Dubnium

Dubnium
105 Db
Ta ↑ Db ↓ (Ups) Tableau périodique rutherfordium ← → dubnium seaborgium
Apparence
inconnu
Propriétés générales
Nom, symbole, nombre	dubnium, Db, 105
Prononciation	/ ré U b n Je ə m / DOOB -neE-əm
Élément Catégorie	métal de transition
Groupe, période, bloc	5, 7, ré
Poids atomique standard	[268]
Configuration électronique	[ Rn ] 5f 14 6d 3 7s 2 (Prévue) 2, 8, 18, 32, 32, 11, 2 (Prévue)
Histoire
Découverte	Institut unifié de recherches nucléaires (1968)
Propriétés physiques
Phase	solide (prévue)
Densité (à proximité rt)	29 (prévue) g · cm -3
Propriétés atomiques
États d'oxydation	5, 4, 3 (prévue) (États d'oxydation ne en gras sont connus expérimentalement)
énergies d'ionisation ( plus)	1er: 664,8 (estimation) kJ · mol -1
	2ème: 1546,7 (estimation) kJ · mol -1
	3ème: 2378,4 (estimation) kJ · mol -1
Rayon atomique	139 (estimation) h
Rayon covalente	149 (estimation) h
Miscellanées
Numéro de registre CAS	53850-35-4
La plupart des isotopes stables
Article détaillé: Isotopes de dubnium
iso N / A demi-vie DM DE ( MeV) DP 262 Db syn 34 s 67% α 8.66,8.45 258 Lr 33% SF 263 Db syn 27 s 56% SF 41% α 8,36 259 Lr 3% ε 263m Rf 266 Db syn 22 min SF ε 266 Rf 267 Db syn 1,2 h SF 268 Db syn 29 h SF ε 268 Rf 270 Db syn 23,15 h SF seulement isotopes avec des demi-vies plus de 5 secondes sont inclus ici Dubnium Prononciation anglaise commun de dubnium

Dubnium est un élément chimique avec le symbole dB et de numéro atomique 105, nommé d'après la ville de Dubna en Russie , où il a été produit. C'est un élément synthétique (un élément qui peut être créé dans un laboratoire, mais ne se trouve pas dans la nature) et radioactifs; le connu plus stable isotope , dubnium-268, a une demi-vie d'environ 28 heures.

Dans le tableau périodique des éléments, ce est un élément d-bloc et dans le transactinide éléments. Ce est un membre de la 7e période et appartient à la groupe 5 élément. expériences de chimie ont confirmé que dubnium se comporte comme le plus lourd homologue de tantale dans le groupe 5. Les propriétés chimiques de dubnium se caractérisent en partie seulement. Ils sont similaires à ceux d'autres groupes 5 éléments.

Dans les années 1960, des quantités microscopiques de dubnium ont été produites dans les laboratoires de l'ex- Union soviétique et en Californie . La priorité de la découverte et donc la nommage de l'élément a été contestée entre les scientifiques soviétiques et américains, et ce ne est qu'en 1997 que Union internationale de chimie pure et appliquée (UICPA) a établi dubnium que le nom officiel de l'élément.

Histoire

Découverte

Dubnium aurait été découvert en 1968 à la Institut unifié de recherches nucléaires à Dubna (puis dans l' Union soviétique ). Les chercheurs y ont bombardé une cible américium-243 avec neon-22 ions . Ils ont rapporté un MeV 9,40 et un 9,70 MeV activité alpha et affectés les désintégrations de l'isotope ²⁶⁰ ou ²⁶¹ Db Db:

243
95 Am + 22
10 Ne → 265- x
105 Db x + n

Deux ans plus tard l'équipe Dubna séparé leurs produits de réaction par Chromatographie gradient thermique après conversion en chlorures par interaction avec NbCl _5. L'équipe a identifié un 2,2 secondes activité spontanée de fission contenus dans un chlorure volatile dépeignant propriétés eka-tantale, susceptibles dubnium-261 pentachlorure, ²⁶¹ DbCl _5.

Dans la même année, une équipe dirigée par Albert Ghiorso travaillant au Université de Californie, Berkeley concluante synthétisé l'élément en bombardant une cible californium 249 avec 15 ions azote. L'équipe a publié une synthèse convaincante de ²⁶⁰ Db dans la réaction entre cible californium-249 et azote 15 ions et mesuré la désintégration alpha de ²⁶⁰ Db avec une demi-vie de 1,6 secondes et une énergie de désintégration de 9,10 MeV, en corrélation avec la désintégration de fille de lawrencium -256:

249
98 Cf + 15
7 N → 260
105 Db + 4 n

Ces résultats par les scientifiques de Berkeley ne ont pas confirmé les soviétiques conclusions concernant l'9,40 MeV ou 9,70 MeV désintégration alpha de dubnium-260, ne laissant que dubnium-261 que possible isotope produit. En 1971, l'équipe Dubna répété leur réaction en utilisant un meilleur set-up et ont été en mesure de confirmer les données de décroissance pour ²⁶⁰ dB en utilisant la réaction:

243
95 Am + 22
10 Ne → 260
105 Db + 5 n

En 1976, l'équipe Dubna ont poursuivi leur étude de la réaction en utilisant la chromatographie gradient thermique et étaient en mesure d'identifier le produit comme dubnium-260 pentabromure, ²⁶⁰ DbBr _5.

En 1992, le UICPA / Groupe de travail Transfermium IUPAP évalué les demandes des deux groupes et a conclu que la confiance dans la découverte a grandi à partir des résultats des deux laboratoires et de la demande de la découverte doit être partagée.

Nommer la controverse

L'élément 105 a été proposé à l'origine pour être nommé d'après Niels Bohr (côté gauche), une danoise physicien nucléaire, avec le nom nielsbohrium (Ns) par le / équipe russe soviétique. L'équipe américaine a initialement proposé l'élément à son nom Otto Hahn (à droite), un allemand chimiste, connu comme un pionnier dans les domaines de et radioactivité radiochimie.

Le Soviet, plus tard, la Russie, l'équipe a proposé le nom nielsbohrium (Ns) en l'honneur du physicien nucléaire danois Niels Bohr . L'équipe américaine a proposé que le nouvel élément doit être nommé hahnium (Ha), en l'honneur de feu allemande chimiste Otto Hahn. Par conséquent hahnium était le nom que les scientifiques européens les plus américains et occidentaux utilisés et apparaît dans de nombreux articles publiés à l'époque, et nielsbohrium a été utilisé dans l'Union soviétique et Pays de l'Est.

Une élément nommer controverse a éclaté entre les deux groupes. Le Union internationale de chimie pure et appliquée (UICPA) de unnilpentium ainsi adopté (Unp) comme temporaire, Dénomination systématique. Tenter de résoudre le problème, en 1994, de l'UICPA a proposé le nom joliotium (Jl), d'après le physicien français Frédéric Joliot-Curie, qui a été proposé à l'origine par l'équipe soviétique pour l'élément 102, nommé plus tard nobélium . Les deux prétendants principaux toujours en désaccord sur les noms des éléments 104-106. Cependant, en 1997, ils ont résolu le litige et ont adopté le nom actuel, dubnium (Db), après la Russie ville de Dubna, l'emplacement de la Institut unifié de recherches nucléaires. Il a été soutenu par l'IUPAC que le laboratoire Berkeley avait déjà été reconnue à plusieurs reprises dans la dénomination des éléments (ce est à dire, berkelium , californium , américium ) et que l'acceptation de la noms rutherfordium et seaborgium pour les éléments 104 et 106 devrait être compensée par la reconnaissance de la Les contributions de l'équipe de Russie à la découverte d'éléments 104, 105 et 106.

Propriétés chimiques

Propriétés extrapolées

Élément 105 devrait être le troisième membre de la série 6d de métaux de transition et l'élément le plus lourd du groupe V du tableau périodique, au-dessous de vanadium , niobium et tantale . Parce qu'il est positionnée juste en dessous de tantale, il peut également être appelé eka-tantale. Tous les membres du groupe décrivent facilement leur état de cinq d'oxydation et l'état devient plus stable que le groupe est descendu. Ainsi devrait dubnium pour former un 5 état stable. Pour ce groupe, quatre et trois États sont également connus pour les membres plus lourds et dubnium peuvent également former ces états d'oxydation réducteurs.

Dans une extrapolation des chimies de niobium et de tantale , dubnium doit réagir avec l'oxygène pour former un pentoxyde inerte, Db ₂ O _5. Dans alcalin, la formation d'un complexe orthodubnate, DBO 3-
4, est attendue. La réaction avec les halogènes devrait facilement former les pentahalogénures, DBX _5. Les pentachlorures de niobium et de tantale en tant que matières solides existent molécules volatiles ou pentagonale monomères dans la phase vapeur. Ainsi, DbCl ₅ devrait être un solide volatile. De même, le pentafluorure, DBF _5, devrait être encore plus volatile. L'hydrolyse des halogénures est connu pour former facilement les oxyhalogénures, ₃ MOX. Ainsi, les halogénures DBX ₅ devraient réagir avec l'eau pour former dBox _3. La réaction avec l'ion fluorure est également bien connu pour les homologues légers et dubnium devrait former une gamme de complexes fluorés. En particulier, la réaction du pentafluorure avec HF devrait former un hexafluorodubnate ions, DBF -
6. Excès de fluorure devrait conduire à DBF 2-
7 et DBOF 2-
5. Si les propriétés eka-tantale sont représentés, des concentrations plus élevées de fluorure devraient finalement former DBF 3-
8 depuis NbF 3-
8 ne est pas connu.

Chimie expérimentale

La chimie de dubnium a été étudié pendant plusieurs années à l'aide de gaz thermochromatography. Les expériences ont étudié les caractéristiques d'adsorption relatives des isotopes de niobium , de tantale et dubnium radio-isotopes. Les résultats ont indiqué la formation de groupe typique 5 halogénures et oxyhalogénures, à savoir DbCl _5, DbBr _{5, 3} et DbOCl DbOBr _3. Les rapports sur ces premières expériences se réfèrent généralement à dubnium que hahnium.

Histoire nucléosynthèse

La fusion froide

Cette section traite de la synthèse de noyaux de dubnium par ce qu'on appelle des réactions de fusion "à froid". Ce sont des processus qui créent des noyaux composés à faible énergie d'excitation (~ 10-20 MeV, donc «à froid»), conduisant à une plus grande probabilité de survie de la fission. Le noyau excité décroît alors à l'état de sol via l'émission d'un ou deux neutrons seulement.

²⁰⁹ Bi ⁽⁵⁰ Ti, xn) ^259-x Db (x = 1,2,3)

Les premières tentatives de synthétisent dubnium utilisant des réactions de fusion à froid ont été effectuées en 1976 par l'équipe de FLNR, Dubna en utilisant la réaction ci-dessus. Ils étaient capables de détecter un 5 s activité spontanée fission (SF) dont ils assignés à ²⁵⁷ Db. Cette mission a été corrigée par la suite à ²⁵⁸ Db. En 1981, l'équipe de GSI étudié cette réaction en utilisant la technique améliorée de corrélation génétique parent-fille se désintègre. Ils ont pu identifier avec certitude ²⁵⁸ Db, le produit de la chaîne d'évaporation 1n de neutrons. En 1983, l'équipe de Dubna revisité la réaction en utilisant la méthode d'identification d'un descendant en utilisant une séparation chimique. Ils ont réussi à mesurer les désintégrations de descendants connus de la chaîne de désintégration commençant par ²⁵⁸ Db alpha. Cela a été considéré comme fournissant une preuve de la formation de noyaux de dubnium. L'équipe de GSI revisité la réaction en 1985 et ont été en mesure de détecter 10 atomes de ²⁵⁷ Db. Après une mise à niveau importante de leurs installations en 1993, en 2000, l'équipe a mesuré 120 désintégrations de ²⁵⁷ Db, 16 désintégrations de ²⁵⁶ dB et décadence de ²⁵⁸ dB dans la mesure des fonctions 1n, 2n et 3n excitation. Les données recueillies pour Db ²⁵⁷ ont permis une première étude spectroscopique de cet isotope identifiés et un isomère, ^257m Db, et une première détermination d'une structure de niveau de désintégration de ²⁵⁷ dB. La réaction a été utilisé dans les études spectroscopiques des isotopes de mendelevium et einsteinium en 2003-2004.

²⁰⁹ Bi ⁽⁴⁹ Ti, xn) ^258-x Db (x = 2?)

Cette réaction a été étudiée par Yuri Oganessian et l'équipe de Dubna en 1983. Ils ont observé une hausse de 2,6 de l'activité SF attribué provisoirement à ²⁵⁶ Db. Résultats plus tard suggèrent une réaffectation possible de ²⁵⁶ Rf, résultant de l'~ 30% branche CE ²⁵⁶ Db.

²⁰⁹ Bi ⁽⁴⁸ Ti, xn) ^257-x Db (x = 1?)

Cette réaction a été étudiée par Yuri Oganessian et l'équipe de Dubna en 1983. Ils observer l'activité d'un 1,6 avec une branche avec un alpha ~ 20% ~ SF branche de 80%. L'activité a été provisoirement attribué à ²⁵⁵ Db. Résultats plus tard suggèrent une réaffectation à ²⁵⁶ Db.

²⁰⁸ Pb ⁽⁵¹ V, xn) ^259-x Db (x = 1,2)

L'équipe a également étudié à Dubna cette réaction en 1976 et était à nouveau en mesure de détecter la 5 de l'activité SF, d'abord attribué provisoirement à ²⁵⁷ dB et plus tard à ²⁵⁸ Db. En 2006, l'équipe de LBNL nouvelle enquête cette réaction dans le cadre de leur programme de projectile impair Z. Ils étaient capables de détecter ²⁵⁸ dB et ²⁵⁷ dB leur mesure des 1n et 2n canaux neutrons d'évaporation.

²⁰⁷ Pb ⁽⁵¹ V, xn) ^258-x Db

L'équipe a également étudié à Dubna cette réaction en 1976, mais cette fois, ils ont été incapables de détecter la 5 S Activité SF, d'abord attribué provisoirement à ²⁵⁷ dB et plus tard à ²⁵⁸ Db. Au lieu de cela, ils ont pu mesurer un 1,5 de l'activité SF, attribué provisoirement à ²⁵⁵ Db.

²⁰⁵ Tl ⁽⁵⁴ Cr, xn) ^259-x Db (x = 1?)

L'équipe a également étudié à Dubna cette réaction en 1976 et était à nouveau en mesure de détecter la 5 de l'activité SF, d'abord attribué provisoirement à ²⁵⁷ dB et plus tard à ²⁵⁸ Db.

Fusion chaude

Cette section traite de la synthèse de noyaux de dubnium par ce qu'on appelle des réactions de fusion "à chaud". Ce sont des processus qui créent des noyaux composés à haute énergie d'excitation (~ 40-50 MeV, donc «à chaud»), conduisant à une probabilité réduite de survie de la fission et quasi-fission. Le noyau excité décroît alors à l'état de sol via l'émission de neutrons 3-5.

²³² Th ⁽³¹ P, xn) ^263-x Db (x = 5)

Il ya très peu de rapports que cette réaction rare utilisant un faisceau P-31 a été étudié en 1989 par Andreev et al. au FLNR. Une source suggère pas d'atomes ont été détectées pendant une meilleure source des russes se indique que ²⁵⁸ Db a été synthétisé par le canal 5n avec un rendement de 120 pb.

²³⁸ U ⁽²⁷ Al, xn) ^265-x Db (x = 4,5)

En 2006, dans le cadre de leur étude sur l'utilisation de cibles d'uranium dans la synthèse des éléments super-lourds, l'équipe de LBNL dirigée par Ken Gregorich étudié les fonctions d'excitation pour les canaux de 4N et 5N dans cette nouvelle réaction.

²³⁶ U ⁽²⁷ Al, xn) ^263-x Db (x = 5,6)

Cette réaction a été étudiée par Andreev et al. au FLNR, Dubna en 1992. Ils ont pu observer ²⁵⁸ dB et ²⁵⁷ dB dans la canaux de 5n et de sortie de 6n avec des rendements de 450 pb et 75 pb, respectivement.

Am ^{243 (22} Ne, xn) ^265-x Db (x = 5)

Les premières tentatives pour synthétiser dubnium ont été effectuées en 1968 par l'équipe du Laboratoire Flerov de réactions nucléaires (FLNR) de Dubna, en Russie. Ils ont observé deux lignes alpha dont ils affectés provisoirement à ²⁶¹ dB et ²⁶⁰ dB. Ils ont répété leur expérience en 1970 à la recherche de fission spontanée. Ils ont trouvé un 2,2 de l'activité SF dont ils assignés à ²⁶¹ Db. En 1970, l'équipe a commencé à travailler sur Dubna utilisant thermochromatography gradient afin de détecter dubnium dans des expériences chimiques comme le chlorure volatile. Dans leur première course ils ont détecté une activité SF volatile avec des propriétés d'adsorption similaires à _NbCl5 et contrairement _HfCl4. Ceci a été pris pour indiquer la formation de noyaux de dvi-niobium DbCl _5. En 1971, on répète l'expérience en utilisant la chimie de sensibilité plus élevée et se désintègre alpha observés à partir d'un composant DVI-niobium, pris pour confirmer la formation de ²⁶⁰ dB. Le procédé a été répété en 1976 en utilisant la formation de bromures et a obtenu des résultats presque identiques, ce qui indique la formation d'un volatile, _{dvi-niobium-5} comme DbBr.

Am ^{241 (22} Ne, xn) ^263-x Db (x = 4,5)

En 2000, les scientifiques chinois à l'Institut de Physique Moderne (IMP), Lanzhou, ont annoncé la découverte de l'isotope inconnue ²⁵⁹ Db formée dans le canal neutrons d'évaporation 4n. Ils ont également été en mesure de confirmer les propriétés de désintégration pour ²⁵⁸ Db.

²⁴⁸ cm ⁽¹⁹ F, xn) ^267-x Db (x = 4,5)

Cette réaction a été étudiée la première fois en 1999 à l'Institut Paul Scherrer (PSI) afin de produire ²⁶² Db pour les études chimiques. Situé à seulement 4 atomes ont été détectés avec une section de 260 pb. Les scientifiques japonais à JAERI ont étudié la réaction ultérieure en 2002 et a déterminé les rendements de l'isotope ²⁶² Db cours de leurs efforts pour étudier la chimie aqueuse de dubnium.

²⁴⁹ Bk ⁽¹⁸ O, xn) ^267-x Db (x = 4,5)

Suite de la découverte de ²⁶⁰ Db par Albert Ghiorso en 1970 à l'Université de Californie (UC), la même équipe a poursuivi en 1971 avec la découverte de la nouvelle isotope ²⁶² Db. Ils ont également observé une activité SF 25 s non affecté, probablement associé à la branche SF maintenant connu de ²⁶³ Db. En 1990, une équipe dirigée par Kratz au LBNL définitivement découvert le nouvel isotope ²⁶³ Db dans le canal neutrons d'évaporation 4n. Cette réaction a été utilisé par la même équipe à plusieurs reprises pour tenter de confirmer une capture d'électrons (CE) filiale à ²⁶³ Db conduisant à longue durée de vie ²⁶³ Rf (voir rutherfordium ).

²⁴⁹ Bk ⁽¹⁶ O, xn) ^265-x Db (x = 4)

Suite de la découverte de ²⁶⁰ Db par Albert Ghiorso en 1970 à l'Université de Californie (UC), la même équipe a poursuivi en 1971 avec la découverte de la nouvelle isotope ²⁶¹ Db.

²⁵⁰ Cf ⁽¹⁵ N, xn) ^265-x Db (x = 4)

Suite de la découverte de ²⁶⁰ Db par Ghiorso en 1970 au LBNL, la même équipe a poursuivi en 1971 avec la découverte de la nouvelle isotope ²⁶¹ Db.

²⁴⁹ Cf ⁽¹⁵ N, xn) ^264-x Db (x = 4)

En 1970, l'équipe du Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) a étudié cette réaction et a identifié l'isotope ²⁶⁰ Db dans leur expérience de découverte. Ils ont utilisé la technique moderne de corrélation génétique parent-fille se désintègre pour confirmer leur affectation. En 1977, l'équipe d'Oak Ridge a répété l'expérience et ont été en mesure de confirmer la découverte par l'identification des rayons X K de la fille lawrencium .

Es ^{254 (13} C, xn) ^267-x Db

En 1988, les scientifiques comme le Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) ont utilisé la réaction de fusion à chaud asymétrique avec un objectif einsteinium-254 pour rechercher les nouveaux nucléides ²⁶⁴ dB et ²⁶³ dB. En raison de la faible sensibilité de l'expérience provoquée par la petite Es-254 cible, ils étaient incapables de détecter les résidus d'évaporation (ER).

Decay de nucléides lourds

Isotopes de dubnium ont également été identifiés dans la désintégration d'éléments plus lourds. Observations à ce jour sont résumés dans le tableau ci-dessous:

Isotopes

Isomerism

²⁶⁰ Db

Des données récentes sur la désintégration de ²⁷² Rg a révélé que certaines chaînes de désintégration continuent à ²⁶⁰ Db avec extraordinaires de plus longues durées de vie que prévu. Ces désintégrations ont été liés à une décomposition de niveau isomère par la désintégration alpha avec une demi-vie de ~ 19 s. Des recherches complémentaires sont nécessaires pour permettre une tâche définie.

²⁵⁸ Db

Preuve d'un état isomère de ²⁵⁸ Db ont été recueillies à partir de l'étude de la désintégration de ²⁶⁶ Mt et ²⁶² Bh. Il a été noté que ces désintégrations affectées à une branche capture d'électrons (CE) possède une demi-vie significativement différents de ceux décomposition par émission alpha. Cela a été pris à suggérer l'existence d'un état isomère décomposition par CE avec une demi-vie de ~ 20 s. D'autres expériences sont nécessaires pour confirmer cette mission.

²⁵⁷ Db

Une étude de la formation et de la décomposition de ²⁵⁷ Db a prouvé l'existence d'un état isomère. Initialement, ²⁵⁷ Db a été prise à la pourriture par émission alpha avec des énergies 9.16,9.07 et 8,97 MeV. Une mesure de la corrélation de ces désintégrations avec ceux de ²⁵³ Lr ont montré que la décroissance de 9,16 MeV appartient à un isomère séparé. L'analyse des données en collaboration avec la théorie ont attribué cette activité à un état stable méta, ^257m Db. L'état fondamental désintègre par émission alpha avec des énergies 9,07 et 8,97 MeV. Fission spontanée de ^{257m, g} Db n'a pas été confirmée par des expériences récentes.

régimes de niveau de désintégration spectroscopiques

²⁵⁷ Db

Ce est le système de niveau de désintégration actuellement proposé pour ²⁵⁷ Db ^{g, m} de l'étude réalisée en 2001 par Hessberger et al. au GSI

Isotopes rétractées

²⁵⁵ Db

En 1983, des scientifiques de Dubna a effectué une série d'expériences de soutien dans leur quête de la découverte de Bohrium . Dans deux de ces expériences, ils ont affirmé qu'ils avaient détecté un ~ 1,5 s activité spontanée de fission de la réaction ²⁰⁷ Pb ⁽⁵¹ V, xn) et ²⁰⁹ Bi ⁽⁴⁸ Ti, xn). L'activité a été affectée à ²⁵⁵ Db. Des recherches ultérieures a suggéré que la cession devrait être modifiée pour ²⁵⁶ Db. En tant que tel, l'isotope ²⁵⁵ Db ne est actuellement pas reconnu sur la carte des radionucléides et des recherches supplémentaires sont nécessaires pour confirmer cet isotope.