लोरेनसियम

लॉरेंसियम एक कृत्रिमरासायनिक तत्व है जिसमें प्रतीक एलआर (पूर्व में एलडब्ल्यू) और परमाणु संख्या १०३ है। इसका नाम साइक्लोट्रॉन के आविष्कारक अर्नेस्ट लॉरेंस के सम्मान में रखा गया है, एक उपकरण जिसका उपयोग कई कृत्रिम रेडियोधर्मी तत्वों की खोज के लिए किया गया था। एक रेडियोधर्मी धातु, लॉरेंसियम ग्यारहवां परायूरेनियमिकी तत्व है और एक्टिनाइड श्रृंखला का अंतिम सदस्य है। १०० से अधिक परमाणु संख्या वाले सभी तत्वों की तरह, आवेशित कणों के साथ हल्के तत्वों पर बमबारी करके केवल कण त्वरक में लॉरेंशियम का उत्पादन किया जा सकता है। लॉरेंसियम के चौदह समस्थानिक वर्तमान में ज्ञात हैं; सबसे स्थिर है २६०एलआर है जिसमें अर्ध-जीवन 11 घंटे है, लेकिन कम समय तक रहने वाले २६०एलआर (अर्ध-जीवन २.७ मिनट) रसायन विज्ञान में सबसे अधिक उपयोग किया जाता है क्योंकि इसे बड़े पैमाने पर उत्पादित किया जा सकता है।

रसायन विज्ञान के प्रयोग इस बात की पुष्टि करते हैं कि लॉरेंसियम आवर्त सारणी में ल्यूटेशियम  के लिए एक भारी होमोलॉग (रसायन विज्ञान) के रूप में व्यवहार करता है, और एक त्रिकोणीय (रसायन विज्ञान) तत्व है। इस प्रकार इसे ७वीं-अवधि की संक्रमण धातुओं में से पहली के रूप में भी वर्गीकृत किया जा सकता है: यद्यपि, इसका इलेक्ट्रॉन विन्यास आवर्त सारणी में अपनी स्थिति के लिए विषम है, जिसमें एक परमाणु कक्षीय है।एस के बजाय २पी समाकृतिएस होमोलोग ल्यूटेटियम का २डी विन्यास। इसका मतलब यह है कि लॉरेंसियम आवर्त सारणी में अपनी स्थिति के लिए अपेक्षा से अधिक अस्थिरता (रसायन विज्ञान) हो सकता है और इसमें सीसे की तुलना में अस्थिरता हो सकती है।

१९५०, १९६० और १९७० के दशक में, सोवियत संघ और संयुक्त राज्य अमेरिका में प्रयोगशालाओं से अलग-अलग गुणवत्ता के लॉरेंसियम के संश्लेषण के कई दावे किए गए थे। खोज की प्राथमिकता और इसलिए तत्व का नाम सोवियत और अमेरिकी वैज्ञानिकों के बीच विवादित था, और जबकि शुद्ध और व्यावहारिक रसायन के अंतर्राष्ट्रीय संघ (आईयूपीएसी) ने शुरू में तत्व के लिए आधिकारिक नाम के रूप में लॉरेंशियम की स्थापना की और अमेरिकी दल को खोज का श्रेय दिया,इसका पुनर्मूल्यांकन १९९७ में किया गया, जिससे दोनों दलो ने खोज के लिए साझा श्रेय दिया लेकिन तत्व के नाम को नहीं बदला।

इतिहास
१९५८ में, लॉरेंस बर्कले राष्ट्रीय प्रयोगशाला  के वैज्ञानिकों ने तत्व १०२ की खोज का दावा किया, जिसे अब  नोबेलियम कहा जाता है। साथ ही, उन्होंने भूयाति-१४ आयनों के साथ प्रयोग किए जाने वाले एक ही  क्यूरियम लक्ष्य पर बमबारी करके तत्व १०३ को संश्लेषित करने का भी प्रयास किया। अठारह ट्रैक नोट किया गया था, जिसमें क्षय ऊर्जा लगभग  $9 एमवी$ और आधा जीवन  ०.२५ सेकंड के आसपास था; बर्कले दल ने नोट किया कि यद्यपि इसका कारण तत्व १०३ के समस्थानिक का उत्पादन हो सकता है, अन्य संभावनाओं से अस्वीकार नहीं किया जा सकता है। जबकि डेटा यथोचित रूप से २५७एलआर (अल्फा क्षय ऊर्जा ८.८७ एमईवी, अर्ध-जीवन ०.६ एस) के लिए बाद में खोजे गए से सहमत है, इस प्रयोग में प्राप्त साक्ष्य निर्णायक रूप से तत्व १०३ के संश्लेषण को प्रदर्शित करने के लिए आवश्यक शक्ति से बहुत कम थे। अनुवर्ती कार्रवाई इस पर प्रयोग नहीं किया गया, क्योंकि लक्ष्य नष्ट हो गया था।  बाद में, १९६० में, लॉरेंस बर्कले प्रयोगशाला ने बमबारी करके तत्व को संश्लेषित करने का प्रयास किया २५२कलिफ़ोरनियम के साथ १०बी और ११बी. इस प्रयोग के परिणाम निर्णायक नहीं थे।

तत्व १०३ पर पहला महत्वपूर्ण कार्य 14 फरवरी, 1961 को अल्बर्ट घियोर्सो, टोरबजोर्न सिक्कलैंड, एलमोन लार्श, रॉबर्ट एम. लैटिमर और उनके सहकर्मियों की परमाणु भौतिकी दल द्वारा बर्कले में किया गया था। लॉरेंशियम के पहले परमाणुओं को भारी आयन रैखिक त्वरक (एचआईएलएसी) से बोरॉन -१० और बोरॉन -११ परमाणु नाभिक के साथ तीन मिलीग्राम लक्ष्य पर बमबारी करके कथित तौर पर बनाया गया था। बर्कले दल ने बताया कि समस्थानिक २५७१०३ का पता इस तरीके से लगाया गया था, और यह ८.६ MeV अल्फ़ा कण का उत्सर्जन करके क्षय हो गया था जिसका आधा जीवन $8 एस$. बाद में इस पहचान को सुधारा गया २५८१०३, जैसा कि बाद के काम ने साबित किया २५७एलआर में गुणों का पता नहीं चला, लेकिन २५८एलआर ने किया। इसे उस समय तत्व १०३ के संश्लेषण का ठोस प्रमाण माना जाता था: जबकि द्रव्यमान समनुदेशन कम निश्चित था और गलत साबित हुआ, इसने तत्व १०३ के संश्लेषण के पक्ष में तर्कों को प्रभावित नहीं किया। अप्रैल (तब सोवियत संघ में) में परमाणु अनुसंधान के संयुक्त संस्थान के वैज्ञानिकों ने कई आलोचनाएँ कीं: एक को छोड़कर सभी का पर्याप्त उत्तर दिया गया। अपवाद वह था कि लक्ष्य में २५२सीएफ़ सबसे आम समस्थानिक था और १०बी, के साथ प्रतिक्रियाओं में २५८एलआर केवल चार न्यूट्रॉन का उत्सर्जित करके किया जा सकता था, और तीन न्यूट्रॉन के उत्सर्जन की संभावना चार या पांच के उत्सर्जन की तुलना में बहुत कम होने की उम्मीद थी। यह एक संकीर्ण उपज वक्र की ओर ले जाएगा, न कि बर्कले दल द्वारा रिपोर्ट की गई व्यापक। एक संभावित व्याख्या यह थी कि तत्व १०३ के कारण घटनाओं की संख्या कम थी। तत्व १०३ की निर्विवाद खोज के लिए यह एक महत्वपूर्ण मध्यवर्ती कदम था, हालांकि साक्ष्य पूरी तरह से आश्वस्त करने वाला नहीं था। साइक्लोट्रॉन के आविष्कारक अर्नेस्ट लॉरेंस के बाद, बर्कले दल ने प्रतीक एलडब्ल्यू के साथ लॉरेंसियम नाम प्रस्तावित किया। अकार्बनिक रसायन विज्ञान के नामकरण पर आईयूपीएसी आयोग ने नाम स्वीकार कर लिया, लेकिन प्रतीक को एलआर में बदल दिया। खोज की इस स्वीकृति को बाद में डबना दल द्वारा जल्दबाजी के रूप में वर्णित किया गया।


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तत्व १०३ पर डबना में पहला काम १९६५ में आया, जब उन्होंने १९७० में आया, जब उन्होंने २४३एम पर १८ऑक्सीजन के साथ बमबारी करके २५६१०३ बनाने की सूचना दी, इसके क्षय उत्पाद फेर्मियम -२५२ से अप्रत्यक्ष रूप से इसकी पहचान की। उनके द्वारा बताया गया आधा जीवन कुछ हद तक बहुत अधिक था, संभवतः पृष्ठभूमि की घटनाओं के कारण। बाद में उसी प्रतिक्रिया पर 1967 के कार्य ने 8.35–8.50 MeV और 8.50–8.60 MeV की रेंज में दो क्षय ऊर्जाओं की पहचान की: इन्हें सौंपा गया था 256103 और 257103. बार-बार के प्रयासों के बावजूद, वे 8 सेकंड के आधे जीवन के साथ एक अल्फा उत्सर्जक के असाइनमेंट की पुष्टि करने में असमर्थ थे 257103. रूसियों ने 1967 में नए तत्व के लिए रदरफोर्डियम नाम प्रस्तावित किया: यह नाम बाद में बर्कले द्वारा रदरफोर्डियम के लिए प्रस्तावित किया गया था।
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1969 में डबना में और 1970 में बर्कले में आगे के प्रयोगों ने नए तत्व के लिए एक एक्टिनाइड रसायन का प्रदर्शन किया; इसलिए 1970 तक यह ज्ञात हो गया था कि तत्व 103 अंतिम एक्टिनाइड है। 1970 में, डबना समूह ने के संश्लेषण की सूचना दी 255103 अर्ध-जीवन 20 s और अल्फ़ा क्षय ऊर्जा 8.38 MeV के साथ। हालांकि, यह 1971 तक नहीं था, जब बर्कले में कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय में परमाणु भौतिकी दल ने 255 से 260 द्रव्यमान संख्या वाले लॉरेन्शियम समस्थानिकों के परमाणु क्षय गुणों को मापने के उद्देश्य से प्रयोगों की एक पूरी श्रृंखला सफलतापूर्वक की थी। कि बर्कले और डबना के पिछले सभी परिणामों की पुष्टि की गई थी, इसके अलावा बर्कले के समूह ने अपने पहले उत्पादित समस्थानिक के प्रारंभिक गलत असाइनमेंट को 257103 शायद सही के बजाय 258103. 1976 और 1977 में सभी अंतिम संदेह दूर हो गए जब एक्स-रे की ऊर्जा से उत्सर्जित हुई 258103 मापा गया।

1971 में, IUPAC ने लॉरेंस बर्कले प्रयोगशाला को लॉरेंसियम की खोज की अनुमति दी, भले ही उनके पास तत्व के अस्तित्व के लिए आदर्श डेटा नहीं था। लेकिन 1992 में, IUPAC ट्रांसमियम वर्किंग ग्रुप (TWG) ने डबना और बर्कले में परमाणु भौतिकी दलो को लॉरेंसियम के सह-खोजकर्ता के रूप में आधिकारिक रूप से मान्यता दी, यह निष्कर्ष निकाला कि 1961 के बर्कले प्रयोग लॉरेंसियम की खोज के लिए एक महत्वपूर्ण कदम थे, लेकिन वे अभी तक पूरी तरह से आश्वस्त नहीं थे। ; और जबकि 1965, 1968, और 1970 डबना प्रयोग एक साथ लिए गए विश्वास के आवश्यक स्तर के बहुत करीब आ गए, केवल 1971 के बर्कले प्रयोग, जिन्होंने पिछले अवलोकनों को स्पष्ट और पुष्टि की, अंततः तत्व 103 की खोज में पूर्ण विश्वास का परिणाम हुआ। क्योंकि इस समय तक लॉरेंसियम नाम लंबे समय से उपयोग में था, इसे IUPAC द्वारा बनाए रखा गया था, और अगस्त 1997 में, इंटरनेशनल यूनियन ऑफ प्योर एंड एप्लाइड केमिस्ट्री (IUPAC) ने जिनेवा में एक बैठक के दौरान लॉरेंसियम नाम और प्रतीक एलआर की पुष्टि की।

भौतिक
लॉरेंसियम अंतिम एक्टिनाइड है। इस विषय पर विचार करने वाले लेखक आम तौर पर इसे स्कैंडियम, yttrium और ल्यूटेटियम के साथ समूह 3 तत्व मानते हैं, क्योंकि इसके भरे हुए एफ-शेल से यह उम्मीद की जाती है कि यह अन्य अवधि 7 तत्व | 7वीं-अवधि संक्रमण धातुओं के समान होगा। आवर्त सारणी में, यह एक्टिनाइड नोबेलियम के दाईं ओर, 6d संक्रमण धातु रदरफोर्डियम के बाईं ओर, और लैंथेनाइड ल्यूटेटियम के नीचे है जिसके साथ यह कई भौतिक और रासायनिक गुणों को साझा करता है। लॉरेंशियम सामान्य परिस्थितियों में एक ठोस होने की उम्मीद है और एक हेक्सागोनल क्लोज-पैक क्रिस्टल संरचना है (सी/a= 1.58), इसके लाइटर कोजेनर (रसायन विज्ञान) लुटेटियम के समान, हालांकि यह अभी तक प्रयोगात्मक रूप से ज्ञात नहीं है। लॉरेंसियम के उर्ध्वपातन (चरण संक्रमण) की तापीय धारिता  का अनुमान 352 kJ/mol है, जो ल्यूटेशियम के मूल्य के करीब है और दृढ़ता से सुझाव देता है कि धात्विक लॉरेंशियम तीन इलेक्ट्रॉनों के साथ त्रिसंयोजक है, इलेक्ट्रॉनों को डेलोकलाइज़ किया गया है, एक भविष्यवाणी भी मूल्यों के एक व्यवस्थित एक्सट्रपलेशन द्वारा समर्थित है। लॉरेन्शियम के वाष्पीकरण की ऊष्मा, थोक मापांक, और पड़ोसी तत्वों का परमाणु आयतन: यह इसे तुरंत बाद के एक्टिनाइड्स के विपरीत बनाता है जो कि (फर्मियम और मेंडेलीवियम) के रूप में जाने जाते हैं या (नोबेलियम) द्विसंयोजक होने की उम्मीद है। वाष्पीकरण की अनुमानित तापीय धारिता दर्शाती है कि लॉरेन्शियम उत्तरवर्ती एक्टिनाइड्स की प्रवृत्ति से विचलित होता है और इसके बजाय बाद के 6d तत्वों रदरफोर्डियम और डब्नियम की प्रवृत्ति से मेल खाता है,  समूह 3 तत्व के रूप में लॉरेंसियम की व्याख्या के अनुरूप। कुछ वैज्ञानिक एक्टिनाइड्स को नोबेलियम से समाप्त करना पसंद करते हैं और लॉरेंसियम को सातवीं अवधि की पहली संक्रमण धातु मानते हैं। विशेष रूप से, लॉरेंशियम एक त्रिसंयोजक, चांदी की धातु होने की उम्मीद है, हवा, भाप और अम्ल  द्वारा आसानी से  रिडॉक्स, और लुटेटियम के समान परमाणु आयतन और 171  पीकोमीटर  का त्रिसंयोजी धात्विक त्रिज्या है। यह लगभग 14.4 g/cm के घनत्व के साथ अपेक्षाकृत भारी धातु होने की उम्मीद है 3। लगभग 1900 केल्विन (1627 सेल्सियस|डिग्री सेल्सियस) का गलनांक होने का भी अनुमान लगाया गया है, जो लुटेटियम (1925 के) के मान से बहुत दूर नहीं है।

रासायनिक
1949 में, ग्लेन टी. सीबॉर्ग, जिन्होंने एक्टिनाइड अवधारणा को तैयार किया, ने भविष्यवाणी की कि तत्व 103 (लॉरेंशियम) अंतिम एक्टिनाइड होना चाहिए और कि Lr(3+) आयन लगभग उतना ही स्थिर होना चाहिए Lu(3+) जलीय घोल में। यह दशकों बाद तक नहीं था कि तत्व 103 को अंततः निर्णायक रूप से संश्लेषित किया गया था और इस भविष्यवाणी की प्रयोगात्मक रूप से पुष्टि की गई थी। तत्व पर 1969 के अध्ययन से पता चला है कि लॉरेंसियम क्लोरीन के साथ प्रतिक्रिया करके एक उत्पाद बनाता है जो ट्राइक्लोराइड होने की सबसे अधिक संभावना थी, LrCl3. इसकी अस्थिरता (रसायन विज्ञान) क्यूरियम, फर्मियम और नोबेलियम के क्लोराइड के समान पाई गई और रदरफोर्डियम क्लोराइड की तुलना में बहुत कम पाई गई। 1970 में, के 1500 परमाणुओं पर रासायनिक अध्ययन किए गए 256Lr, इसकी तुलना डाइवेलेंट (नोबेलियम, बेरियम, रेडियम), ट्रिवेलेंट (फ़र्मियम, कैलिफ़ोर्नियम, क्यूरियम, एमरिकियम, जंगी ) और टेट्रावेलेंट (थोरियम, प्लूटोनियम) तत्वों से करते हैं। यह पाया गया कि लॉरेंसियम निष्कर्षण (रसायन विज्ञान) त्रिसंयोजक आयनों के साथ, लेकिन कम आधा जीवन 256Lr ने इस बात की पुष्टि नहीं की कि यह आगे निकल रहा है Md(3+) रेफरेंस सीक्वेंस में। लॉरेंसियम त्रिसंयोजक के रूप में होता है Lr(3+) जलीय घोल में आयन और इसलिए इसके यौगिक अन्य त्रिसंयोजक एक्टिनाइड्स के समान होने चाहिए: उदाहरण के लिए, लॉरेंसियम (III) फ्लोराइड (LrF3) और हीड्राकसीड (Lr(OH)3) दोनों पानी में अघुलनशील होना चाहिए। लैंथेनाइड संकुचन के कारण, आयनिक त्रिज्या Lr(3+) से छोटा होना चाहिए Md(3+), और इसे आगे बढ़ना चाहिए Md(3+) जब अमोनियम α-हाइड्रॉक्सीआइसोब्यूटाइरेट (अमोनियम α-HIB) का उपयोग एल्युएंट के रूप में किया जाता है। बाद में 1987 में लंबे समय तक रहने वाले समस्थानिक पर प्रयोग 260Lr ने लॉरेन्शियम की त्रिसंयोजकता की पुष्टि की और कहा कि यह मोटे तौर पर एर्बियम के समान ही स्थान पर प्रस्फुटित हुआ, और पाया कि लॉरेन्शियम की आयनिक त्रिज्या थी $88.6 pm$, आवधिक प्रवृत्तियों से साधारण एक्सट्रपलेशन से अपेक्षा से बड़ा होगा। बाद में अधिक लॉरेंसियम परमाणुओं के साथ 1988 के प्रयोगों ने इसे परिष्कृत किया $88.1 pm$ और के जलयोजन मान की एन्थैल्पी की गणना की $−3685 kJ/mol$. यह भी पाया गया कि एक्टिनाइड्स के अंत में एक्टिनाइड संकुचन समान लैंथेनाइड संकुचन से बड़ा था, अंतिम एक्टिनाइड, लॉरेंसियम के अपवाद के साथ: इसका कारण सापेक्ष प्रभाव होने का अनुमान लगाया गया था।

यह अनुमान लगाया गया है कि 7s इलेक्ट्रान आपेक्षिक रूप से स्थिर हैं, इसलिए घटती परिस्थितियों में, केवल 7p1/2 इलेक्ट्रॉन को आयनित किया जाएगा, जिससे मोनोवैलेंट बन जाएगा Lr(+) आयन। यद्यपि, सभी प्रयोग कम करने के लिए Lr(3+) को Lr(2+) या Lr(+) जलीय घोल में असफल रहे, इसी तरह लुटेटियम। इसके आधार पर, E°( का मानक इलेक्ट्रोड विभव)Lr(3+) → Lr(+)) कपल की गणना -1.56  वाल्ट से कम की गई थी, जो दर्शाता है कि का अस्तित्व Lr(+) जलीय घोल में आयनों की संभावना नहीं थी। ई डिग्री के लिए ऊपरी सीमा (Lr(3+) → Lr(2+)) युगल का अनुमान −0.44 V था: E°(Lr(3+) → Lr) और ई डिग्री (Lr(4+) → Lr(3+)) -2.06 V और +7.9 V होने का अनुमान लगाया गया है। 6d संक्रमण श्रेणी में समूह ऑक्सीकरण अवस्था की स्थिरता रदरफोर्डियम के रूप में घट जाती हैIV > dubniumवी > सीबोर्गियमVI, और लॉरेंसियम एलआर के साथ चलन जारी रखता हैIII Rf से अधिक स्थिर होना चतुर्थ । अणु लॉरेंसियम डाइहाइड्राइड में (LrH2), जिसकी आण्विक ज्यामिति को मोड़ने की भविष्यवाणी की गई है, लॉरेंसियम के 6d कक्षीय से बंधन में भूमिका निभाने की उम्मीद नहीं है,  लेण्टेनियुम डाइहाइड्राइड  के विपरीत (LaH2). LaH2 की La-H बॉन्ड दूरी 2.158 Å है, जबकि LrH2 में बंधन में शामिल 7s और 7p ऑर्बिटल्स के सापेक्षिक संकुचन और स्थिरीकरण के कारण 2.042 Å की एलआर-H बॉन्ड दूरी कम होनी चाहिए, जो कोर-जैसे 5f सबशेल और ज्यादातर असंबद्ध 6d सबशेल के विपरीत है। सामान्य तौर पर, आणविक LrH2 और LrH से संबंधित थालियम  प्रजातियों (थैलियम में 6s26p1 गैस चरण में संयोजी विन्यास, लॉरेन्शियम के 7s की तरह27p1) संबंधित लैंथेनाइड प्रजातियों से अधिक है। का इलेक्ट्रॉन विन्यास Lr(+) और Lr(2+) 7 होने की उम्मीद है2 और 7s1 क्रमशः। हालांकि, उन प्रजातियों में जहां लॉरेंसियम के तीनों संयोजी इलेक्ट्रॉनों को कम से कम औपचारिक रूप से देने के लिए आयनित किया जाता है Lr(3+) कटियन, लॉरेंसियम से एक विशिष्ट एक्टिनाइड और ल्यूटेटियम के भारी कोजेनर की तरह व्यवहार करने की अपेक्षा की जाती है, विशेष रूप से क्योंकि लॉरेंसियम की पहली तीन आयनीकरण क्षमताएं ल्यूटेटियम के समान होने की भविष्यवाणी की जाती हैं। इसलिए, थैलियम के विपरीत लेकिन लुटेटियम की तरह, लॉरेंसियम बनाना पसंद करेंगे LrH3 LrH की तुलना में, और Lrधातु कार्बोनिल अज्ञात LuCO के समान होने की उम्मीद है, दोनों धातुओं में संयोजी विन्यास σ है2प 1 उनके मोनोकार्बोनिल्स में। pπ-dπ बांड में देखे जाने की उम्मीद है LrCl3 जैसा कि इसके लिए है LuCl3 और अधिक आम तौर पर सभी LnCl3. जटिल आयन [Lr(C5H4SiMe3)3](−) के 6d कॉन्फ़िगरेशन के साथ स्थिर होने की उम्मीद है1 लॉरेंसियम के लिए; यह 6d कक्षीय HOMO/LUMO होगा। यह समान ल्यूटेटियम यौगिक की इलेक्ट्रॉनिक संरचना के अनुरूप है।

परमाणु
लॉरेंसियम में तीन रासायनिक संयोजन इलेक्ट्रॉन  होते हैं: 5f इलेक्ट्रॉन परमाणु कोर में होते हैं। 1970 में, यह भविष्यवाणी की गई थी कि लॉरेन्शियम का जमीनी अवस्था इलेक्ट्रॉन विन्यास [Rn]5f था146डी17s2 (जमीनी स्थिति शब्द प्रतीक 2डी3/2), ऑफबाऊ सिद्धांत के अनुसार और [Xe]4f के अनुरूप145डी1श.एस.एस 2 लॉरेंसियम के लाइटर होमोलॉग ल्यूटेटियम का विन्यास। लेकिन अगले साल, गणना प्रकाशित की गई जिसने इस भविष्यवाणी पर सवाल उठाया, इसके बजाय एक विषम [आरएन]5f की अपेक्षा की147s27p1 कॉन्फ़िगरेशन। हालांकि शुरुआती गणनाओं ने परस्पर विरोधी परिणाम दिए, अधिक हाल के अध्ययन और गणना एस की पुष्टि करते हैं2पी सुझाव।  1974 सापेक्षवादी क्वांटम रसायन विज्ञान की गणना ने निष्कर्ष निकाला कि दो विन्यासों के बीच ऊर्जा अंतर छोटा था और यह अनिश्चित था जो जमीनी स्थिति थी। बाद में 1995 की गणना ने निष्कर्ष निकाला कि एस2p विन्यास ऊर्जावान रूप से अनुकूल होना चाहिए, क्योंकि गोलाकार s और p1/2 परमाणु कक्षीय परमाणु नाभिक के सबसे निकट होते हैं और इस प्रकार इतनी तेजी से आगे बढ़ते हैं कि उनका सापेक्षिक द्रव्यमान काफी बढ़ जाता है।

1988 में, आयशर के नेतृत्व में वैज्ञानिकों के एक दल ने गणना की कि धातु स्रोतों पर लॉरेंसियम की सोखने की एन्थैल्पी इसके इलेक्ट्रॉन विन्यास के आधार पर पर्याप्त रूप से भिन्न होगी कि लॉरेंसियम के इलेक्ट्रॉन विन्यास को मापने के लिए इस तथ्य का फायदा उठाने के लिए प्रयोग करना संभव होगा। एस2पी विन्यास एस की तुलना में अधिक अस्थिरता (रसायन विज्ञान) होने की उम्मीद थी2डी कॉन्फ़िगरेशन, और पी-ब्लॉक एलिमेंट लीड के समान होना चाहिए। लॉरेंसियम के अस्थिर होने का कोई सबूत प्राप्त नहीं हुआ था और क्वार्ट्ज या प्लैटिनम  पर लॉरेंसियम के सोखने की एन्थैल्पी की निचली सीमा एस के लिए अनुमानित मूल्य से काफी अधिक थी।2p कॉन्फ़िगरेशन।

2015 में, समस्थानिक का उपयोग करके लॉरेंसियम की पहली आयनीकरण ऊर्जा को मापा गया था 256एलआर. मापा मूल्य, 4.96$+0.08 −0.07$ eV, 4.963(15) eV की सापेक्षवादी सैद्धांतिक भविष्यवाणी से बहुत अच्छी तरह से सहमत हुए, और ट्रांसएक्टिनाइड्स की पहली आयनीकरण ऊर्जा को मापने में पहला कदम भी प्रदान किया। यह मान सभी लैंथेनाइड्स और एक्टिनाइड्स में सबसे कम है, और एस का समर्थन करता है7p के रूप में 2p कॉन्फ़िगरेशन1/2 इलेक्ट्रॉन के केवल कमजोर रूप से बंधे होने की उम्मीद है। जैसा कि एफ-ब्लॉक में आम तौर पर आयनीकरण ऊर्जा बाएं से दाएं बढ़ती है, यह कम मूल्य बताता है कि ल्यूटेशियम और लॉरेंशियम डी-ब्लॉक (जिसकी प्रवृत्ति वे अनुसरण करते हैं) में हैं और एफ-ब्लॉक नहीं हैं। यह उन्हें लेण्टेनियुम  और एक्टिनियम के बजाय स्कैंडियम और येट्रियम के भारी जन्मदाता बना देगा। हालांकि कुछ क्षार धातु जैसे व्यवहार की भविष्यवाणी की गई है, सोखने के प्रयोगों से पता चलता है कि लॉरेंसियम स्कैंडियम और येट्रियम की तरह त्रिसंयोजक है, क्षार धातुओं की तरह मोनोवैलेंट नहीं। प्रयोगात्मक रूप से 2021 में लॉरेंसियम की दूसरी आयनीकरण ऊर्जा (>13.3 eV) की निचली सीमा पाई गई थी। भले ही एस2p को अब लॉरेंसियम परमाणु, ds के जमीनी अवस्था विन्यास के रूप में जाना जाता है2 एक निम्न-स्तरीय उत्तेजित-राज्य कॉन्फ़िगरेशन होना चाहिए, जिसमें विभिन्न प्रकार से 0.156 eV, 0.165 eV, या 0.626 eV के रूप में गणना की गई उत्तेजना ऊर्जा हो। इस तरह के लॉरेंसियम को अभी भी एक डी-ब्लॉक तत्व माना जा सकता है, यद्यपि एक विषम इलेक्ट्रॉन विन्यास (जैसे क्रोमियम या तांबे) के साथ, क्योंकि इसका रासायनिक व्यवहार ल्यूटेटियम के भारी एनालॉग के लिए अपेक्षाओं से मेल खाता है।

समस्थानिक
लॉरेंसियम के चौदह समस्थानिक ज्ञात हैं, जिनका द्रव्यमान संख्या 251-262, 264 और 266 है; सभी रेडियोधर्मी हैं। सात परमाणु आइसोमर्स ज्ञात हैं। सबसे लंबे समय तक रहने वाला समस्थानिक, 266Lr, का आधा जीवन लगभग दस घंटे का होता है और यह अब तक ज्ञात सबसे लंबे समय तक रहने वाले अतिभारी तत्व समस्थानिकों में से एक है। हालांकि, कम-जीवित समस्थानिक आमतौर पर रासायनिक प्रयोगों में उपयोग किए जाते हैं क्योंकि 266Lr वर्तमान में केवल भारी और कठिन बनाने वाले तत्वों के अंतिम क्षय उत्पाद के रूप में उत्पादित किया जा सकता है: इसे 2014 में क्षय श्रृंखला में खोजा गया था 294tennessine  256Lr (अर्ध-जीवन 27 सेकंड) का उपयोग लॉरेंसियम पर पहले रासायनिक अध्ययन में किया गया था: वर्तमान में, दीर्घजीवी 260Lr (अर्ध-जीवन 2.7 मिनट) आमतौर पर इस उद्देश्य के लिए उपयोग किया जाता है। बाद 266Lr, सबसे लंबे समय तक रहने वाले समस्थानिक हैं 264एलआर ($4.8 h$), 262एलआर (3.6 घंटे), और 261एलआर (44 मिनट)।  अन्य सभी ज्ञात लॉरेन्शियम समस्थानिकों की अर्ध-आयु 5 मिनट से कम होती है, और उनमें से सबसे कम आयु वाले (251Lr) की हाफ-लाइफ 24.4 मिलीसेकंड है।  लॉरेन्शियम समस्थानिकों का अर्ध-आयु अधिकांशतः सुचारू रूप से बढ़ता है 251लारे से 266Lr, से एक डुबकी के साथ 257लारे से 259एलआर.

तैयारी और शुद्धि
लॉरेन्शियम के अधिकांश समस्थानिक हल्के आयनों (बोरॉन से नियॉन तक) के साथ एक्टिनाइड (अमरीकी से आइंस्टिनियम) लक्ष्य पर बमबारी करके उत्पादित किए जा सकते हैं। दो सबसे महत्वपूर्ण समस्थानिक, 256एलआर और 260Lr, क्रमशः कैलिफ़ोर्नियम-249 पर 70 MeV बोरॉन-11 आयनों (लॉरेंशियम-256 और चार न्यूट्रॉन का उत्पादन) पर बमबारी करके और ऑक्सीजन-18 के साथ बर्कीलियम -249 पर बमबारी करके (लॉरेनशियम-260, एक अल्फा उत्पन्न करके) उत्पादित किया जा सकता है कण, और तीन न्यूट्रॉन)। दो सबसे भारी और सबसे लंबे समय तक रहने वाले ज्ञात समस्थानिक, 264एलआर और 266Lr, डब्नियम के क्षय उत्पादों के रूप में बहुत कम पैदावार पर ही उत्पादित किया जा सकता है, जिसके पूर्वज मोस्कोवियम और टेनेसाइन के समस्थानिक हैं।

दोनों 256एलआर और 260Lr की आधी आयु इतनी कम है कि पूरी रासायनिक शुद्धिकरण प्रक्रिया संभव नहीं हो पाती। के साथ प्रारंभिक प्रयोग 256Lr इसलिए तेजी से सॉल्वेंट एक्सट्रैक्शन का इस्तेमाल किया, मिथाइल आइसोबुटिल कीटोन (MIBK) में घुलने वाले chelating एजेंट thenoyltrifluoroacetone (TTA) के साथ कार्बनिक चरण के रूप में, और जलीय चरण के साथ बफर एसीटेट समाधान। अलग-अलग चार्ज (+2, +3, या +4) के आयन फिर अलग-अलग पीएच रेंज के तहत कार्बनिक चरण में निकाले जाएंगे, लेकिन यह विधि त्रिसंयोजक एक्टिनाइड्स को अलग नहीं करेगी और इस प्रकार 256Lr की पहचान इसके उत्सर्जित 8.24 MeV अल्फ़ा कणों द्वारा की जानी चाहिए। अधिक हाल के तरीकों ने लंबे समय तक रहने वाले समस्थानिक को अलग करने के लिए पर्याप्त समय में α-HIB के साथ तेजी से चयनात्मक क्षालन की अनुमति दी है 260Lr, जिसे 0.05 M हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ कैचर फ़ॉइल से हटाया जा सकता है।

बाहरी संबंध

 * Los Alamos National Laboratory's Chemistry Division: Periodic Table – Lawrencium
 * Lawrencium at The Periodic Table of Videos (University of Nottingham)
 * Lawrencium at The Periodic Table of Videos (University of Nottingham)