Unbinílium (Ubn): a 120-as atomszámú hipotetikus elem ismertetése

Unbinílium (Ubn) — atomszám 120: ismertető a hipotetikus S-blokk elemről, szintetizálási kísérletekről és a modern kutatások kihívásairól.

Az unbinílium a periódusos rendszer egy hipotetikus (elméleti vagy elképzelt) eleme. Eka-rádium néven is ismert. Ennek az elemnek az atomszáma 120. Jelképe Ubn. Az Unbinílium név és az Ubn szimbólum ideiglenes IUPAC-név. Ez a név és szimbólum addig létezik, amíg nem születik végleges név. Várhatóan S-blokkba tartozó elem és alkáliföldfém. A periódusos rendszer nyolcadik periódusának második eleme.

Előállítási kísérletek és status quo

Ezt az elemet még nem szintetizálták (nyerték vagy fedezték fel). A GSI Helmholtz Nehézion-kutató Központ német kutatócsoportja 2011-ben kísérletet tervezett a kutatására; az általuk javasolt lehetséges izotóp a ²⁹⁹Ubn volt. A kísérlet végleges előállítást nem hozott. Később orosz (pl. JINR/Dubna), japán (pl. RIKEN) és francia (pl. GANIL) kutatócsoportok is terveztek hasonló méréseket; egyes tervek 2017–2020 környékére szóltak, de sok kísérletet technikai okok, forráshiány vagy a nagyon alacsony előállítási keresztmetszet miatt elhalasztottak vagy módosítottak.

Miért nehéz a szintetizálás?

• Alacsony előállítási keresztmetszet: a nehéz elemek létrehozására alkalmas magfúziós reakciókban a termelési valószínűség rendkívül kicsi, gyakran atomi szintű eseményekről van szó.
• Célanyagok és gerjesztett gerjesztés: ritka és nehezen előállítható aktinid célanyagokra van szükség, valamint nagy intenzitású, stabil ionnyalábokra.
• Gyors bomlás: a legtöbb, eddig megkísérelt szupernehéz izotóp nagyon rövid felezési idővel bír, ami megnehezíti a kimutatást és a kémiai vizsgálatot.
• Technikai korlátok: a detektálás, azonosítás és a kísérleti háttér korlátozza azt, hogy mely elemeket és izotópokat lehet megbízhatóan azonosítani.

Elméleti atommag- és elektronfelépítés

Az unbinílium elektronikus besorolása alapján várhatóan a periódusos rendszer s-blokkjába és a 2. csoportba tartozik, ezért a vegyértékelektron-elrendezésre általánosan az 8s2 konfigurációt jósolják (az elektronikus szerkezetre azonban erős relativisztikus hatások lehetnek hatással). A magstabilitás szempontjából a nukleonok száma (különösen a neutronszám) döntő: az úgynevezett „stabilitási sziget” körüli N ≈ 184 neutronszám jobb felezési időket adhat, így az olyan izotópok, amelyek ehhez közelebb esnek (például A ≈ 304 körül), elméletileg hosszabb életűek lehetnek. A GSI által javasolt ²⁹⁹Ubn viszont N ≈ 179 neutront tartalmaz, ami nem optimális a hosszú felezési időkhöz.

Fizikai és kémiai tulajdonságok (elméleti jóslatok)

• Oxidációs állapotok: a 2+ állapot várhatóan domináns lesz, hasonlóan az alkáliföldfémekhez, de a relativisztikus effektusok miatt az oxidációs energiák és a kémiai viselkedés eltérhet a könnyebb megfelelőktől.
• Fémes tulajdonságok: elméleti számítások szerint fémes szerkezetű lehet, de sűrűsége, olvadási pontja és más anyagtulajdonságai jelenleg nagymértékben bizonytalanok.
• Relativisztikus hatások: az erős relativisztikus korrekciók befolyásolhatják az elektronok energiáit és a kémiai viselkedést, például a 8s elektronok stabilizálódhatnak, ami szokatlan kémiai tulajdonságokhoz vezethet.
• Bomlási módok: a szupernehéz elemekre jellemzően az alfa-bomlás és a spontán hasadás (spontaneous fission) a legvalószínűbb bomlási csatornák; a pontos felezési idők izotóptól függően erősen változnak, és gyakran nagyon rövidek (mikroszekundum–másodperc tartomány).

Kémiai vizsgálat és azonosítás

Ha egy izotópot sikerül előállítani és elegendő mennyiségben megmarad, akkor a kémiai vizsgálatokkal (például gázfázisú oszlopkromatográfia, folyadékkémiai elválasztások) meg lehet próbálni meghatározni az elem kémiai viselkedését és összehasonlítani azt a periódusos rendszerbeli helye alapján várttal. A rövid bomlási idők miatt ezek a vizsgálatok rendkívül nagy kihívást jelentenek, ezért a legtöbb jelenlegi kísérlet elsősorban a bomlási láncok spektrometriás azonosítására koncentrál.

Kihívások és jövőbeli kilátások

A jelenlegi technológiával az unbinílium — az elméleti előrejelzések és a gyakorlatban tapasztalt nehézségek miatt — az egyik olyan határértéknek tekinthető, amelyhez közelíteni lehet, de amelynek elérése sok műszaki fejlesztést és új módszereket igényel. A célanyagok előállítása, a nagy intenzitású ionnyalábok, a jobb detektálási eljárások és a precíziós azonosítást segítő módszerek mind javíthatják az esélyeket. Ugyanakkor lehetséges, hogy a jelenlegi fizikai korlátok és a nagyon alacsony reakcióképesség miatt további áttörések nélkül csak néhány töredékizotópot lehet majd előállítani.

Összefoglalva: az unbinílium (Ubn, Z = 120) egy elméleti, eddig meg nem kísérletezett elem, amelyről a kutatók többféle elméleti jóslatot és néhány kísérleti próbálkozást is közzétettek. A domináns várakozás szerint s-blokkos, alkáliföldfém-szerű viselkedésű, de erős relativisztikus hatások megnehezítik a pontos előrejelzéseket, és a szintetizálása komoly kísérleti kihívásokat tartogat.

Kérdések és válaszok

K: Mi az az Unbinilium?

K: Mi az Unbinilium atomi száma?

K: Mi az Unbinílium szimbóluma?

K: Az Unbinilium ideiglenes vagy állandó név?

K: Milyen típusú elemet javasol az Unbinilium?

K: Az Unbiniliumot már felfedezték vagy szintetizálták?

K: Van-e lehetőség az Unbinilium szintézisére a jelenlegi technológiával?

Keresés betűvel