في الكيمياء اللورنسيوم (Lawrencium) يعد أحد العناصر الكيميائية ويرمز له بالرمز Lr ويمتلك الرقم الذري 103، يوجد في آخر الجدول الدوري ضمن ال (f-block) ويصنف على أنه أكتينيد، واللورنسيوم يكون مادة صلبة في درجة حرارة الغرفة.
اكتشاف عنصر اللورنسيوم
تم إنشاء عنصر اللورنسيوم بواسطة أربعة من العلماء الأمريكيين، وهم كلا من العالم ألبرت غيورسو والعالم توربيورن سيكيلاند والعالم ألمون إي.لارش والعالم روبرت إم لاتيمر في مارس من العام 1961 ميلادي، حيث تم إنشاء هذا العنصر أثناء العمل في مختبر لورانس للإشعاع في بيركليفي كاليفورنيا.
لقد وضع العلماء السابقين ثلاثة ميكروغرام (0.000003 جرام) من عنصر الكاليفورنيوم في الغرفة المستهدفة لجهاز يسمى المعجل الخطي، حيث استخدم العلماء المسرع من أجل القيام بعملية قصف للكاليفورنيوم بأيونات من عنصر البورون، وقد تم إنشاء العديد من نظائر اللورنسيوم المختلفة، وهناك أيضا بعض الالتباس حول أي نظير قامت المجموعة باكتشافه بالفعل.
اليوم يعرف مختبر لورانس للإشعاع بمسمى مختبر لورانس بيركلي، إن من أكثر نظائر اللورنسيوم ثباتًا هو النظير (Lawrencium-262) وله عمر نصف يبلغ حوالي 4 ساعات، إذ يتحلل إلى نظير النوبليوم 262 من خلال عملية التقاط الإلكترون ويتحلل إلى نظير المندليفيوم 258 من خلال عملية اضمحلال ألفا أو من خلال عملية الانشطار التلقائي.
سمي العنصر على اسم لورنس وهو مخترع السيكلوترون، ولقد تم اكتشاف هذا العنصر من عناصر الانتقال 5f (سلسلة الأكتينيد) في مارس 1961 ميلادي بواسطة أ. غيورسو وتي سيكلاند وأ. لارش وآر إم لاتيمر، حيث أنه قد تمت عملية قصف لهدف من الكاليفورنيوم 3 ملغ ويتكون من خليط من النظائر ذات العدد الكتلي 249 و 250 و 251 و 252 إما بالنظير (10-B) أو بالنظير (11-B).
ولقد ارتدّت نوى التحويل المشحونة كهربائيًا بجو من الهيليوم، وقد تم جمعها على شريط ناقل نحاسي رفيع تم نقله بعد ذلك لوضع الذرات المجمعة أمام سلسلة من أجهزة الكشف عن الحالة الصلبة، ويتحلل نظير العنصر 103 الناتج بهذه الطريقة عن طريق إصدار 8.6 MeV جسيم ألفا بعمر نصف يبلغ 8 ثوانٍ.
في عام 1967 ميلادي، أبلغ فليروف وزملاؤه في مختبر دوبنا عن عدم قدرتهم على اكتشاف باعث ألفا بعمر نصف يبلغ 8 ثوانٍ تم تعيينه بواسطة مجموعة بيركلي إلى 257103، وتم تغيير هذا التخصيص إلى (258-Lr) أو (259-Lr).
في عام 1965 ميلادي عثر عمال دوبنا على نظير لورنسيوم طويل العمر وهو النظير 256 مع عمر نصف يبلغ 35 ثانية، وفي عام 1968 ميلادي استخدم ثيورسو وزملاؤه في بيركلي بضع ذرات من هذا النظير لدراسة سلوك أكسدة اللورنسيوم، وباستخدام تقنيات الاستخلاص بالمذيبات والعمل بسرعة كبيرة استخرجوا أيونات اللورنسيوم من محلول مائي مخزّن إلى مذيب عضوي واستكملوا كل عملية استخلاص في حوالي 30 ثانية.
لا يوجد اللورنسيوم بشكل طبيعي في القشرة الأرضية، ولقد تم منح الفضل في التوليف الأول لهذا العنصر في عام 1971 ميلادي بشكل مشترك لألبرت غيورسو وفريقه في جامعة كاليفورنيا في بيركلي وجورجي فليروف وفريقه في المعهد المشترك للأبحاث النووية (JINR) في دوبنا في روسيا.
لقد تم اقتراح الرمز الكيميائي للورنسيوم في الأصل كـ Lw في الجمعية العامة لـ IUPAC في عام 1963 ميلادي، وتم قبول اسم اللورنسيوم رسميًا من قبل IUPAC ولكن تم تغيير الرمز إلى Lr لأن لجنة التسمية غير العضوية قررت أن الحرف “w” يمثل مشكلة في لغات أخرى غير الإنجليزية.
ونظرًا لأنه تم إنتاج كميات صغيرة فقط من اللورنسيوم فلا توجد حاليًا أي استخدامات له خارج نطاق البحث العلمي الأساسي، واللورنسيوم هو عبارة عن عنصر كيميائي اصطناعي، وهو العضو الرابع عشر من سلسلة أكتينويد في الجدول الدوري وهو غير موجود في الطبيعة أيضا.
تم إنتاج اللورنسيوم (ربما مثل نظير Lawrencium-257) لأول مرة (1961 ميلادي) بواسطة عدة من الكيميائيين في جامعة كاليفورنيا في بيركلي عن طريق قصف مزيج من نظائر الكاليفورنيوم الأطول عمراً (العدد الذري 98) مع أيونات البورون (العدد الذري 5) المتسارع في معجل خطي للأيونات الثقيلة.
اكتشف فريق من العلماء السوفييت في المعهد المشترك للأبحاث النووية في دوبنا (1965 ميلادي) نظير اللورنسيوم 256 (نصف عمر 26 ثانية)، والذي استخدمته مجموعة بيركلي لاحقًا في دراسة مع ما يقرب من 1500 ذرة لإظهار أن اللورنسيوم يتصرف مثل العناصر الثلاثية في سلسلة الأكتينويد أكثر من النوبليوم ثنائي الموجة في الغالب (العدد الذري 102)، علما أن أطول نظير يدوم هو نظير اللورنسيوم 262 وله عمر نصف يبلغ حوالي 3.6 ساعة.
معلومات عامة عن اللورنسيوم
- اللورنسيوم هو عبارة عن ثاني عنصر من عناصر الترانسفيوم مع أكثر النظائر ثباتًا وهو النظير (262-Lr) ويمتلك عمر نصفي مقداره 216 دقيقة، كما أن البيانات الكيميائية للعنصر تكون محدودة بعدده الذري وكلا من حياته الهافية ونظائره، ويتراوح الوزن الذري لنظائره الـ 11 المعروفة من الوزن 252 إلى الوزن 262.
- الآثار الصحية للورنسيوم: لا يوجد اللورنسيوم بشكل طبيعي كما وأنه لم يتم العثور عليه حتى الآن في قشرة الأرض وهو غير مستقر لدرجة أن أي كمية تتشكل ستتحلل إلى عناصر أخرى بسرعة كبيرة، لذا فإنه لا يوجد سبب للنظر في مخاطره الصحية.
- على الرغم من وضعه في وقت متأخر من سلسلة الأكتينيدات يتصرف اللورنسيوم مثل العناصر الثلاثية التي تأتي في وقت سابق في سلسلة الأكتينيدات وبدرجة أقل مثل النوبليوم ثنائي الموجة العنصر المجاور لها.
- ومثل العناصر الاصطناعية الأخرى، وكلها غير مستقرة للغاية ولها فترات نصف عمر عابرة، لا يحدث اللورنسيوم إلا في المختبر، وحتى ذلك الحين، فإنه لا يستمر لفترة طويلة.
- مثل العديد من الأكتينويد الاصطناعية الأخرى تم إنشاء اللورنسيوم لأول مرة من قبل الفريق في مختبر لورانس بيركلي الوطني بجامعة كاليفورنيا، وبعد القيام بعدة محاولات فاشلة لتخليق هذا العنصر تم إنتاج الذرات الأولى من اللورنسيوم عن طريق قصف ثلاثة نظائر من الكاليفورنيوم بنواة البورون 10 والبورون 11 من معجل الأيونات الخطي الثقيل (HILAC).
- تم إنشاء هذا العنصر بضع ذرات في وقت واحد، وعلى الرغم من أنه لم يتمكن من العثور على عدد الذرات التي تم إنشاؤها، ووفقًا لقواعد IUPAC تم تصنيف اللورنسيوم رسميًا على أنه أكتينويد، ولكن ترتيب إلكترون التكافؤ المحتمل يشير إلى أنه معدن انتقالي.
- مع تقدم العناصر فإن اللورنسيوم ممل حقًا، إذ أنه ليس ضروريًا للحياة كما أنه غير مرئي للعين المجردة ولا يدوم طويلاً بما يكفي لمعرفة ما إذا كان معدنًا انتقاليًا أم لا، وسواء كان سمًا أو متفجرًا أو حتى ما إذا كان مفيدًا لأي شيء بعيدا عن ملء مربع صغير في الجدول الدوري، أن اللورنسيوم هو آخر عناصر الأكتينويدات.
- من المعروف حتى الآن اثنا عشر نظيرًا من نظائر اللورنسيوم، وجميع نظائره مشعة وقصيرة العمر وفي هذه المرحلة، يعتبر النظير (Lawrencium-262) النظير ذو أطول عمر نصفي تم ملاحظته وهو ما يقرب من 3.6 ساعة ولكن يُحسب أن عمر النصف لنظير اللورنسيوم 264 يبلغ تقريبًا 10 ساعات.
