Úvod
Lawrencium (Lr) je syntetický, vysoce radioaktivní chemický prvek s protonovým číslem 103. V periodické tabulce se řadí mezi aktinoidy a je posledním členem této skupiny. Kvůli extrémní nestabilitě a velmi krátkému poločasu rozpadu nebylo nikdy připraveno ve viditelném množství, proto je jeho skutečný vzhled neznámý. Předpokládá se však, že by šlo o pevný, stříbřitě bílý kov. V přírodě se lawrencium vůbec nenachází. Získává se výhradně umělou cestou v částicových urychlovačích, a to bombardováním terčů z těžších prvků, například kalifornia, lehkými ionty boru.
Vlastnosti
Lawrencium, chemická značka Lr a protonové číslo 103, je syntetický radioaktivní prvek, který uzavírá řadu aktinoidů v periodické tabulce. Předpokládá se, že za standardních podmínek je to pevná látka stříbřitého, kovového vzhledu. Všechny jeho izotopy jsou extrémně nestabilní. Nejdelší poločas rozpadu má izotop ²⁶⁶Lr, a to přibližně 11 hodin, což zásadně omezuje možnost jeho detailního studia. Chemicky se očekává, že bude vykazovat vlastnosti podobné luteciu a bude tvořit stabilní trojmocné kationty (Lr³⁺) ve vodných roztocích. Jeho pozice jako posledního aktinoidu je klíčová pro pochopení transuranových prvků.
Vznik názvu
Svůj název nese prvek na počest amerického fyzika Ernesta Orlanda Lawrence, vynálezce cyklotronu. Tento typ částicového urychlovače byl naprosto zásadní pro objev a syntézu mnoha umělých transuranových prvků. Lawrencium bylo poprvé připraveno v laboratoři, která byla pojmenována právě po něm.
Objev
Objev lawrencia je datován do roku 1961 a je spojen s prací vědeckého týmu v Lawrence Radiation Laboratory v Berkeley, Kalifornie. Skupina vedená Albertem Ghiorsem, Torbjørnem Sikkelandem a dalšími použila těžkoiontový lineární urychlovač (HILAC) k bombardování terčíku složeného z izotopů kalifornia jádry boru. Tímto procesem se jim podařilo syntetizovat první atomy nového prvku s protonovým číslem 103. Prvek byl pojmenován na počest Ernesta Orlanda Lawrence, vynálezce cyklotronu a zakladatele laboratoře. Objev a pojmenování byly předmětem mezinárodních debat, zejména se sovětským institutem v Dubně.
Výskyt v přírodě
Lawrencium se na Zemi v přírodě absolutně nevyskytuje. Jedná se o čistě umělý, syntetický prvek. Vzhledem k extrémně krátkým poločasům rozpadu všech jeho známých izotopů se jakékoliv potenciální množství, které mohlo existovat v raných fázích vesmíru, dávno přeměnilo na stabilnější prvky. Jeho výroba je možná výhradně v laboratořích pomocí částicových urychlovačů. Proces zahrnuje bombardování těžkých terčových prvků, například berkelia nebo kalifornia, svazky lehkých iontů. Vznikají tak pouze stopová množství, často jen jednotlivé atomy, které slouží výhradně pro základní vědecký výzkum.
Využití
Lawrencium nemá žádné praktické využití člověkem, a to z důvodu své extrémní nestability a vysoké radioaktivity. Vyrábí se uměle v urychlovačích částic, a to pouze v množství jednotlivých atomů, které se rozpadají v řádu maximálně hodin. Jeho existence je tak pomíjivá, že jakékoli komerční, průmyslové či medicínské aplikace jsou zcela vyloučeny. Jeho jediný význam spočívá v základním vědeckém výzkumu, kde jeho studium pomáhá vědcům testovat modely atomového jádra a pochopit chemické a fyzikální vlastnosti na samé hranici periodické tabulky. V přírodě se lawrencium vůbec nevyskytuje.
Sloučeniny
Vzhledem k extrémně krátkému poločasu rozpadu a výrobě pouze jednotlivých atomů nebyly nikdy připraveny žádné makroskopické sloučeniny lawrencia. Veškeré poznatky o jeho chemii pocházejí z experimentů s jednotlivými atomy a teoretických výpočtů. Předpokládá se, že nejstabilnějším oxidačním stavem je Lr³⁺, což je typické pro pozdní aktinoidy. Tyto ionty by ve vodném roztoku tvořily hydratované komplexy. Některé výpočty naznačují i možnou existenci méně stabilního stavu Lr¹⁺, což by bylo pro aktinoid velmi neobvyklé. V přírodě se žádné sloučeniny lawrencia nevyskytují, protože prvek samotný není její součástí.
Zajímavosti
Lawrencium představuje chemický a fyzikální unikát, o jehož zařazení se vedou debaty, zda je posledním aktinoidem, nebo prvním přechodným kovem 7. periody. Důvodem je jeho anomální elektronová konfigurace, která se liší od teoretických předpokladů pro tuto pozici. Právě tato konfigurace by mohla umožňovat existenci neobvyklého oxidačního stavu +1. Všechny jeho fyzikální vlastnosti, jako je hustota, teplota tání nebo vzhled, jsou pouze teoreticky odhadovány, jelikož nikdy nebylo připraveno v takovém množství, aby bylo viditelné pouhým okem. Jde o prvek potvrzený experimentálně, ale známý převážně teoreticky.
