Unbinium - Unbiunium

Unbiunium , znany również jako eka-aktyn lub po prostu pierwiastek 121 , jest hipotetycznym pierwiastkiem chemicznym o symbolu Ubu i liczbie atomowej 121. Unbiunium i Ubu to odpowiednio tymczasowa systematyczna nazwa i symbol IUPAC , które są używane do momentu odkrycia pierwiastka, potwierdzenia, i ustalana jest stała nazwa. W układzie okresowym pierwiastków oczekuje się, że będzie to pierwszy z superaktynowców , a trzeci pierwiastek w ósmym okresie . Przyciągnęła uwagę z powodu pewnych przewidywań, że może znajdować się na wyspie stabilności , chociaż nowsze obliczenia przewidują, że wyspa będzie występować z nieco niższą liczbą atomową, bliższą copernicium i flerovium . Prawdopodobnie będzie to również pierwszy z nowego g-bloku elementów.

Unbinium nie zostało jeszcze zsyntetyzowane. Oczekuje się, że będzie to jeden z ostatnich kilku elementów osiągalnych przy obecnej technologii; granica może znajdować się w dowolnym miejscu pomiędzy elementem 120 a 124 . Prawdopodobnie będzie również znacznie trudniejszy do zsyntetyzowania niż pierwiastki znane do tej pory do 118, a jeszcze trudniejszy niż pierwiastki 119 i 120. Zespół RIKEN w Japonii planuje spróbować syntezy pierwiastka 121 w przyszłości po nim. próbuje elementy 119 i 120.

Pozycja unbiuniu w układzie okresowym sugeruje, że miałby on podobne właściwości do lantanu i aktynu ; jednak efekty relatywistyczne mogą powodować, że niektóre jego właściwości będą odbiegać od tych, których można oczekiwać od prostego zastosowania trendów okresowych . Na przykład oczekuje się, że unbinium będzie mieć konfigurację elektronów walencyjnych ² p , zamiast s ² d lantanu i aktynu lub s ² g oczekiwanego z reguły Madelunga , ale nie przewiduje się, aby miało to duży wpływ na jego chemię. Z drugiej strony znacznie obniżyłby swoją pierwszą energię jonizacji ponad to, czego można by oczekiwać od trendów okresowych.

Wstęp

Graficzne przedstawienie reakcji syntezy jądrowej . Dwa jądra łączą się w jedno, emitując neutron . Reakcje, które doprowadziły do ​​powstania nowych pierwiastków w tym momencie, były podobne, z tą jedyną możliwą różnicą, że czasami uwalnianych było kilka pojedynczych neutronów lub wcale.

Wideo zewnętrzne
Wizualizacja nieudanej syntezy jądrowej na podstawie obliczeń Australijskiego Uniwersytetu Narodowego

Najcięższe jądra atomowe powstają w reakcjach jądrowych, które łączą dwa inne jądra o nierównej wielkości w jedno; z grubsza im bardziej nierówne są dwa jądra pod względem masy, tym większe prawdopodobieństwo, że oba zareagują. Materiał z cięższych jąder zostaje przerobiony na cel, który jest następnie bombardowany przez wiązkę lżejszych jąder. Dwa jądra mogą się złączyć w jedno tylko wtedy, gdy zbliżą się do siebie wystarczająco blisko; normalnie jądra (wszystkie naładowane dodatnio) odpychają się nawzajem z powodu odpychania elektrostatycznego . Oddziaływanie silne może przezwyciężyć to odpychanie, ale tylko w bardzo niewielkiej odległości od jądra; jądra wiązki są zatem znacznie przyspieszane , aby takie odpychanie było nieznaczne w porównaniu z prędkością jądra wiązki. Samo zbliżenie się nie wystarcza, aby dwa jądra się złączyły: gdy dwa jądra zbliżają się do siebie, zwykle pozostają razem przez około ^10-20  sekund, a następnie rozchodzą się (niekoniecznie w tym samym składzie jak przed reakcją) zamiast tworzyć pojedyncze jądro. Jeśli nastąpi fuzja, tymczasowe połączenie – zwane jądrem złożonym – jest stanem wzbudzonym . Aby stracić energię wzbudzenia i osiągnąć bardziej stabilny stan, złożone jądro albo rozszczepia się, albo wyrzuca jeden lub kilka neutronów , które odprowadzają energię. Dzieje się to w około ^10-16  sekund po początkowej kolizji.

Wiązka przechodzi przez cel i dociera do następnej komory, separatora; jeśli wytworzone zostanie nowe jądro, jest ono niesione tą wiązką. W separatorze nowo wytworzone jądro jest oddzielane od innych nuklidów (pierwotnej wiązki i wszelkich innych produktów reakcji) i przenoszone do detektora bariery powierzchniowej , który zatrzymuje jądro. Zaznaczona jest dokładna lokalizacja nadchodzącego uderzenia w detektor; zaznaczona jest również jego energia i czas przybycia. Transfer trwa około ^10-6  sekund; aby zostać wykrytym, jądro musi przetrwać tak długo. Jądro jest ponownie rejestrowane po zarejestrowaniu jego rozpadu i zmierzeniu lokalizacji, energii i czasu rozpadu.

Stabilność jądra zapewnia oddziaływanie silne. Jednak jego zasięg jest bardzo krótki; w miarę powiększania się jąder jego wpływ na najbardziej zewnętrzne nukleony ( protony i neutrony) słabnie. Jednocześnie jądro jest rozrywane przez odpychanie elektrostatyczne między protonami, ponieważ ma nieograniczony zasięg. Jądra najcięższych pierwiastków są zatem przewidywane teoretycznie i jak dotąd zaobserwowano, że rozpadają się głównie poprzez sposoby rozpadu, które są powodowane przez takie odpychanie: rozpad alfa i spontaniczne rozszczepienie ; tryby te dominują dla jąder pierwiastków superciężkich . Rozpady alfa są rejestrowane przez emitowane cząstki alfa , a produkty rozpadu są łatwe do określenia przed faktycznym rozpadem; jeśli taki rozpad lub seria kolejnych rozpadów wytwarza znane jądro, oryginalny produkt reakcji można wyznaczyć arytmetycznie. Spontaniczne rozszczepienie wytwarza jednak różne jądra jako produkty, więc nie można określić oryginalnego nuklidu na podstawie jego potomków.

Informacjami dostępnymi dla fizyków dążących do syntezy jednego z najcięższych pierwiastków są zatem informacje zbierane przez detektory: położenie, energia i czas przybycia cząstki do detektora oraz jej rozpadu. Fizycy analizują te dane i starają się dojść do wniosku, że rzeczywiście był on spowodowany przez nowy pierwiastek i nie mógł być spowodowany przez inny nuklid niż ten, który twierdził. Często podane dane są niewystarczające do stwierdzenia, że ​​definitywnie powstał nowy element i nie ma innego wytłumaczenia obserwowanych efektów; popełniono błędy w interpretacji danych.

Historia

Wykres stabilności nuklidów wykorzystany przez zespół Dubnej w 2010 roku. Charakterystyczne izotopy przedstawiono z ramkami. Oczekuje się, że poza pierwiastkiem 118 (oganesson, ostatni znany pierwiastek) linia znanych nuklidów szybko wejdzie w obszar niestabilności, bez okresów półtrwania w ciągu jednej mikrosekundy po elemencie 121. Region eliptyczny obejmuje przewidywane położenie wyspy stabilność.

Pierwiastki transaktynowe, takie jak unbiunium, są wytwarzane przez fuzję jądrową . Te reakcje syntezy jądrowej można podzielić na „gorącą” i „zimną” fuzję, w zależności od energii wzbudzenia wytworzonego jądra złożonego. W reakcjach gorącej fuzji bardzo lekkie, wysokoenergetyczne pociski są przyspieszane w kierunku bardzo ciężkich celów ( aktynowców ), co powoduje powstanie jąder złożonych przy wysokich energiach wzbudzenia (~40–50  MeV ), które mogą rozszczepić lub odparować kilka (3 do 5) neutronów . W reakcjach zimnej fuzji (w których używa się cięższych pocisków, zwykle z czwartego okresu , i lżejszych celów, zwykle ołowiu i bizmutu ), wytworzone jądra skondensowane mają stosunkowo niską energię wzbudzenia (~10–20 MeV), co zmniejsza prawdopodobieństwo, że te produkty ulegną reakcjom rozszczepienia. Gdy skondensowane jądra ochładzają się do stanu podstawowego , wymagają emisji tylko jednego lub dwóch neutronów. Jednak reakcje fuzji na gorąco mają tendencję do wytwarzania większej ilości produktów bogatych w neutrony, ponieważ aktynowce mają najwyższe stosunki neutronów do protonów ze wszystkich pierwiastków, które można obecnie wytwarzać w ilościach makroskopowych; jest to obecnie jedyna metoda wytwarzania superciężkich pierwiastków z flerowu (pierwiastek 114) w górę .

Próby syntezy pierwiastków 119 i 120 przesuwają granice obecnej technologii, ze względu na zmniejszające się przekroje reakcji produkcyjnych i ich prawdopodobnie krótkie okresy półtrwania , które mają być rzędu mikrosekund. Cięższe pierwiastki, poczynając od pierwiastka 121, prawdopodobnie byłyby zbyt krótkotrwałe, aby można je było wykryć za pomocą obecnej technologii, rozpadając się w ciągu mikrosekundy przed dotarciem do detektorów. Gdzie ta jednomikrosekundowa granica okresów półtrwania nie jest znana, a to może pozwolić na syntezę niektórych izotopów pierwiastków od 121 do 124, z dokładnym limitem zależnym od modelu wybranego do przewidywania mas nuklidów. Możliwe jest również, że element 120 jest ostatnim elementem osiągalnym przy użyciu obecnych technik eksperymentalnych, a elementy począwszy od 121 będą wymagały nowych metod.

Ze względu na obecną niemożność syntezy pierwiastków poza kalifornem ( Z = 98) w ilościach wystarczających do stworzenia celu, przy obecnie rozważanych celach einsteinium ( Z = 99), praktyczna synteza pierwiastków poza oganessonem wymaga cięższych pocisków, takich jak tytan - 50, chrom -54, żelazo -58 lub nikiel -64. Ma to jednak tę wadę, że skutkuje bardziej symetrycznymi reakcjami fuzji, które są chłodniejsze i mają mniejsze szanse powodzenia. Na przykład oczekuje się , że reakcja pomiędzy ²⁴³ Am i ⁵⁸ Fe będzie miała przekrój poprzeczny rzędu 0,5 fb , kilka rzędów wielkości niższy niż przekroje zmierzone w udanych reakcjach; taka przeszkoda sprawiłaby, że ta i podobne reakcje byłyby niewykonalne dla produkcji unbinium.

Próby syntezy

Przeszłość

Syntezę unbiunium została pierwsza próba w 1977 roku przez bombardowanie docelową uran-238 z miedzi -65 jonów w Gesellschaft für Schwerionenforschung w Darmstadt , Niemcy :

²³⁸
₉₂U
+ ⁶⁵
₂₉Cu
→ ³⁰³
₁₂₁Ubu
* → brak atomów

Nie zidentyfikowano żadnych atomów.

Zaplanowany

Przewidywane tryby rozpadu jąder superciężkich. Oczekuje się, że linia syntetyzowanych jąder bogatych w protony zostanie przerwana wkrótce po Z = 120, ze względu na skracające się okresy półtrwania do około Z = 124, zwiększający się udział spontanicznego rozszczepienia zamiast rozpadu alfa od Z = 122 do momentu dominacji od Z = 125, a linia kroplenia protonu wokół Z = 130. Poza tym jest obszar o nieco zwiększonej stabilności nuklidów wtórnie żyjących wokół Z = 124 i N = 198, ale jest oddzielony od stałego lądu nuklidów, które mogą być uzyskane przy użyciu obecnych technik. Biały pierścień oznacza oczekiwaną lokalizację wyspy stabilności; dwa kwadraty zaznaczone na biało oznaczają ²⁹¹ Cn i ²⁹³ Cn, przewidywane jako najdłużej żyjące nuklidy na wyspie, których okres półtrwania wynosi wieki lub tysiąclecia.

Obecnie intensywność wiązki w obiektach z elementami superciężkimi powoduje, że około 10 ¹² pocisków trafia w cel na sekundę; nie można tego zwiększyć bez spalenia celu i detektora, a wytwarzanie większych ilości coraz bardziej niestabilnych aktynowców potrzebnych dla celu jest niepraktyczne. Zespół Wspólnego Instytutu Badań Jądrowych (ZIBJ) w Dubnej buduje nową fabrykę superciężkich pierwiastków (fabryka SHE) z ulepszonymi detektorami i możliwością pracy na mniejszą skalę, ale mimo to wykraczającą poza pierwiastek 120, a być może 121 byłoby wielkim wyzwaniem. Chemik, pisarz i filozof nauki Eric Scerri zauważył, że rozwój nowych technologii w tej dziedzinie był napędzany poszukiwaniem nowych pierwiastków, tak że niemożność wykroczenia poza pierwiastki 120 i 121 za pomocą obecnych technologii niekoniecznie musi powodować bardzo długa przerwa w odkryciach.

Możliwe jest, że era reakcji syntezy i parowania w celu wytworzenia nowych superciężkich pierwiastków dobiega końca z powodu coraz krótszych okresów półtrwania do spontanicznego rozszczepienia i zbliżającej się linii kroplowania protonów , tak że nowe techniki, takie jak reakcje przenoszenia jądra (dla Na przykład, wystrzeliwanie jąder uranu na siebie i umożliwienie im wymiany protonów, potencjalnie wytwarzając produkty zawierające około 120 protonów), byłoby wymagane, aby dotrzeć do superaktynidów. Z drugiej strony, wiele zmian w technikach było potrzebnych do syntezy pierwiastków transuranowych , od wychwytywania neutronów (do Z = 100 ) przez bombardowanie lekkimi jonami (do Z = 110 ) po zimną fuzję (do Z = 113 ) i teraz fuzję na gorąco z ⁴⁸ Ca (aż Z = 118 ), nie wspominając o zasadniczej różnicy przed i po uranie między znajdowaniem pierwiastków w naturze chemicznie lub spektroskopowo a ich syntezą. Mimo to od dwóch i pół wieku tempo odkrywania nowych pierwiastków utrzymuje się średnio raz na dwa i pół roku.

Zespół RIKEN wymienił syntezę pierwiastka 121 wśród swoich planów na przyszłość. Ponieważ przekroje poprzeczne tych reakcji syntezy i parowania zwiększają się wraz z asymetrią reakcji, tytan byłby lepszym pociskiem niż chrom do syntezy pierwiastka 121, chociaż wymaga to celu einsteinowego . Stanowi to poważne wyzwanie ze względu na znaczne nagrzewanie i uszkodzenie celu z powodu wysokiej radioaktywności einsteinium-254, ale byłoby to prawdopodobnie najbardziej obiecujące podejście do pierwiastka 119 z ⁴⁸ wiązkami Ca i prawdopodobnie pierwiastka 121 z ⁵⁰ wiązkami Ti. Wymagałoby to również pracy na mniejszą skalę ze względu na mniejszą ilość ²⁵⁴ Es, które można wyprodukować. Te drobne prace mogłyby w niedalekiej przyszłości być prowadzone tylko w fabryce SHE w Dubnej.

²⁵⁴
₉₉Es
+ ⁵⁰
₂₂Ti
→ ³⁰⁰
₁₂₁Ubu
+ 4 ¹
₀
n

²⁵⁴
₉₉Es
+ ⁵⁰
₂₂Ti
→ ³⁰¹
₁₂₁Ubu
+ 3 ¹
₀
n

Dla kolejnych pierwiastków do 124, biorąc pod uwagę, że zwiększenie liczby neutronów pozwala zbliżyć się do przewidywanej zamkniętej powłoki neutronowej przy N = 184, która nadawałaby stabilność, użycie słabo radioaktywnego żelaza-60 (o okresie półtrwania 2,6 mln lat) ) zamiast stabilnego żelaza-58 jako pocisk został wzięty pod uwagę. Oczekuje się, że izotopy ²⁹⁹ Ubu, ³⁰⁰ Ubu i ³⁰¹ Ubu, które mogą być wytwarzane w tych reakcjach przez kanały 3n i 4n, będą jedynymi osiągalnymi izotopami unbinium o okresie półtrwania wystarczająco długim do wykrycia; przekroje poprzeczne przesunęłyby jednak granice tego, co można obecnie wykryć. Na przykład przewiduje się , że przekrój poprzeczny wspomnianej reakcji między ²⁵⁴ Es a ⁵⁰ Ti będzie rzędu 7 fb w kanale 4n, cztery razy niższy niż najniższy zmierzony przekrój poprzeczny dla udanej reakcji. Gdyby jednak taka reakcja zakończyła się sukcesem, powstałe jądra rozpadłyby się przez izotopy ununennium, które można by wytworzyć w wyniku bombardowań krzyżowych w reakcjach ²⁴⁸ Cm+ ⁵¹ V lub ²⁴⁹ Bk+ ⁵⁰ Ti, które zostaną wypróbowane odpowiednio w RIKEN i JINR w 2017 r. –2020, w dół przez znane izotopy tennessyny i moskwy zsyntetyzowane w reakcjach ²⁴⁹ Bk+ ⁴⁸ Ca i ²⁴³ Am+ ⁴⁸ Ca. Wielość stanów wzbudzonych wywołanych rozpadem alfa nieparzystych jąder może jednak wykluczać wyraźne przypadki bombardowań krzyżowych, co widać w kontrowersyjnym związku między ²⁹³ Ts a ²⁸⁹ Mc. Oczekuje się, że cięższe izotopy będą bardziej stabilne; Przewiduje się, że ³²⁰ Ubu będzie najbardziej stabilnym izotopem unbunium, ale nie ma możliwości jego syntezy za pomocą obecnej technologii, ponieważ żadna kombinacja użytecznego celu i pocisku nie zapewniłaby wystarczającej liczby neutronów.

Laboratoria RIKEN w Japonii i JINR w Rosji najlepiej nadają się do tych eksperymentów, ponieważ są jedynymi na świecie, w których długie czasy wiązki są dostępne dla reakcji o tak niskich przewidywanych przekrojach.

Nazewnictwo

Używając nomenklatury Mendelejewa dla nienazwanych i nieodkrytych pierwiastków , unbinium powinno być znane jako eka- aktyn . Stosując zalecenia IUPAC z 1979 r. pierwiastek powinien być tymczasowo nazywany unbiunium (symbol Ubu ) do czasu odkrycia, potwierdzenia odkrycia i wybrania stałej nazwy. Chociaż są szeroko stosowane w środowisku chemicznym na wszystkich poziomach, od klas chemii po zaawansowane podręczniki, zalecenia są w większości ignorowane przez naukowców, którzy teoretycznie lub eksperymentalnie pracują nad superciężkimi pierwiastkami, którzy nazywają je „pierwiastkiem 121” o symbolu E121 , (121) lub 121 .

Stabilność jądrowa i izotopy

Stabilność jąder znacznie spada wraz ze wzrostem liczby atomowej po Curium , element 96, którego czas połowicznego rozpadu wynosi cztery rzędy wielkości dłuższy niż znane aktualnie elementu wyższej numerowanej. Wszystkie izotopy o liczbie atomowej powyżej 101 ulegają rozpadowi radioaktywnemu z okresem półtrwania krótszym niż 30 godzin. Żadne pierwiastki o liczbie atomowej powyżej 82 (po ołowiu ) nie mają stabilnych izotopów. Niemniej jednak, z powodów jeszcze nie do końca zrozumiałych, następuje nieznaczny wzrost stabilności jądrowej wokół liczby atomowej 110 – 114 , co prowadzi do pojawienia się czegoś, co w fizyce jądrowej znane jest jako „ wyspa stabilności ”. Koncepcja ta, zaproponowana przez profesora Uniwersytetu Kalifornijskiego Glenna Seaborga i wynikająca z stabilizujących efektów zamkniętych powłok jądrowych wokół Z = 114 (lub prawdopodobnie 120 , 122 , 124 lub 126) i N = 184 (a być może także N = 228) wyjaśnia, dlaczego superciężkie elementy działają dłużej niż przewidywano. W rzeczywistości samo istnienie pierwiastków cięższych od rutherfordu można poświadczyć o efektach powłokowych i wyspie stabilności, ponieważ spontaniczne rozszczepienie spowodowałoby szybki rozpad takich jąder w modelu pomijającym takie czynniki.

Obliczenia z 2016 roku okresów połowicznego rozpadu izotopów unbiuniu od ²⁹⁰ Ubu do ³³⁹ Ubu sugerowały, że te od ²⁹⁰ Ubu do ³⁰³ Ubu nie będą związane i ulegną rozpadowi poprzez emisję protonów , te od ³⁰⁴ Ubu do ³¹⁴ Ubu ulegną rozpadowi alfa , a te od ³¹⁵ Ubu do ³³⁹ Ubu uległyby spontanicznemu rozszczepieniu. Tylko izotopy od ³⁰⁹ Ubu do ³¹⁴ Ubu miałyby wystarczająco długi czas życia rozpadu alfa, aby można go było wykryć w laboratoriach, rozpoczynając łańcuchy rozpadu kończące się spontanicznym rozszczepieniem w moscovium , tennessine lub unennium . Stanowiłoby to poważny problem dla eksperymentów mających na celu syntezę izotopów unbiunium, gdyby to prawda, ponieważ izotopy, których rozpad alfa można zaobserwować, nie mogą być osiągnięte przez żadną obecnie użyteczną kombinację celu i pocisku. Obliczenia w 2016 i 2017 roku przez tych samych autorów dotyczące pierwiastków 123 i 125 sugerują mniej ponury wynik, z łańcuchami rozpadu alfa z bardziej osiągalnych nuklidów ^300-307 Ubt przechodzących przez unbiun i prowadzących do bohru lub nihonium . Zasugerowano również, że rozpad skupień może być istotnym sposobem rozpadu w konkurencji z rozpadem alfa i spontanicznym rozszczepieniem w regionie po Z = 120, co stanowiłoby kolejną przeszkodę w eksperymentalnej identyfikacji tych nuklidów.

Przewidywana chemia

Przewiduje się, że unbiunium jest pierwszym elementem bezprecedensowo długiej serii przejść, zwanych superaktynowcami w analogii do wcześniejszych aktynowców. Chociaż jego zachowanie prawdopodobnie nie będzie się bardzo różniło od lantanu i aktynu, prawdopodobnie będzie stanowiło ograniczenie stosowania prawa okresowego; po elemencie 121 oczekuje się, że orbitale 5g, 6f, 7d i 8p _1/2 zapełnią się razem ze względu na ich bardzo bliskie energie, a wokół elementów w późnych latach 150. i 160., 9s, 9p _1/2 i Podpowłoki 8p _3/2 łączą się tak, że chemia pierwiastków tuż za 121 i 122 (ostatnia, dla której wykonano pełne obliczenia) ma być tak podobna, że ​​ich pozycja w układzie okresowym byłaby czysto formalna .

Opierając się na zasadzie Aufbau , można by oczekiwać, że podpowłoka 5g zacznie wypełniać się na atomie unbiunium. Jednakże, chociaż lantan ma znaczący udział 4f w swojej chemii, nie ma jeszcze elektronu 4f w konfiguracji fazy gazowej stanu podstawowego; większe opóźnienie występuje dla 5f, gdzie ani atomy aktynu, ani toru nie mają elektronu 5f, chociaż 5f ma udział w ich chemii. Przewiduje się, że podobna sytuacja opóźnionego "radialnego" zapadania się może mieć miejsce w przypadku unbiunium, tak że orbitale 5g zaczną się wypełniać dopiero w okolicach pierwiastka 125, mimo że pewne zaangażowanie chemiczne 5g może rozpocząć się wcześniej. Ze względu na brak węzłów radialnych w orbitalach 5g, analogicznych do orbitali 4f, ale nie 5f, oczekuje się, że pozycja unbiunium w układzie okresowym będzie bardziej zbliżona do pozycji lantanu niż aktynu wśród jego kongenerów, a niektóre z tego powodu zaproponowali zmianę nazwy superaktynowców na „superlantanowce”. Brak promieniowych węzłów w orbitalach 4f przyczynia się do ich zachowania podobnego do rdzenia w serii lantanowców, w przeciwieństwie do bardziej walencyjnych orbitali 5f w aktynowcach; jednak relatywistyczna ekspansja i destabilizacja orbitali 5g powinna częściowo skompensować brak węzłów promieniowych, a tym samym mniejszy zasięg.

Oczekuje się, że unbiunium wypełni orbital 8p _1/2 ze względu na swoją relatywistyczną stabilizację, z konfiguracją [Og] 8s ² 8p ¹ . Niemniej jednak oczekuje się, że konfiguracja [Og] 7d ¹ 8s ² , która byłaby analogiczna do lantanu i aktynu, będzie nisko położonym stanem wzbudzonym przy zaledwie 0,412  eV , a oczekiwana konfiguracja [Og] 5g ¹ 8s ² z Madelunga reguła powinna wynosić 2,48 eV. Oczekuje się, że konfiguracje elektronowe jonów unbiunu to Ubu ⁺ , [Og]8s ² ; Ubu2 ⁺ , [0g]8s ¹ ; i Ubu ³⁺ , [Og]. Oczekuje się, że 8p elektron z unbiunem będzie bardzo luźno związany, tak że jego przewidywana energia jonizacji 4,45 eV jest niższa niż energia ununennu (4,53 eV) i wszystkich znanych pierwiastków z wyjątkiem metali alkalicznych od potasu do franu . Podobny znaczne zmniejszenie energii jonizacji także w Lorens , drugi element posiadający nieprawidłowej s ² konfiguracji P w związku z efektami relatywistycznymi .

Pomimo zmiany konfiguracji elektronowej i możliwości zastosowania powłoki 5g, nie oczekuje się, że unbiun będzie zachowywał się chemicznie bardzo odmiennie od lantanu i aktynu. Obliczenia z 2016 r. dotyczące monofluorku unbiu (UbuF) wykazały podobieństwa między orbitalami walencyjnymi unbiuniu w tej cząsteczce a orbitalami aktynu w monofluorku aktynu (AcF); W obu cząsteczkami, przy czym najwyższy zajęte cząsteczkowej orbitalnej ma być bez wiązania, w przeciwieństwie do bardziej zbliżonym do powierzchni nihonium Fluorkowo (NHF) gdy występuje wiązanie. Nihonium ma konfigurację elektronową [Rn] 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7s ² 7p ¹ , z konfiguracją walencyjną s ² p. Unbiunium może zatem być trochę jak lawrencjum, ponieważ ma nienormalną konfigurację s ² p, która nie wpływa na jego chemię: oczekuje się, że energie dysocjacji wiązań, długości wiązań i polaryzowalność cząsteczki UbuF będą kontynuować trend poprzez skand, itr, lantan i aktyn, z których wszystkie mają trzy elektrony walencyjne nad rdzeniem gazu szlachetnego. Oczekuje się, że wiązanie Ubu–F będzie silne i spolaryzowane, podobnie jak w przypadku monofluorków lantanu i aktynu.

Oczekuje się, że elektrony niż przyczepność na unbiunium w UbuF móc do wiązania dodatkowych atomów lub grup, w wyniku tworzenia się unbiunium trihalogenków UbuX ₃ , analogicznie do Lax ₃ i ACX ₃ . Stąd główny stopień utlenienia unbinu w jego związkach powinien wynosić +3, chociaż bliskość poziomów energetycznych podpowłok walencyjnych może pozwolić na wyższe stopnie utlenienia, podobnie jak w pierwiastkach 119 i 120. Standardowy potencjał elektrody dla Ubu ³⁺ / Przewiduje się, że para Ubu wynosi -2,1 V.

Uwagi

Bibliografia

Bibliografia

• Audi, G.; Kondev, FG; Wang, M.; Huang, WJ; Naimi, S. (2017). „Ocena właściwości jądrowych NUBASE2016” (PDF) . Fizyka chińska C . 41 (3): 030001. Kod Bib : 2017ChPhC..41c0001A . doi : 10.1088/1674-1137/41/3/030001 .
• Beiser, A. (2003). Koncepcje fizyki współczesnej (wyd. 6). McGraw-Hill. Numer ISBN 978-0-07-244848-1. OCLC  48965418 .
• Hoffmana, DC ; Ghiorso, A .; Seaborg, GT (2000). Ludzie z Transuranium: Historia wewnętrzna . Światowy Naukowy . Numer ISBN 978-1-78-326244-1.
• Kragh, H. (2018). Od transuranicznych do superciężkich pierwiastków: historia sporu i stworzenia . Springer . Numer ISBN 978-3-319-75813-8.
• Zagrzebajew, W.; Karpow, A.; Greiner, W. (2013). „Przyszłość badań nad superciężkimi pierwiastkami: które jądra mogą zostać zsyntetyzowane w ciągu najbliższych kilku lat?” (PDF) . Journal of Physics: Seria konferencji . 420 . 012001. arXiv : 1207.5700 . Kod Bib : 2013JPhCS.420a2001Z . doi : 10.1088/1742-6596/420/1/012001 . ISSN  1742-6588 . S2CID  55434734 .

Dalsza lektura

• Kaldor, U. (2005). „Superciężkie pierwiastki — chemia i spektroskopia”. Encyklopedia Chemii Obliczeniowej . doi : 10.1002/0470845015.cu0044 . Numer ISBN 978-0-470-84501-1.
• Seaborg, GT (1968). „Elementy ponad 100, obecny stan i perspektywy na przyszłość” . Roczny Przegląd Nauki Jądrowej . 18 : 53–15. Kod Bibcode : 1968ARNPS..18...53S . doi : 10.1146/annurev.ns.18.120168.000413 .