Unbinils (Ubn) — hipotētisks 120. elements: īpašības un sintezēšana

Uzzini par Unbinilu (Ubn) — hipotētisko 120. elementu: īpašības, paredzamā sārmu zemes metālu daba un izaicinājumi tā sintezēšanā un atklāšanā.

Unbinils ir hipotētisks (teorētisks vai iedomāts) periodiskās sistēmas elements ar atomskaitu 120. To pagaidām apzīmē ar simbolu Ubn. Nosaukums Unbinilijs un simbols Ubn ir pagaidu IUPAC nosaukumi; tie saglabāsies līdz brīdim, kad starptautiski tiks apstiprināts pastāvīgs nosaukums. Paredzams, ka tas piederēs S bloka elements un būs sārmu zemes metāls, proti — ķīmiskais homoloģs raduju grupai. Tas ir otrs elements periodiskās sistēmas astotajā periodā.

Ķīmiskās un fiziskās īpašības (paredzējumi)

Jo īpaši, ņemot vērā lielo elektronu skaitu un spēcīgās relativistiskās ietekmes, Unbinila īpašības ir tikai teorētiski aprēķinātas un var atšķirties no vienkāršas homologu prognozes. Paredzams:

• Elektroniskā struktūra: sagaidāms, ka pamata stāvoklī Ubn elektroniskā konfigurācija būs tuva s-blokam (divas 8s elektronu vietas), taču precīza konfigurācija un orbītu enerģijas var stipri ietekmēt relativistiskie efekti.
• Oxidācijas stāvokļi: visticamāk dominēs +2 oksidācijas stāvoklis (kā sārmu zemju metāliem), tomēr relativistisko efektu dēļ var mainīties elektroniskā pieejamība un iespējamas nestandarta vērtības.
• Fizikālās īpašības: sagaidāms, ka elements būs ļoti smags un blīvs; metāliskais raksturs un zema 1. ionizācijas enerģija ir gaidāms, taču precīzas vērtības ir teorētiskas un apgūtas ar kvantķīmijas aprēķiniem.
• Relativistiskās ietekmes: ļoti spēcīgas — tās var izraisīt s-orbītu kontrakciju un d-/f-orbītu enerģiju pārbīdīšanos, kas savukārt ietekmē ķīmiju un oksidācijas spējas.

Stabilitāte un izotopi

Vēl nav konstatēti stabilie izotopi; visi paredzamie Ubn izotopi būtu radioaktīvi ar ļoti īsu pusperiodu. Teorētiskās prognozes liecina, ka izotopi tuvāk «stabilitātes salai» (piem., ar neitronu skaitu ap N = 184) varētu būt relatīvi ilgdzīvotspējīgāki, tādēļ izotops apmēram ar masu ~304 (120+184) būtu īpaši interesants. Praktiski ražojamie izotopi (piem., ar mazāk neitroniem) varētu sadalīties ļoti ātri ar alfa izmešanu vai spontāno fisionēšanos; paredzamie laika mērogi svārstās no mikrosekundēm līdz iespējamiem sekunžu un ilgākiem laika periodiem atkarībā no konkrētā izotopa un teorētiskajiem modeļiem.

Sintezēšana — metode un izaicinājumi

Elementa sintezēšanai izmanto smago jonu saplūšanu (heavy-ion fusion) — ātrgaitas jonizētu staru triecienus pret mērķa aktinīda atomiem. Praktiskie izaicinājumi ir ļoti lieli:

• Ļoti mazas ražošanas drošības krustsadaļas: var būt ārkārtīgi zemas, kas nozīmē, ka nepieciešami gari eksperimentu laiki un liela staru plūsma.
• Mērķmateriālu pieejamība: vajadzīgie aktinīdu mērķi (piem., smagie transurāni) ir reti un grūti iegūstami, kā arī tie ātri degradējas staru bombardēšanas laikā.
• Detekcija: vienīgā iespējamā sintezēšanas apstiprināšana ir, novērojot radioaktīvus sadalījumus (alfa ķēdes, fisionēšanās) un sasaistot tos ar pazīstamām atvases kodolvielām; šī metode prasa augstu enerģijas, laika un statistikas precizitāti.

Eksperimenti un mēģinājumi

Līdz šim elementi ar Z = 120 nav apstiprināti. 2011. gadā vācu pētnieku grupa no GSI Helmholca smago jonu pētniecības centra veica mēģinājumus ražot iespējamo izotopu, minot ²⁹⁹Ubn kā vienu no mērķiem, taču rezultāti nebija pietiekami pārliecinoši, lai apgalvotu atklāšanu. Kopš tā laika dažādu valstu institūti—tostarp komandas no Krievijas (JINR, Dubna), Japānas (piem., RIKEN) un Francijas—plānoja vai veica eksperimentus laikā ap 2017.–2020. gadiem, taču elementa sintezēšana izrādījās īpaši sarežģīta. Eksperimenti liecina, ka astotā perioda elementi ir grūti izveidojami un ka, iespējams, nebīnijs būs viens no pēdējiem elementiem, kuru varēs iegūt, izmantojot pašreizējās tehnoloģijas un mērķmateriālu iespējas.

Nosaukums un nomenklatūra

Saskaņā ar IUPAC pagaidu nomenklatūru elementiem, kuri nav apstiprināti vai nav saņēmuši oficiālu nosaukumu, piešķir sistemātiskus latviskotus/latīniski veidotus pagaidu nosaukumus. Tādēļ 120. elementam dots pagaidu nosaukums Unbinilijs (angļu valodā — unbinilium) ar simbolu Ubn; gala vārds tiks izvēlēts un ieteikts tikai pēc oficiālas atklāšanas un verifikācijas.

Kopsavilkums

Unbinils (Ubn) ir teorētisks 120. elements, par kuru lielākā daļa zināšanu balstās uz kvantķīmijas un kodolfizikas aprēķiniem un uz ģenerālajiem periodiskās sistēmas principiem. Tā paredzamās īpašības — sārmu zemju metāla raksturs, dominējošā +2 oksidācijas pakāpe un ļoti īss radioaktīvs mūžs — ir hipotētiskas un var mainīties, ja tiks sintezēts un pētīts eksperimentāli. Līdz šim nav veiksmīgi apstiprināta sintezēšana, un turpmākie mēģinājumi prasa specializētus smago jonu laboratoriju resursus un ilgu eksperimentālo laiku.

Jautājumi un atbildes

J: Kas ir Unbinilium?

J: Kāds ir Unbinilija atomu skaits?

J: Kāds ir Unbinilija simbols?

J: Vai Unbinilijs ir pagaidu vai pastāvīgs nosaukums?

J: Kāds ierosinātais elementa veids ir Unbinilium?

J: Vai Unbinīlijs jau ir atklāts vai sintezēts?

J: Vai ir kāda iespēja sintezēt Unbiniliju, izmantojot pašreizējās tehnoloģijas?

Meklēt pēc burta