Lawrencium Lr

Entdeckung

Im Februar 1961 verkündeten Albert Ghiorso, Torbjørn Sikkeland, Almon Larsh und Robert Latimer an der University of California in Berkeley, sie hätten Element 103 durch Beschuss eines Gemischs von Californiumisotopen mit Bor-10- und Bor-11-Ionen erzeugt. Sie meldeten einen Alphastrahler mit einer Halbwertszeit von etwa acht Sekunden und ordneten ihm die Massenzahl 257 zu.

Diese Zuordnung erwies sich später als ungenau. Zwischen 1965 und 1967 erzeugte ein Team in Dubna in der Sowjetunion Isotope von Element 103 über andere Reaktionen und gewann verlässlichere Daten. 1992 erkannte die gemeinsame Arbeitsgruppe von IUPAC und IUPAP sowohl Berkeley als auch Dubna als Mitentdecker an.

2015 maßen Forscher der Japan Atomic Energy Agency mit nur wenigen Atomen erstmals die erste Ionisierungsenergie von Lawrencium. Der Wert stimmte gut mit Berechnungen unter Einschluss relativistischer Effekte überein und stützte die Vorhersage, dass das äußerste Elektron des Lawrenciums ein anderes Orbital besetzt als bei seinen leichteren Verwandten.

Herkunft des Namens

Das Element ehrt Ernest Lawrence, den amerikanischen Physiker, der das Zyklotron erfand – die Maschine, die Teilchen auf einer Spiralbahn beschleunigt und für die Entdeckung vieler künstlicher Elemente zentral war. Das zuerst vorgeschlagene Symbol war Lw; die IUPAC änderte es 1963 in Lr.

Wichtigste Verwendungen

• Grundlagenforschung: Lawrencium existiert nur zu wenigen Atomen gleichzeitig und hat außerhalb des Labors keine Verwendung.
• Die Gestalt des Periodensystems: Welche Elemente an das untere Ende der Gruppe 3 gehören, ist seit Jahrzehnten umstritten. Die Anordnung mit Scandium, Yttrium, Lutetium und Lawrencium in Gruppe 3 hat in jüngeren IUPAC-nahen Diskussionen und Lehrbüchern breite Unterstützung gefunden, und Messungen der Elektronenstruktur des Lawrenciums fließen direkt in diese Diskussion ein.
• Relativistische Chemie: In schweren Atomen bewegen sich die inneren Elektronen mit einem beträchtlichen Bruchteil der Lichtgeschwindigkeit, was die Orbitale umformt. Lawrencium ist ein Prüfstand, um solche Effekte experimentell nachzuweisen.

Isotope

Lawrencium hat keine stabilen Isotope. Das langlebigste, Lawrencium-266, hat eine Halbwertszeit von etwa 11 Stunden und wurde 2014 am Ende einer Zerfallskette identifiziert, die bei Element 117, Tenness, beginnt. Chemische Experimente nutzen meist Lawrencium-260 (etwa 2,7 Minuten), das sich in größerer Zahl herstellen lässt, während für die Messung der Ionisierungsenergie 2015 Lawrencium-256 verwendet wurde.

Im Alltag

Lawrencium kommt in der Natur nicht vor und hat keinen Bezug zum Alltag. Es wurde nie in wägbaren Mengen hergestellt, und das reine Metall wurde nie dargestellt. Obwohl es radioaktiv ist, existiert es nur zu wenigen Atomen gleichzeitig, sodass kein praktisches Expositionsrisiko besteht.