aproximam, eles geralmente permanecem juntos por aproximadamente 10⁻²⁰ segundos e depois se separam (não necessariamente na mesma composição de antes do reação) em vez de formar um único núcleo. Se a fusão ocorrer, a fusão temporária – denominada núcleo composto – é um estado excitado. Para perder sua energia de excitação e atingir um estado mais estável, um núcleo composto fissiona ou ejeta um ou vários nêutrons, que carregam a energia. Isso ocorre em aproximadamente 10⁻¹⁶ segundos após a colisão inicial.

O feixe passa pelo alvo e atinge a próxima câmara, o separador; se um novo núcleo é produzido, ele é carregado com esse feixe. No separador, o núcleo recém-produzido é separado de outros nuclídeos (aquele do feixe original e quaisquer outros produtos da reação) e transferido para um detector de barreira de superfície, que para o núcleo. A localização exata do próximo impacto no detector é marcada; também estão marcadas a sua energia e a hora da chegada. A transferência leva cerca de 10⁻⁶ segundos; para ser detectado, o núcleo deve sobreviver por tanto tempo. O núcleo é registrado novamente uma vez que seu decaimento é registrado, e a localização, a energia e o tempo do decaimento são medidos.

A estabilidade de um núcleo é fornecida pela interação forte. No entanto, seu alcance é muito curto; à medida que os núcleos se tornam maiores, sua influência nos núcleons mais externos (prótons e nêutrons) enfraquece. Ao mesmo tempo, o núcleo é dilacerado pela repulsão eletrostática entre os prótons, pois tem alcance ilimitado. Núcleos dos elementos mais pesados são teoricamente previstos e até agora foram observados para decair principalmente através de modos de decaimento que são causados por tal repulsão: decaimento alfa e fissão espontânea; estes modos são predominantes para núcleos de elementos superpesados. Os decaimentos alfa são registrados pelas partículas alfa emitidas, e os produtos de decaimento são fáceis de determinar antes do decaimento real; se tal decaimento ou uma série de decaimentos consecutivos produz um núcleo conhecido, o produto original de uma reação pode ser determinado aritmeticamente. A fissão espontânea, no entanto, produz vários núcleos como produtos, de modo que o nuclídeo original não pode ser determinado a partir de seus filhos.

As informações disponíveis para os físicos que pretendem sintetizar um dos elementos mais pesados são, portanto, as informações coletadas nos detectores: localização, energia e tempo de chegada de uma partícula ao detector e os de seu decaimento. Os físicos analisam esses dados e procuram concluir que foi realmente causado por um novo elemento e não poderia ter sido causado por um nuclídeo diferente do alegado. Muitas vezes, os dados fornecidos são insuficientes para concluir que um novo elemento foi definitivamente criado e não há outra explicação para os efeitos observados; foram cometidos erros na interpretação dos dados.

História

Albert Ghiorso atualizando a tabela periódica em abril de 1961, escrevendo o símbolo "Lw" como elemento 103. Codiscoverers Latimer, Sikkeland, e Larsh (à esquerda para a direita) olhar sobre.

Em 1958, cientistas do Lawrence Berkeley National Laboratory reivindicaram a descoberta do elemento 102, agora chamado de nobélio. Ao mesmo tempo, eles também tentaram sintetizar o elemento 103 bombardeando o mesmo alvo de cúrio usado com íons de nitrogênio-14. Dezoito faixas foram anotadas, com energia de decaimento em torno de 9±1 MeV e meia-vida em torno de 0,25 s; a equipe de Berkeley observou que, embora a causa pudesse ser a produção de um isótopo do elemento 103, outras possibilidades não podiam ser descartadas. Embora os dados concordem razoavelmente com os descobertos posteriormente para ²⁵⁷Lr (energia de decaimento alfa 8,87 MeV, meia-vida 0,6 s), as evidências obtidas neste experimento ficaram muito aquém da força necessária para demonstrar conclusivamente a síntese do elemento 103. Não foi feito um seguimento desta experiência, pois o alvo foi destruído. Mais tarde, em 1960, o Lawrence Berkeley Laboratory tentou sintetizar o elemento bombardeando ²⁵²Cf com ¹⁰B e ¹¹B. Os resultados desta experiência não foram conclusivos.

O primeiro trabalho importante sobre o elemento 103 foi feito em Berkeley pela equipe de física nuclear de Albert Ghiorso, Torbjørn Sikkeland, Almon Larsh, Robert M. Latimer e seus colegas em 14 de fevereiro de 1961. Os primeiros átomos de lawrencium foram feitos bombardeando um alvo de três miligramas consistindo de três isótopos de califórnio com núcleos de boro-10 e boro-11 do Acelerador Linear de Íons Pesados (HILAC). A equipe de Berkeley relatou que o isótopo ²⁵⁷103 foi detectado dessa maneira e que decaiu emitindo uma partícula alfa de 8,6 MeV com meia-vida de 8±2 s. Essa identificação foi posteriormente corrigida para ²⁵⁸103, pois trabalhos posteriores provaram que ²⁵⁷Lr não tinha as propriedades detectadas, mas ²⁵⁸Lr sim. Na época, isso foi considerado uma prova convincente da síntese do elemento 103: embora a atribuição de massa fosse menos certa e se mostrasse equivocada, não afetou os argumentos a favor do elemento 103 ter sido sintetizado. Cientistas do Joint Institute for Nuclear Research em Dubna (então na União Soviética) levantaram várias críticas: todas, exceto uma, foram respondidas adequadamente. A exceção era que ²⁵²Cf era o isótopo mais comum no alvo, e nas reações com ¹⁰B, ²⁵⁸Lr só poderia ter sido produzido pela emissão de quatro nêutrons, e esperava-se que a emissão de três nêutrons fosse muito menos provável do que a emissão de quatro ou cinco. Isso levaria a uma curva de rendimento estreita, não a ampla relatada pela equipe de Berkeley. Uma possível explicação era que havia um baixo número de eventos atribuídos ao elemento 103. Este foi um importante passo intermediário para a descoberta inquestionável do elemento 103, embora as evidências não fossem totalmente convincentes. A equipe de Berkeley propôs o nome "lawrencium" com o símbolo "Lw", em homenagem a Ernest Lawrence, inventor do ciclotron. A Comissão de Nomenclatura de Química Inorgânica da IUPAC aceitou o nome, mas mudou o símbolo para "Lr". Essa aceitação da descoberta foi posteriormente caracterizada como precipitada pela equipe de Dubna.

²⁵²
₉₈Cf
+ ¹¹
₅B
→ ²⁶³
₁₀₃Lr.
* → ²⁵⁸
₁₀₃Lr.
+ 5 ¹
₀n

O primeiro trabalho em Dubna no elemento 103 ocorreu em 1965, quando eles relataram ter feito ²⁵⁶103 em 1965 ao bombardear ²⁴³Am com ¹⁸O, identificando-o indiretamente de sua neta fermium-252. A meia-vida que eles relataram foi um pouco alta demais, possivelmente devido a eventos de fundo. Trabalhos posteriores de 1967 na mesma reação identificaram duas energias de decaimento nas faixas de 8,35–8,50 MeV e 8,50–8,60 MeV: elas foram atribuídas a ²⁵⁶103 e ²⁵⁷103. Apesar das tentativas repetidas, eles não conseguiram confirmar a atribuição de um emissor alfa com meia-vida de 8 segundos para ²⁵⁷103. Os russos propuseram o nome "rutherfordium" para o novo elemento em 1967: este nome foi posteriormente proposto por Berkeley para o elemento 104.

²⁴³
₉₅Am
+ ^18.
₈O
→ ²⁶¹
₁₀₃Lr.
* → ^256.
₁₀₃Lr.
+ 5 ¹
₀n

Mais experimentos em 1969 em Dubna e em 1970 em Berkeley demonstraram uma química de actinídeo para o novo elemento; então, em 1970, sabia-se que o elemento 103 é o último actinídeo. Em 1970, o grupo Dubna relatou a síntese de ²⁵⁵103 com meia-vida de 20 s e energia de decaimento alfa de 8,38 MeV. No entanto, não foi até 1971, quando a equipe de física nuclear da Universidade da Califórnia em Berkeley fez com sucesso toda uma série de experimentos destinados a medir as propriedades de decaimento nuclear dos isótopos de laurêncio com números de massa 255 a 260, que todos os resultados anteriores de Berkeley e Dubna foram confirmados, além da atribuição errônea inicial do grupo de Berkeley de seu primeiro isótopo produzido para ²⁵⁷103 em vez do provavelmente correto ²⁵⁸103. Todas as dúvidas finais foram dissipadas em 1976 e 1977, quando as energias dos raios X emitidos por ²⁵⁸103 foram medidas.

O elemento recebeu o nome de Ernest Lawrence.

Em 1971, a IUPAC concedeu a descoberta do laurêncio ao Laboratório Lawrence Berkeley, mesmo não tendo dados ideais para a existência do elemento. Mas em 1992, o IUPAC Transfermium Working Group (TWG) reconheceu oficialmente as equipes de física nuclear em Dubna e Berkeley como co-descobridoras do laurêncio, concluindo que, embora os experimentos de Berkeley em 1961 tenham sido um passo importante para a descoberta do laurêncio, eles foram ainda não totalmente convincente; e enquanto os experimentos de Dubna de 1965, 1968 e 1970 chegaram muito perto do nível necessário de confiança tomados em conjunto, apenas os experimentos de Berkeley de 1971, que esclareceram e confirmaram observações anteriores, finalmente resultaram em total confiança na descoberta do elemento 103. nome "lawrencium" já estava em uso há muito tempo, foi mantido pela IUPAC e, em agosto de 1997, a União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC) ratificou o nome laurêncio e o símbolo "Lr" durante uma reunião em Genebra.

Características

Físico

O laurêncio é o último actinídeo. Os autores que consideram o assunto geralmente o consideram um elemento do grupo 3, junto com o escândio, o ítrio e o lutécio, pois espera-se que sua camada f preenchida o torne semelhante aos outros metais de transição do 7º período. Na tabela periódica, está à direita do actinídeo nobélio, à esquerda do 6d metal de transição rutherfórdio e sob o lantanídeo lutécio com o qual compartilha muitas propriedades físicas e químicas. Espera-se que o laurêncio seja sólido em condições normais e tenha uma estrutura cristalina hexagonal compacta (^c/_a = 1,58), semelhante ao seu congênere mais leve lutetium, embora isso ainda não seja conhecido experimentalmente. A entalpia de sublimação do laurêncio é estimada em 352 kJ/mol, próximo ao valor do lutécio e sugerindo fortemente que o laurêncio metálico é trivalente com três elétrons deslocalizados, uma previsão também apoiada por uma extrapolação sistemática dos valores de calor de vaporização, massa módulo e volume atômico de elementos vizinhos ao laurêncio: isso o torna diferente dos actinídeos tardios imediatamente anteriores, que são conhecidos por serem (férmio e mendelévio) ou esperados que sejam (nobélio) divalentes. As entalpias estimadas de vaporização mostram que o laurêncio se desvia da tendência dos actinídeos tardios e, em vez disso, coincide com a tendência dos elementos 6d seguintes rutherfórdio e dúbnio, consistente com a interpretação do laurêncio como um elemento do grupo 3. Alguns cientistas preferem acabar com os actinídeos com nobélio e consideram o laurêncio o primeiro metal de transição do sétimo período.

Especificamente, espera-se que o laurêncio seja um metal prateado trivalente, facilmente oxidado pelo ar, vapor e ácidos, e com um volume atômico semelhante ao do lutécio e um raio metálico trivalente de 171 pm. Espera-se que seja um metal bastante pesado com uma densidade de cerca de 14,4 g/cm³. Também é previsto que tenha um ponto de fusão de cerca de 1900 K (1627 °C), não muito longe do valor do lutécio (1925 K).

Químico

Sequência de Elution dos lanthanides trivalentes tardios e actinides, com ammonium α-HIB como eluant: a curva quebrada para o lawrencium é uma previsão.

Em 1949, Glenn T. Seaborg, que desenvolveu o conceito de actinídeo, previu que o elemento 103 (laurêncio) deveria ser o último actinídeo e que o Lr³⁺ íon deve ser tão estável quanto Lu³⁺ em solução aquosa. Não foi até décadas depois que o elemento 103 foi finalmente sintetizado de forma conclusiva e essa previsão foi confirmada experimentalmente.

Estudos de 1969 sobre o elemento mostraram que o laurêncio reage com o cloro para formar um produto que provavelmente era o tricloreto, LrCl₃. Verificou-se que sua volatilidade era semelhante à dos cloretos de cúrio, férmio e nobélio e muito menor que a do cloreto de ruterfórdio. Em 1970, estudos químicos foram realizados em 1500 átomos de ²⁵⁶Lr, comparando-o com divalente (No, Ba, Ra), trivalente (Fm, Cf, Cm, Am, Ac) e tetravalente (Th, Pu) elementos. Verificou-se que o laurêncio foi coextraído com os íons trivalentes, mas a meia-vida curta do ²⁵⁶Lr impediu a confirmação de que ele eluiu antes do Md³⁺ na sequência de eluição. O laurêncio ocorre como o íon Lr³⁺ trivalente em solução aquosa e, portanto, seus compostos devem ser semelhantes aos dos outros actinídeos trivalentes: por exemplo, fluoreto de laurêncio(III) (LrF₃) e hidróxido ( Lr(OH)₃) devem ser insolúveis em água. Devido à contração dos actinídeos, o raio iônico de Lr³⁺ deve ser menor que o de Md³⁺, e deve eluir antes de Md³⁺ quando o α-hidroxiisobutirato de amônio (α-hidroxiisobutirato de amônio -HIB) é usado como eluente. Mais tarde, experimentos de 1987 no isótopo de vida mais longa ²⁶⁰Lr confirmaram a trivalência do laurêncio e que ele eluiu aproximadamente no mesmo lugar que o érbio, e descobriram que o raio iônico do laurêncio era 88,6± 0.3 pm, maior do que seria esperado da simples extrapolação de tendências periódicas. Mais tarde, experimentos de 1988 com mais átomos de laurêncio refinaram isso para 88,1±0.1 pm e calculou uma entalpia de valor de hidratação de −3685±13 kJ/mol. Também foi descoberto que a contração dos actinídeos no final dos actinídeos era maior do que a contração análoga dos lantanídeos, com exceção do último actinídeo, o laurêncio: a causa foi especulada como efeitos relativísticos.

Tem sido especulado que os elétrons 7s são estabilizados relativisticamente, de modo que em condições redutoras, apenas o elétron 7p_1/2 seria ionizado, levando ao monovalente Lr⁺ ion. No entanto, todos os experimentos para reduzir Lr³⁺ para Lr²⁺ ou Lr⁺ em solução aquosa não tiveram sucesso, assim como o lutécio. Com base nisso, o potencial de eletrodo padrão do E°(Lr³⁺ → Lr⁺) foi calculado como sendo menor que -1,56 V, indicando que a existência de íons Lr⁺ em solução aquosa era improvável. O limite superior para E°(Lr³⁺ → Lr²⁺) o par foi previsto como −0,44 V: os valores para E°(Lr³⁺ → Lr) e E°(Lr⁴⁺ → Lr³⁺) são previstos como -2,06 V e +7,9 V. A estabilidade do estado de oxidação do grupo na série de transição 6d diminui conforme Rf^IV > Db^V > Sg^VI, e laurêncio continua a tendência com Lr^III sendo mais estável que Rf^IV.

Na molécula de dihidreto de laurêncio (LrH₂), que se prevê ser dobrado, o Não se espera que o orbital 6d do laurêncio desempenhe um papel na ligação, ao contrário do dihidreto de lantânio (LaH₂). LaH₂ tem distâncias de ligação La–H de 2,158 Å, enquanto LrH₂ deve ter distâncias de ligação Lr-H mais curtas de 2,042 Å devido à contração relativística e estabilização dos orbitais 7s e 7p envolvidos no ligação, em contraste com o subnível 5f semelhante ao núcleo e o subnível 6d quase não envolvido. Em geral, espera-se que LrH₂ e LrH moleculares se assemelhem às espécies de tálio correspondentes (tálio tendo um 6s configuração de valência ²6p¹ na fase gasosa, como 7s de laurêncio²7p¹) mais do que as espécies de lantanídeos correspondentes. As configurações eletrônicas de Lr⁺ e Lr²⁺ devem ser 7s² e 7s¹ respectivamente. No entanto, em espécies onde todos os três elétrons de valência do laurêncio são ionizados para dar pelo menos formalmente o cátion Lr³⁺, espera-se que o laurêncio se comporte como um actinídeo típico e o congênere mais pesado do lutécio, especialmente porque se prevê que os três primeiros potenciais de ionização do laurêncio sejam semelhantes aos do lutécio. Portanto, ao contrário do tálio, mas como o lutécio, o laurêncio preferiria formar LrH₃ do que LrH, e LrCO é espera-se que seja semelhante ao também desconhecido LuCO, ambos os metais tendo configuração de valência σ²π¹ em seus monocarbonilos. Espera-se que a ligação pπ–dπ seja vista em LrCl₃ assim como é para LuCl₃ e mais geralmente todos os LnCl₃. O ânion complexo [Lr(C₅H₄SiMe₃)₃]⁻ espera-se que seja estável com uma configuração de 6d¹ para laurêncio; este orbital 6d seria seu orbital molecular ocupado mais alto. Isso é análogo à estrutura eletrônica do composto de lutécio análogo.

Atômica

Laurêncio tem três elétrons de valência: os elétrons 5f estão no núcleo atômico. Em 1970, foi previsto que a configuração eletrônica do estado fundamental do laurêncio era [Rn]5f¹⁴6d¹7s² (termo do estado fundamental símbolo ²D_3/2), de acordo com o princípio Aufbau e em conformidade com [Xe]4f¹⁴5d¹6s² configuração do homólogo mais leve do laurêncio lutécio. Mas no ano seguinte, foram publicados cálculos que questionavam essa previsão, esperando uma configuração anômala [Rn]5f¹⁴7s²7p¹. Embora os primeiros cálculos tenham dado resultados conflitantes, estudos e cálculos mais recentes confirmam a sugestão s²p. Os cálculos relativísticos de 1974 concluíram que a diferença de energia entre as duas configurações era pequena e que era incerto qual era o estado fundamental. Cálculos posteriores de 1995 concluíram que a configuração s²p deveria ser energeticamente favorecida, porque os orbitais esféricos s e p_1/2 estão mais próximos do núcleo atômico e, portanto, movem-se com rapidez suficiente que sua massa relativística aumenta significativamente.

Em 1988, uma equipe de cientistas liderada por Eichler calculou que a entalpia de adsorção do laurêncio em fontes metálicas diferiria o suficiente dependendo de sua configuração eletrônica para que fosse possível realizar experimentos para explorar esse fato para medir o laurêncio& #39;s configuração eletrônica. Esperava-se que a configuração s²p fosse mais volátil do que a configuração s²d e fosse mais semelhante à do líder do elemento p-block. Nenhuma evidência de que o laurêncio é volátil foi obtida e o limite inferior para a entalpia de adsorção do laurêncio em quartzo ou platina foi significativamente maior do que o valor estimado para a configuração s²p.

Primeira energia de ionização (eV) planejada contra o número atômico, em unidades eV. Os valores preditos são usados além do rutherfordium (elemento 104). Lawrencium (elemento 103) tem uma energia de primeira ionização muito baixa, ajustando o início da tendência d-bloqueio melhor do que o fim da tendência f-bloco antes dele.

Em 2015, foi medida a primeira energia de ionização do laurêncio, usando o isótopo ²⁵⁶Lr. O valor medido, 4.96^+0,08
_−0,07 eV, concordou muito bem com a previsão teórica relativística de 4,963(15) eV, e também forneceu um primeiro passo para medir as primeiras energias de ionização dos transactinídeos. Este valor é o mais baixo entre todos os lantanídeos e actinídeos, e suporta a configuração s²p, pois espera-se que o elétron 7p_1/2 seja apenas fracamente ligado. Como as energias de ionização geralmente aumentam da esquerda para a direita no bloco f, esse valor baixo sugere que o lutécio e o laurêncio pertencem ao bloco d (cuja tendência seguem) e não ao bloco f. Isso os tornaria os congêneres mais pesados do escândio e do ítrio, em vez do lantânio e do actínio. Embora algum comportamento de metal alcalino tenha sido previsto, experimentos de adsorção sugerem que o laurêncio é trivalente como o escândio e o ítrio, não monovalente como os metais alcalinos. Um limite inferior na segunda energia de ionização do laurêncio (>13,3 eV) foi encontrado experimentalmente em 2021.

Embora s²p seja agora conhecido como a configuração do estado fundamental do átomo de laurêncio, ds² deve ser uma configuração de estado excitado de baixa altitude, com uma energia de excitação calculada de forma variada como 0,156 eV, 0,165 eV ou 0,626 eV. Como tal, o laurêncio ainda pode ser considerado um elemento do bloco d, embora com uma configuração eletrônica anômala (como cromo ou cobre), pois seu comportamento químico corresponde às expectativas de um análogo mais pesado do lutécio.

Isótopos

Quatorze isótopos de laurêncio são conhecidos, com número de massa 251–262, 264 e 266; todos são radioativos. Sete isômeros nucleares são conhecidos. O isótopo de vida mais longa, ²⁶⁶Lr, tem uma meia-vida de cerca de dez horas e é um dos isótopos superpesados de vida mais longa conhecidos até hoje. No entanto, os isótopos de vida mais curta são geralmente usados em experimentos químicos porque ²⁶⁶Lr atualmente só pode ser produzido como um produto final de decomposição de elementos ainda mais pesados e difíceis de fazer: foi descoberto em 2014 no cadeia de decaimento de ²⁹⁴Ts. ²⁵⁶Lr (meia-vida de 27 segundos) foi usado nos primeiros estudos químicos sobre laurêncio: atualmente, o ²⁶⁰Lr (meia-vida de 2,7 minutos) de vida mais longa geralmente é usado para este fim. Depois de ²⁶⁶Lr, os isótopos de vida mais longa são ²⁶⁴Lr (4.8+2,2
−1,3 h), ²⁶²Lr (3,6 h) e ²⁶¹Lr (44 min). Todos os outros isótopos de laurêncio conhecidos têm meia-vida inferior a 5 minutos, e o de menor duração (²⁵¹Lr) tem meia-vida de 24,4 milisegundos. As meias-vidas dos isótopos de laurêncio aumentam suavemente de ²⁵¹Lr para ²⁶⁶Lr, com uma queda de ²⁵⁷Lr para ²⁵⁹Lr.

Preparação e purificação

A maioria dos isótopos de laurêncio pode ser produzida bombardeando alvos de actinídeos (amerício a einstênio) com íons leves (de boro a neon). Os dois isótopos mais importantes, ²⁵⁶Lr e ²⁶⁰Lr, podem ser produzidos, respectivamente, bombardeando califórnio-249 com íons boro-11 de 70 MeV (produzindo laurêncio-256 e quatro nêutrons) e bombardeando berquélio-249 com oxigênio-18 (produzindo laurêncio-260, uma partícula alfa e três nêutrons). Os dois isótopos conhecidos mais pesados e de vida mais longa, ²⁶⁴Lr e ²⁶⁶Lr, só podem ser produzidos com rendimentos muito mais baixos como produtos de decaimento do dúbnio, cujos progenitores são isótopos de moscóvio e tennessine.

Ambos ²⁵⁶Lr e ²⁶⁰Lr têm meias-vidas muito curtas para permitir um processo de purificação química completo. Os primeiros experimentos com ²⁵⁶Lr, portanto, usaram extração rápida com solvente, com o agente quelante tenoiltrifluoroacetona (TTA) dissolvido em metil isobutil cetona (MIBK) como fase orgânica e com a fase aquosa sendo soluções de acetato tamponadas. Íons de carga diferente (+2, +3 ou +4) serão extraídos para a fase orgânica em diferentes faixas de pH, mas esse método não separará os actinídeos trivalentes e, portanto, ²⁵⁶Lr deve ser identificado por suas partículas alfa de 8,24 MeV emitidas. Métodos mais recentes permitiram que a eluição seletiva rápida com α-HIB ocorresse em tempo suficiente para separar o isótopo de vida mais longa ²⁶⁰Lr, que pode ser removido da folha coletora com ácido clorídrico 0,05 M.