Unbinilyum - Unbinilium
unbinilyum | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|
Telaffuz |
/ ˌ Û n b aɪ n ɪ l i ə m / ( Oon -by- NIL -ee-əm ) |
|||||
alternatif isimler | eleman 120, eka-radyum | |||||
Periyodik tablodaki unbinilium | ||||||
| ||||||
Atom numarası ( Z ) | 120 | |||||
Grup | grup 2 (alkali toprak metalleri) | |||||
Dönem | dönem 8 | |||||
Engellemek | s bloğu | |||||
Elektron konfigürasyonu | [ Og ] 8s 2 (öngörülen) | |||||
Kabuk başına elektron | 2, 8, 18, 32, 32, 18, 8, 2 (tahmini) | |||||
Fiziki ozellikleri | ||||||
Faz de STP | katı (tahmin edilen) | |||||
Erime noktası | 953 K (680 °C, 1256 °F) (tahmini) | |||||
Kaynama noktası | 1973 K (1700 °C, 3092 °F) (tahmini) | |||||
Yoğunluk ( rt yakın ) | 7 g / cm 3 (tahmin edilen) | |||||
Füzyon ısısı | 8,03-8,58 kJ/mol (ekstrapolasyonlu) | |||||
atomik özellikler | ||||||
oksidasyon durumları | (+1), ( +2 ), (+4) (tahmin edildi) | |||||
elektronegatiflik | Pauling ölçeği: 0.91 (öngörülen) | |||||
iyonlaşma enerjileri | ||||||
atom yarıçapı | ampirik: 200 pm (tahmin edilen) | |||||
kovalent yarıçap | 206–210 pm (ekstrapolasyonlu) | |||||
Diğer özellikler | ||||||
Kristal yapı | hacim merkezli kübik (bcc)
(ekstrapolasyon) |
|||||
CAS numarası | 54143-58-7 | |||||
Tarih | ||||||
adlandırma | IUPAC sistematik öğe adı | |||||
Unbinilium , eka-radyum veya basitçe element 120 olarak da bilinir , periyodik tablodaki Ubn sembolü ve atom numarası 120 olan varsayımsal kimyasal elementtir . Unbinilium ve Ubn , element keşfedilene kadar kullanılan geçici sistematik IUPAC adı ve sembolüdür. , onaylandı ve kalıcı bir isme karar verildi. Olarak periyodik tablonun elemanları, bir olması beklenmektedir s blok elemanı, bir alkali toprak metal , ve sekizinci ikinci eleman süre . Daha yeni hesaplamalar adanın aslında biraz daha düşük atom numarasında, kopernikyum ve flerovyuma daha yakın bir yerde meydana gelmesini beklese de , kararlılık adasında olabileceğine dair bazı tahminler nedeniyle dikkat çekmiştir .
Alman ve Rus ekiplerinin birçok girişimine rağmen, Unbinilium henüz sentezlenmedi. Bu girişimlerden elde edilen deneysel kanıtlar, periyot 8 elementlerinin sentezlenmesinin önceki bilinen elementlerden çok daha zor olacağını ve unbinilium'un mevcut teknoloji ile sentezlenebilecek son element olabileceğini gösteriyor.
Yedinci alkalin toprak metal gibi Unbinilium konumu onun hafif benzer özelliklere sahip olacağını göstermektedir kongenerleri ; bununla birlikte, göreli etkiler , bazı özelliklerinin periyodik eğilimlerin düz bir uygulamasından beklenenlerden farklı olmasına neden olabilir . Örneğin, unbinilium daha az reaktif olması beklenmektedir baryum ve radyum ve daha yakın davranış olmak stronsiyum ve karakteristik + 2 göstermelidir ise oksidasyon durumunu alkalin toprak metallerinin, aynı zamanda +4 oksidasyon durumunu göstermek için tahmin edilmektedir , başka herhangi bir alkalin toprak metalinde bilinmeyen.
Tanıtım
Harici video | |
---|---|
Avustralya Ulusal Üniversitesi tarafından yapılan hesaplamalara dayanan başarısız nükleer füzyonun görselleştirilmesi |
En ağır atom çekirdekleri , eşit olmayan büyüklükteki diğer iki çekirdeği bir araya getiren nükleer reaksiyonlarda oluşturulur; kabaca, kütle bakımından iki çekirdek ne kadar eşitsizse, ikisinin tepkime olasılığı o kadar artar. Daha ağır çekirdeklerden oluşan malzeme bir hedef haline getirilir ve daha sonra daha hafif çekirdeklerin ışını tarafından bombalanır . İki çekirdekleri can sadece sigorta biri yakından yeterince birbirini yaklaşırsa içine; normalde, çekirdekler (tümü pozitif yüklü) elektrostatik itme nedeniyle birbirini iter . Güçlü bir etkileşim ama sadece çekirdekten çok kısa bir mesafe içinde bu itmeyi üstesinden; Işın çekirdeği bu nedenle, bu tür bir itmeyi, ışın çekirdeğinin hızına kıyasla önemsiz kılmak için büyük ölçüde hızlandırılır . İki çekirdeğin kaynaşması için tek başına yaklaşmak yeterli değildir: iki çekirdek birbirine yaklaştığında, genellikle yaklaşık 10 −20 saniye birlikte kalırlar ve daha sonra tek bir çekirdek oluşturmak yerine yollarını ayırırlar (reaksiyondan öncekiyle aynı bileşimde olması gerekmez). çekirdek. Füzyon meydana gelirse, bileşik çekirdek olarak adlandırılan geçici birleşme , uyarılmış bir durumdur . Bunu uyarım enerji kaybı ve daha istikrarlı bir durum, bir bileşik çekirdeği ya ulaşmak için fissions veya çıkacaktır bir veya birkaç nötronlar uzaklıkta enerji taşıyan,. Bu , ilk çarpışmadan yaklaşık 10-16 saniye sonra meydana gelir.
Işın hedeften geçer ve bir sonraki bölmeye, ayırıcıya ulaşır; yeni bir çekirdek üretilirse bu ışınla taşınır. Ayırıcıda, yeni üretilen çekirdek diğer nüklidlerden (orijinal ışının ve diğer reaksiyon ürünlerininki) ayrılır ve çekirdeği durduran bir yüzey bariyeri dedektörüne aktarılır . Dedektör üzerindeki yaklaşan darbenin tam yeri işaretlenir; ayrıca enerjisi ve varış zamanı da işaretlenmiştir. Aktarım yaklaşık 10 −6 saniye sürer ; tespit edilebilmesi için çekirdeğin bu kadar uzun süre hayatta kalması gerekir. Çekirdek, bozunması kaydedildikten sonra tekrar kaydedilir ve bozunmanın yeri, enerjisi ve zamanı ölçülür.
Bir çekirdeğin kararlılığı, güçlü etkileşim ile sağlanır. Ancak menzili çok kısadır; çekirdek büyüdükçe, en dıştaki nükleonlar ( protonlar ve nötronlar) üzerindeki etkisi zayıflar. Aynı zamanda çekirdek, sınırsız menzile sahip olduğu için protonlar arasındaki elektrostatik itme ile parçalanır. En ağır elementlerin çekirdekleri bu nedenle teorik olarak tahmin edilir ve şimdiye kadar öncelikle bu tür bir itmenin neden olduğu bozunma modları yoluyla bozunduğu gözlemlenmiştir: alfa bozunumu ve kendiliğinden fisyon ; bu modlar, süper ağır elementlerin çekirdekleri için baskındır . Alfa bozunmaları yayılan alfa parçacıkları tarafından kaydedilir ve bozunma ürünlerinin asıl bozunmadan önce belirlenmesi kolaydır; eğer böyle bir bozunma veya bir dizi ardışık bozunma bilinen bir çekirdek üretiyorsa, bir reaksiyonun orijinal ürünü aritmetik olarak belirlenebilir. Bununla birlikte, kendiliğinden fisyon, ürün olarak çeşitli çekirdekler üretir, bu nedenle orijinal nüklid, kızlarından belirlenemez.
En ağır elementlerden birini sentezlemeyi amaçlayan fizikçilerin elindeki bilgiler, bu nedenle, dedektörlerde toplanan bilgilerdir: bir parçacığın dedektöre varış yeri, enerjisi ve zamanı ve bozunma bilgileri. Fizikçiler bu verileri analiz eder ve gerçekten de yeni bir elementten kaynaklandığı ve iddia edilenden farklı bir nüklidden kaynaklanamayacağı sonucuna varmaya çalışırlar. Genellikle, sağlanan veriler yeni bir unsurun kesinlikle yaratıldığı sonucuna varmak için yetersizdir ve gözlemlenen etkiler için başka bir açıklama yoktur; verilerin yorumlanmasında hatalar yapılmıştır.
Tarih
Unbinilium gibi transactinid elementler nükleer füzyonla üretilir . Bu füzyon reaksiyonları , üretilen bileşik çekirdeğin uyarılma enerjisine bağlı olarak "sıcak" ve "soğuk" füzyona ayrılabilir. Sıcak füzyon reaksiyonlarında, çok hafif, yüksek enerjili mermiler çok ağır hedeflere ( aktinitler ) doğru hızlandırılır , bu da yüksek uyarma enerjisinde (~40-50 MeV ) bileşik çekirdeklere yol açar , bu da bölünebilir veya alternatif olarak birkaçını (3 ila 5) buharlaştırabilir. ) nötronlar. Soğuk füzyon reaksiyonlarında (tipik olarak dördüncü periyottan daha ağır mermiler ve genellikle kurşun ve bizmut gibi daha hafif hedefler kullanır ), üretilen kaynaşmış çekirdekler nispeten düşük bir uyarma enerjisine (~10–20 MeV) sahiptir, bu da bunların olma olasılığını azaltır. ürünler fisyon reaksiyonlarına girecek. Kaynaşmış çekirdekler temel duruma soğudukça , sadece bir veya iki nötron emisyonu gerektirirler. Bununla birlikte, sıcak füzyon reaksiyonları, daha nötron açısından zengin ürünler üretme eğilimindedir, çünkü aktinitler, şu anda makroskopik miktarlarda yapılabilen herhangi bir elementin en yüksek nötron-proton oranlarına sahiptir ve şu anda flerovyumdan süper ağır elementler üretmenin tek yöntemidir. (element 114) devamı.
Ununennium ve unbinilium (eleman 119 ve 120), henüz sentezlenmemiş en düşük atom numarasına sahip elementlerdir: önceki tüm elementler sentezlendi ve yedinci sırayı tamamlayan bilinen en ağır element olan oganesson (element 118) ile sonuçlandı. periyodik tablonun. 119 ve 120 numaralı elementleri sentezleme girişimleri , üretim reaksiyonlarının azalan kesitleri ve muhtemelen mikrosaniyeler düzeyinde olması beklenen kısa yarı ömürleri nedeniyle mevcut teknolojinin sınırlarını zorlamaktadır . Daha ağır elementler muhtemelen mevcut teknolojiyle tespit edilemeyecek kadar kısa ömürlü olacaktır: dedektörlere ulaşmadan önce bir mikrosaniye içinde bozunacaktır.
Önceden, süper ağır elementlerin sentezinde önemli yardım ("gümüş mermiler" olarak nitelendirilen) hassium -270 etrafındaki deforme olmuş nükleer kabuklardan geliyordu, bu da çevreleyen çekirdeklerin stabilitesini arttırıyordu ve yarı kararlı nötronca zengin izotop kalsiyum - 'un varlığından geliyordu. 48 , süper ağır elementlerin daha nötron açısından zengin izotoplarını üretmek için bir mermi olarak kullanılabilir. (Bir süper ağır nüklid ne kadar nötron bakımından zenginse , aranan kararlılık adasına o kadar yakın olması beklenir .) Buna rağmen, sentezlenen izotoplar, kararlılık adasında olması beklenenden daha az nötrona sahiptir. Ayrıca, unbinilyumu sentezlemek için kalsiyum-48 kullanmak , henüz yeterince büyük miktarlarda üretilemeyen (şu anda yalnızca pikogramlar üretilebilmektedir; buna karşılık, miligram berkelyum ve kaliforniyum mevcuttur) bir hedef fermiyum -257 gerektirecektir ve her durumda, ununennium üretmek için kalsiyum-48 mermileri ile bir einsteinium hedefi kullanmaktan daha düşük bir verime sahiptir. Daha fazla süper ağır elementlerin daha pratik üretimi, 48 Ca'dan daha ağır mermiler gerektirecektir , ancak bu, daha soğuk ve daha az başarılı olma ihtimali olan daha simetrik füzyon reaksiyonları ile sonuçlanma dezavantajına sahiptir.
sentez denemeleri
Elde onların başarısının ardından oganesson arasındaki reaksiyonla 249 Cf ve 48 2006 yılında Ca, ekibi Nükleer Araştırma Ortak Enstitüsü içinde (JINR) Dubna'da çekirdeklerinden unbinilium yaratma umuduyla, Mart-Nisan 2007'de benzer deneyler başladı 58 Fe ve 244 Pu . Başlangıç analizi unbinilium herhangi bir atomuna 400 bir sınır temin üretildi ortaya fb için enine kesiti incelenmiştir enerjisinde gerçekleşmiştir.
-
244
94Pu
+ 58
26Fe
→ 302
120übn
* → atom yok
Rus ekibi, reaksiyonu tekrar denemeden önce tesislerini yükseltmeyi planladı.
Nisan 2007'de, ekibi Ağır İyon Araştırma GSI Helmholtz Centre içinde Darmstadt , Almanya kullanarak unbinilium oluşturmaya teşebbüs uranyum -238 ve nikel -64:
-
238
92sen
+ 64
28Ni
→ 302
120übn
* → atom yok
Verilen enerjide kesit için 1,6 pb'lik bir sınır sağlayan hiçbir atom tespit edilmedi . GSI, deneyi daha yüksek hassasiyetle Nisan-Mayıs 2007, Ocak-Mart 2008 ve Eylül-Ekim 2008'de üç ayrı çalışmada tekrarladı, tümü olumsuz sonuçlarla 90 fb'lik bir kesit sınırına ulaştı.
2011 yılında, daha radyoaktif hedeflerin kullanımına izin vermek için ekipmanlarını yükselttikten sonra, GSI'deki bilim adamları oldukça asimetrik füzyon reaksiyonunu denediler:
-
248
96Santimetre
+ 54
24cr
→ 302
120übn
* → atom yok
Reaksiyondaki değişikliğin, bu tür reaksiyonların verimi asimetrilerine büyük ölçüde bağlı olduğundan, unbinilium sentezleme olasılığını beş katına çıkarması bekleniyordu. Bu reaksiyon 249 Cf+ 50 Ti reaksiyonundan daha az asimetrik olmasına rağmen , N = 184'te kabuk kapanmasına yakınlıklarından daha fazla stabilite alması gereken daha nötronca zengin unbinilium izotopları yaratır . 18 Mayıs 2011'de üç sinyal gözlemlendi; 299 Ubn ve kızlarına olası bir atama düşünüldü, ancak doğrulanamadı ve farklı bir analiz, gözlemlenenin sadece rastgele bir olaylar dizisi olduğunu öne sürdü.
Ağustos-Ekim 2011'de, GSI'de TASCA tesisini kullanan farklı bir ekip, yeni, daha da asimetrik bir reaksiyon denedi:
-
249
98bkz.
+ 50
22Ti
→ 299
120übn
* → atom yok
Asimetrisi nedeniyle, 249 Cf ve 50 Ti arasındaki reaksiyonun, aynı zamanda biraz soğuk olmasına ve N = 184'teki nötron kabuğunun herhangi birinden daha uzakta olmasına rağmen, unbinilyumu sentezlemek için en uygun pratik reaksiyon olduğu tahmin edildi . diğer üç reaksiyon denendi. 200 fb'lik bir sınırlayıcı kesit anlamına gelen hiçbir unbinilium atomu tanımlanmadı. Jens Volker Kratz, 238 U+ 64 Ni, 244 Pu+ 58 Fe, 248 Cm+ 54 Cr veya 249 Cf+ 50 Ti dört reaksiyondan herhangi biri ile unbinilium üretmek için gerçek maksimum kesitin 0.1 fb civarında olduğunu tahmin etti; karşılaştırıldığında, başarılı bir reaksiyonun en küçük kesiti için dünya rekoru, 209 Bi( 70 Zn,n) 278 Nh reaksiyonu için 30 fb idi ve Kratz, ununenyum üretmek için maksimum 20 fb'lik bir kesit öngördü. Bu tahminler doğruysa, o zaman ununenyum sentezlemek mevcut teknolojinin sınırlarında olacak ve unbinilyumu sentezlemek yeni yöntemler gerektirecektir.
Bu reaksiyon, Nisan-Eylül 2012'de GSI'de tekrar araştırıldı. Bu deney, el 249 Bk hedef hem de bir 50 üretmek için Ti ışını elemanı 119 , ancak o zamandan beri 249 için Bk bozunur 249 327 ile ilgili günlük bir yarı ömürle Cf, her iki eleman 119 ve 120, aynı anda aranabilir. 249 Cf+ 50 Ti reaksiyonu için 200 fb'lik bir kesit sınırı anlamına gelen hiçbir atom tanımlanmadı .
Rusya , Dubna'daki Ortak Nükleer Araştırma Enstitüsü'ndeki Rus ekibi, 2012'den önce bir deney yapmayı planladı ve hiçbir sonuç açıklanmadı, bu da deneyin yapılmadığını veya hiçbir unbinilium atomunun tanımlanmadığını kuvvetle ima etti.
adlandırma
İsimsiz ve keşfedilmemiş elementler için Mendeleev isimlendirme unbinilium çağırır eka- radyum . 1979 IUPAC tavsiyeleri , keşfedilene, keşif onaylanana ve kalıcı bir ad seçilene kadar geçici olarak unbinilium (sembol Ubn ) olarak adlandırır. IUPAC sistematik isimleri kimya camiasında kimya dersliklerinden ileri düzey ders kitaplarına kadar her seviyede yaygın olarak kullanılmasına rağmen, süper ağır elementler üzerinde teorik veya deneysel olarak çalışan bilim adamları tipik olarak E120 , (120) veya 120 sembolü ile "element 120" olarak adlandırırlar. .
Öngörülen özellikler
Nükleer kararlılık ve izotoplar
Çekirdeklerin kararlılığı , yarı ömrü şu anda bilinen herhangi bir yüksek numaralı elementinkinden dört kat daha uzun olan curium , element 96'dan sonra atom numarasındaki artışla büyük ölçüde azalır . Atom numarası 101'in üzerinde olan tüm izotoplar, yarı ömürleri 30 saatten az olan radyoaktif bozunmaya uğrar . Atom numarası 82'nin üzerinde ( kurşundan sonra ) hiçbir elementin kararlı izotopları yoktur. Yine de, henüz tam olarak anlaşılmayan nedenlerden dolayı , nükleer fizikte " istikrar adası " olarak bilinen şeyin ortaya çıkmasına yol açan 110 – 114 atom numaraları etrafında nükleer kararlılıkta hafif bir artış vardır . California Üniversitesi profesörü Glenn Seaborg tarafından önerilen bu kavram, süper ağır elementlerin neden tahmin edilenden daha uzun sürdüğünü açıklıyor.
Unbinilium izotopları sırasına alfa bozunma yarılanma ömrüne sahip olduğu tahmin edilir mikrosaniye . Makroskopik-mikroskobik bir modelden kütle tahminlerine sahip bir kuantum tünelleme modelinde , birkaç unbinilium izotopunun ( 292-304 Ubn) alfa bozunma yarı ömürlerinin yaklaşık 1-20 mikrosaniye olduğu tahmin edilmiştir. Bazı ağır izotoplar daha kararlı olabilir; Fricke ve Waber , 1971'de 320 Ubn'nin en kararlı unbinilium izotopu olduğunu tahmin etti. Unbinilium'un, kopernikyum etrafında kendiliğinden fisyona yol açan bir dizi alfa bozunması yoluyla bozunması beklendiğinden , unbinilyum izotoplarının toplam yarı ömürlerinin de ölçüleceği tahmin edilmektedir. mikrosaniye. Yarı ömürleri bir mikrosaniyenin altında olan izotoplar detektöre ulaşmadan önce bozunacağından, bunun unbinilium sentezi için sonuçları vardır. Bununla birlikte, yeni teorik modeller, 2f 7/2 (element 114'te doldurulmuş) ve 2f 5/2 (element 120'de doldurulmuş ) proton orbitalleri arasındaki beklenen enerji boşluğunun beklenenden daha küçük olduğunu, dolayısıyla element 114'ün artık kararlı bir küresel kapalı nükleer kabuk olabilir ve bu enerji boşluğu 119 ve 120 numaralı elementlerin kararlılığını artırabilir. Bir sonraki çift sihirli çekirdeğin şimdi küresel 306 Ubb (element 122) etrafında olması bekleniyor, ancak beklenen düşük yarılanma ömrü ve bu nüklidin düşük üretim kesiti , sentezini zorlaştırır.
120 elementinin 2f 5/2 proton orbitalini doldurduğu göz önüne alındığında, 302 Ubn* bileşik çekirdeğine ve özelliklerine çok dikkat edilmiştir . 2000 ve 2008 yılları arasında Dubna'daki Flerov Nükleer Reaksiyonlar Laboratuvarı'nda 302 Ubn* bileşik çekirdeğinin fisyon özelliklerini inceleyen çeşitli deneyler yapılmıştır . 244 Pu+ 58 Fe ve 238 U+ 64 Ni olmak üzere iki nükleer reaksiyon kullanılmıştır . Sonuçlar, bu fisyon gibi çekirdeklerin ağırlıklı olarak 132 Sn ( Z = 50, N = 82) gibi kapalı kabuklu çekirdekleri dışarı atarak nasıl olduğunu ortaya çıkardı . Ayrıca, füzyon-fisyon yolunun veriminin, 48 Ca ve 58 Fe mermileri arasında benzer olduğu ve süper ağır element oluşumunda gelecekte 58 Fe merminin olası bir kullanımını önerdiği bulundu .
2008'de Fransa, GANIL'deki ekip , verimler nötron buharlaşma kanallarından önemli ölçüde daha yüksek olduğu için, bir bileşik çekirdeğin fisyon yarı ömrünü yüksek uyarma enerjisinde ölçmeye çalışan yeni bir tekniğin sonuçlarını açıkladı . Aynı zamanda, bir sonraki proton kabuğunun ( Z = 114, 120, 124 veya 126) tam konumunu gösterebilen, süper ağır bölgedeki bileşik çekirdeklerin hayatta kalması üzerindeki kabuk kapanışlarının etkilerini araştırmak için de yararlı bir yöntemdir . Ekip, uranyum iyonları ile doğal nikel hedefi arasındaki nükleer füzyon reaksiyonunu inceledi:
-
238
92sen
+ doğal
28Ni
→ 296.298.299.300.302
120übn
* → fisyon
Sonuçlar, unbinilium çekirdeklerinin, 10 −18 s'nin biraz üzerinde ölçülebilir yarı ömürlerle fisyona uğrayan yüksek (~70 MeV) uyarma enerjisinde üretildiğini gösterdi . Çok kısa olmasına rağmen (aslında IUPAC tarafından kabul edilen elementin var olması için yetersizdir , çünkü bir bileşik çekirdeğin iç yapısı yoktur ve nükleonları 10 −14 s hayatta kalana kadar kabuklar halinde düzenlenmemiştir , elektronik bir bulut oluşturduğunda ), böyle bir süreci ölçme yeteneği, Z = 120'de güçlü bir kabuk etkisini gösterir. Daha düşük uyarma enerjisinde (bkz. nötron buharlaşması), kabuğun etkisi artacaktır ve temel durum çekirdeklerinin nispeten uzun yarıya sahip olması beklenebilir. -hayatları. Bu sonuç , Dubna'daki deneylerde ölçülen 294 Og'nin nispeten uzun yarı ömrünü kısmen açıklayabilir . Benzer deneyler, 124. elementte benzer bir fenomeni gösterdi, ancak flerovyum için değil , bir sonraki proton kabuğunun aslında 120. elementin ötesinde olduğunu gösteriyor. Eylül 2007'de, RIKEN'deki ekip 248 Cm hedeflerini kullanan bir program başlattı ve gelecekteki deneyleri belirtti. 302 Ubn* ve 248 Cm+ 54 Cr oluşturmak için yukarıda bahsedilen nükleer reaksiyonları kullanarak 120'nin bir sonraki proton sihirli sayısı (ve 184'ün bir sonraki nötron sihirli sayısı) olma olasılığını araştırın . Ayrıca yakındaki 296 Og*, 298 Og*, 306 Ubb* ve 308 Ubb* bileşik çekirdeklerini araştırarak bölgeyi daha ayrıntılı bir şekilde planlamayı planladılar .
atomik ve fiziksel
İkinci periyot 8 elementi olan unbinilium'un berilyum , magnezyum , kalsiyum , stronsiyum , baryum ve radyumun altında toprak alkali metal olduğu tahmin edilmektedir . Bu elementlerin her birinin en dıştaki s-orbitalinde (değerlik elektron konfigürasyonu n s 2 ) iki değerlik elektronu vardır ve bu elektronlar kimyasal reaksiyonlarda +2 oksidasyon durumunu oluşturmak üzere kolayca kaybolur : bu nedenle alkalin toprak metalleri oldukça reaktif elementlerdir. küçük boyutu nedeniyle berilyum hariç. Unbinilium'un trendi devam ettireceği ve 8s 2 değerlik elektron konfigürasyonuna sahip olacağı tahmin edilmektedir . Bu nedenle, daha hafif türdeşleri gibi davranması beklenir ; ancak bazı özelliklerde daha hafif toprak alkali metallerden farklı olacağı da tahmin edilmektedir.
Unbinilium ve diğer toprak alkali metaller arasındaki tahmin edilen farklılıkların ana nedeni, spin-yörünge (SO) etkileşimidir - elektronların hareketi ile spin arasındaki karşılıklı etkileşim . SO etkileşimi özellikle süper ağır elementler için güçlüdür, çünkü elektronları daha hafif atomlardakinden daha hızlı - ışık hızıyla karşılaştırılabilir hızlarda - hareket eder . Unbinilium atomlarında, 7p ve 8s elektron enerji seviyelerini düşürür, karşılık gelen elektronları stabilize eder, ancak 7p elektron enerji seviyelerinin ikisi diğer dördünden daha kararlıdır. Etki, 7p alt kabuğunu daha dengeli ve daha az kararlı parçalara böldüğü için alt kabuk bölünmesi olarak adlandırılır. Hesaplamalı kimyagerler, bölünmeyi , 7p alt kabuğunun daha kararlı ve daha az kararlı kısımları için, ikinci ( azimut ) kuantum sayısı l'nin 1'den 1/2'ye ve 3/ 2'ye değişmesi olarak anlarlar . Böylece, unbinilium'un dış 8s elektronları stabilize edilir ve çıkarılması beklenenden daha zor hale gelirken, 7p 3/2 elektronları buna uygun olarak dengesizleşir ve belki de kimyasal reaksiyonlara katılmalarına izin verir. En dıştaki s-orbitalinin (radyumda zaten önemli olan) bu stabilizasyonu, unbinilium kimyasını etkileyen anahtar faktördür ve alkalin toprak metallerinin atomik ve moleküler özellikleri için tüm eğilimlerin baryumdan sonra yönü tersine çevirmesine neden olur.
Dış 8s elektronlarının stabilizasyonu nedeniyle, unbinilium'un ilk iyonlaşma enerjisinin - nötr bir atomdan bir elektronu çıkarmak için gereken enerjinin - kalsiyumunkiyle karşılaştırılabilir 6.0 eV olduğu tahmin edilmektedir. Elektron , hidrojen gibi unbinilium sadece bir elektronu vardır, böylece atomu oksitlenmiş, UBN 119+ çok hızlı bir şekilde kütlesi bir hareketsiz elektron 2.05 kat, gelen bir özelliği olduğunu hareket tahmin -etkili relativistik etkiler . Karşılaştırma için, hidrojen benzeri radyum için rakam 1.30'dur ve hidrojen benzeri baryum için rakam 1.095'tir. Görelilik yasalarının basit ekstrapolasyonlarına göre, bu dolaylı olarak atom yarıçapının yaklaşık 200 pm'ye , stronsiyumunkine (215 pm) çok yakın bir daralmaya işaret eder ; yarıçapa UBN arasında 2 + iyonu da buna uygun olarak 160 pm düşürülür. Elektron afinitesindeki eğilimin de benzer şekilde radyum ve unbinilyumda yönü tersine çevirmesi beklenir.
Unbinilium , 680 °C erime noktası ile oda sıcaklığında katı olmalıdır : bu, radyum için 700 °C değerinden daha düşük olmak üzere, grupta aşağı doğru eğilimi sürdürür. Unbinilium'un kaynama noktasının 1700 °C civarında olması bekleniyor, bu da gruptaki önceki tüm elementlerden (özellikle radyum 1737 °C'de kaynar) daha düşük, periyodik düşüş eğilimini takip ediyor. Unbinilium yoğunluğu 7 g / cm arasında olduğu tahmin edilmiştir 3 grup aşağı yoğunluğunu arttırma eğilimi devam: radyum değeri 5,5 g / cm 3 .
Kimyasal
Birleştirmek | Bağ uzunluğu (Å) |
Bağ-ayrışma enerjisi (eV) |
---|---|---|
Ca 2 | 4.277 | 0.14 |
Sr 2 | 4.498 | 0.13 |
Ba 2 | 4.831 | 0.23 |
Ra 2 | 5.19 | 0.11 |
übn 2 | 5.65 | 0.02 |
Unbinilyum kimyasının alkali toprak metallerininkine benzer olduğu tahmin edilmektedir, ancak muhtemelen baryum veya radyumdan çok kalsiyum veya stronsiyum gibi davranacaktır. Stronsiyum gibi, unbinilium bir oksit (UbnO) oluşturmak için hava ile kuvvetli bir şekilde reaksiyona girmeli ve güçlü bir baz olacak olan hidroksiti (Ubn(OH) 2 ) oluşturmak ve hidrojen gazı salmak için su ile reaksiyona girmelidir . Ayrıca ile reaksiyona gereken halojen gibi UbnCl olarak Form tuzlarına 2 . Bu reaksiyonlar periyodik eğilimlerden beklenecek olsa da , göreceli etkileri göz ardı edildiğinden, düşük yoğunlukları biraz olağandışıdır, periyodik eğilimler unbinilium'un baryum veya radyumdan bile daha reaktif olacağını tahmin edecektir. Bu düşük reaktivite , unbinilium'un değerlik elektronunun relativistik stabilizasyonundan, unbinilium'un ilk iyonizasyon enerjisinin artmasından ve metalik ve iyonik yarıçapların azalmasından kaynaklanmaktadır ; bu etki radyum için zaten görülüyor. +2 oksidasyon durumundaki unbinilium kimyası, radyumdan çok stronsiyum kimyasına benzer olmalıdır. Öte yandan, Ubn 2+ iyonunun iyonik yarıçapının Sr 2+' nınkinden daha büyük olduğu tahmin edilmektedir , çünkü 7p orbitalleri kararsızdır ve bu nedenle alt kabukların p-orbitallerinden daha büyüktür. Unbinilium , diğer alkalin toprak metallerinin özelliği olan ve aynı zamanda bilinen tüm alkalinlerin ana oksidasyon durumu olan +2 oksidasyon durumuna ek olarak, başka hiçbir alkalin toprak metalinde görülmeyen +4 oksidasyon durumunu da gösterebilir. toprak metalleri: bunun nedeni 7p 3/2 spinorun kararsızlaşması ve genişlemesi, en dıştaki elektronlarının aksi takdirde beklenenden daha düşük bir iyonlaşma enerjisine sahip olmasına neden olur. +1 durumu da izole edilebilir. Birçok unbinilium bileşiğinin , 7p 3/2 elektronlarının bağa dahil olması nedeniyle büyük bir kovalent karaktere sahip olması beklenir : bu etki, 6s ve 6p 3/2 katkısı gösteren radyumda daha az ölçüde görülür . radyum florit bağlama (RAF 2 ) ve astatide (raat 2 ), daha kovalent karaktere sahip bu bileşiklerin elde edilir. Standart indirgeme potansiyeli UBN arasında 2 + / UBN çift olduğu tahmin edilmektedir -2.9 neredeyse tam Sr için aynıdır V + 2 stronsiyum (-2,899 V) / Sr çift.
Birleştirmek | Bağ uzunluğu (Å) |
Bağ-ayrışma enerjisi (kJ/mol) |
---|---|---|
CaAu | 2.67 | 2.55 |
SrAu | 2.808 | 2.63 |
BaAu | 2.869 | 3.01 |
RaAu | 2.995 | 2.56 |
UbnAu | 3.050 | 1.90 |
Gaz fazında, alkalin toprak metalleri, alkali metaller gibi genellikle kovalent olarak bağlı iki atomlu moleküller oluşturmazlar, çünkü bu tür moleküller, bağ ve anti-bağ orbitallerinde aynı sayıda elektrona sahip olacak ve çok düşük ayrışma enerjilerine sahip olacaklardır . Bu nedenle, bu moleküllerdeki M-M bağı, ağırlıklı olarak van der Waals kuvvetleri aracılığıyladır . Metal-metal bağ uzunlukları , bu M'de 2 molekül Ca grubu aşağı artış 2 UBN için 2 . Öte yandan, bunların metal-metal bağı ayrılma enerjisi genellikle Ca artış 2 Ba 2 ve UBN damla 2 en zayıf tüm grup 2 homodiatomic moleküllerin bağlanmış olması gereken. Bu eğilimin nedeni, p 3/2 ve d elektronlarının yanı sıra göreli olarak daraltılmış s orbitalinin artan katılımıdır . Bu M kaynaktan 2 ayrışma enerjilerinin, süblimasyon entalpisi (Δ * H alt unbinilium arasında) 150 kJ / mol olduğu tahmin edilmektedir.
Birleştirmek | Bağ uzunluğu (Å) |
Harmonik frekans, cm -1 |
Titreşimsel uyumsuzluk, cm -1 |
Bağ-ayrışma enerjisi (eV) |
---|---|---|---|---|
UbnH | 2.38 | 1070 | 20.1 | 1.00 |
BaH | 2.23 | 1168 | 14.5 | 2.06 |
UbnAu | 3.03 | 100 | 0.13 | 1.80 |
BaAu | 2.91 | 129 | 0.18 | 2.84 |
Ubn- Au bağı, altın ile toprak alkali metal arasındaki tüm bağların en zayıfı olmalı, ancak yine de kararlı olmalıdır. Bu ekstrapolasyon orta büyüklükte adsorbsiyon entalpisi (-Δ verir H adet altın 172 kJ / mol) (radyum değeri olmalıdır 237 kJ / mol) ve 50 kJ / mol kadar gümüş , tüm küçük alkalin toprak metalleri, bu unbinilium'un asil metallerden yapılmış yüzeyler üzerine kromatografik adsorpsiyonunun incelenmesinin mümkün olacağını göstermek . Δ H alt ve −Δ H ads değerleri, toprak alkali metaller için bağıntılıdır.
Ayrıca bakınız
- İstikrar Ada : flerovyum - unbinilium - unbihexium
Notlar
Referanslar
bibliyografya
- Audi, G.; Kondev, FG; Wang, M.; Huang, WJ; Naimi, S. (2017). "Nükleer özelliklerin NUBASE2016 değerlendirmesi" (PDF) . Çinli Fizik C . 41 (3): 030001. Bibcode : 2017ChPhC..41c0001A . doi : 10.1088/1674-1137/41/3/030001 .
- Beiser, A. (2003). Modern fizik kavramları (6. baskı). McGraw-Hill. ISBN'si 978-0-07-244848-1. OCLC 48965418 .
- Hoffman, DC ; Ghiorso, A .; Seaborg, GT (2000). Transuranyum İnsanlar: İç Hikaye . Dünya Bilimsel . ISBN'si 978-1-78-326244-1.
- Kragh, H. (2018). Transuranikten Süper Ağır Elementlere: Bir Anlaşmazlık ve Yaratılış Hikayesi . Springer . ISBN'si 978-3-319-75813-8.
- Zagrebaev, V.; Karpov, A.; Greiner, W. (2013). "Süper ağır element araştırmasının geleceği: Önümüzdeki birkaç yıl içinde hangi çekirdekler sentezlenebilir?" (PDF) . Fizik Dergisi: Konferans Serisi . 420 . 01001. arXiv : 1207.5700 . Bibcode : 2013JPhCS.420a2001Z . doi : 10.1088/1742-6596/420/1/012001 . ISSN 1742-6588 . S2CID 55434734 .