103番元素でみつけた周期表のほころび; 元素周期表が書き換わる?

Discrepancy in the periodic table appears at element 103; The Periodic table of elements might be restructured

佐藤 哲也   

Sato, Tetsuya

新たに開発した表面電離法を応用した手法をもちいて、103番元素ローレンシウム(Lr)の第一イオン化エネルギー(IP)を決定することに初めて成功した。測定されたIPは4.960.08eVであり、アクチノイド中最小だった。得られた実験値は最新の相対論計算により求められた理論値4.963(15)eVとよく一致した。このことは、Lrが強い相対論効果の影響によって、電子配置[Rn]をもつことを強く示唆するものだった。本成果は、理論計算に信頼できるベンチマークを与えたのみならず、原子番号が100を超える重い元素の原子の性質を調べる新しい道を拓くこととなった。これに加え、ランタノイド末端に位置するルテチウムとアクチノイド末端のローレンシウムの、周期表上における適切な位置に関する議論の引き金となった。

The first ionization potential (IP) of element 103, lawrencium (Lr), has been successfully determined for the first time by using a newly developed method based on a surface ionization process. The measured IP value is 4.96 0.08 eV. This value is the smallest among those of actinide elements and is in excellent agreement with the value of 4.963(15) eV predicted by state-of-the-art relativistic calculations also performed in this work. Our results strongly support that the Lr atom has an electronic configuration of [Rn], which is influenced by strong relativistic effects. The present work opens the way for studies on atomic properties of heavy elements with atomic number . Moreover, the present achievement has triggered a controversy on the position of lutetium (Lu) and Lr in the Periodic Table of Elements.