Dubnium

Dubnium
105 dB
Ta ↑ Db ↓ (Ups) Tabela periódica rutherfordium ← dubnium → seaborgium
Aparência
desconhecido
Propriedades gerais
Nome, símbolo, número	dubnium, Db, 105
Pronúncia	/ d u b n Eu ə m / DOOB -nee-əm
Categoria elemento	de metal de transição
Grupo, período, bloco	5, 7, d
Peso atômico padrão	[268]
Configuração eletrônica	[ Rn ] 5f 14 6d três 7s 2 (Previsto) 2, 8, 18, 32, 32, 11, 2 (Previsto)
História
Descoberta	Instituto Conjunto de Pesquisa Nuclear (1968)
Propriedades físicas
Fase	sólido (prevista)
Densidade (perto RT)	29 (prevista) · g cm -3
Propriedades atômicas
Estados de oxidação	5, 4, 3 (prevista) (Estados de oxidação única em negrito são conhecidos experimentalmente)
Energias de ionização ( Mais)	1º: 664,8 (estimado) kJ · mol -1
	Segunda: 1546,7 (avaliado) kJ mol -1 ·
	3: 2.378,4 (estimado) kJ · mol -1
Raio atômico	139 (avaliado) pm
O raio de covalência	149 (avaliado) pm
Miscelânea
Número de registo CAS	53850-35-4
A maioria dos isótopos estáveis
Ver artigo principal: Isótopos de dubnium
iso N / D meia-vida 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 Só os isótopos com meias-vidas mais de 5 segundos são aqui incluídos Dubnium Inglês pronúncia comum de dubnium

Dubnium é um elemento químico com o símbolo Db e número atômico 105, nomeado após a cidade de Dubna na Rússia , onde foi produzido pela primeira vez. É um elemento sintético (um elemento que pode ser criado num laboratório, mas não se encontra na natureza) e radioactivos; o mais estável conhecida isótopo , dubnium-268, tem uma meia-vida de aproximadamente 28 horas.

No tabela periódica dos elementos, é um elemento d-bloco e no elementos transactinide. Ele é um membro da 7a período que pertence à grupo 5 elemento. Experiências químicas confirmaram que dubnium comporta-se como o mais pesado homólogo de tântalo no grupo 5. As propriedades químicas de dubnium são caracterizados apenas parcialmente. Eles são semelhantes às de outros grupos de cinco elementos.

Na década de 1960, quantidades microscópicas de dubnium foram produzidos nos laboratórios da ex- União Soviética e na Califórnia . A prioridade da descoberta e, por conseguinte, o nomeação do elemento foi disputada entre cientistas soviéticos e norte-americanos, e não foi até 1997 que União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC) estabeleceu dubnium como o nome oficial para o elemento.

História

Descoberta

Dubnium era declaradamente descoberto pela primeira vez em 1968 no Instituto Conjunto de Pesquisa Nuclear em Dubna (então na União Soviética ). Pesquisadores há bombardeado uma alvo amerício-243 com neon-22 íons . Eles relataram uma MeV 9,40 e um 9,70 MeV alfa-atividade e atribuídos os decaimentos até o isótopo ²⁶⁰ ou ²⁶¹ Db Db:

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

Dois anos mais tarde a equipa Dubna separados seus produtos de reacção por cromatografia em gradiente térmico após a conversão para os cloretos por interacção com _NbCl5. A equipe identificou um 2,2 segundo atividade espontânea fissão contidos dentro de um cloreto volátil retratando propriedades eka-tântalo, provavelmente dubnium-261 pentacloreto, ²⁶¹ dBcL _5.

No mesmo ano, uma equipe liderada por Albert Ghiorso trabalhando no University of California, Berkeley conclusivamente sintetizado o elemento bombardeando um alvo califórnio-249 com íons de nitrogênio-15. A equipa publicada uma síntese convincente de ²⁶⁰ dB na reacção entre alvo califórnio-249 e nitrogênio-15 íons e mediu o decaimento alfa de ²⁶⁰ Db com uma meia-vida de 1,6 segundos e uma energia de decaimento de 9,10 MeV, correlacionada com a decadência filha de lawrencium -256:

249
98 Cf + 15
7 260 N →
105 Db + 4 n

Estes resultados pelos cientistas de Berkeley não confirmou os soviéticos achados em relação a 9,40 MeV ou 9,70 MeV alfa-decadência do dubnium-260, deixando apenas dubnium-261 possível isótopo produzido. Em 1971, a equipe de Dubna repetiu sua reação usando um melhor set-up e foram capazes de confirmar os dados de decaimento para ²⁶⁰ Db usando a reação:

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

Em 1976, a equipe de Dubna continuou seu estudo da reação utilizando cromatografia de gradiente térmico e foram capazes de identificar o produto como dubnium-260 pentabrometo, ²⁶⁰ DbBr _5.

Em 1992, a IUPAC / IUPAP Grupo de Trabalho Transfermium avaliou as reivindicações dos dois grupos e concluiu que a confiança na descoberta cresceu a partir dos resultados de ambos os laboratórios e que o pedido de descoberta deve ser compartilhado.

Naming controvérsia

O elemento 105 foi originalmente proposto para ser nomeado após Niels Bohr (lado esquerdo), um dinamarquês físico nuclear, com o nome nielsbohrium (Ns) pelo / equipe russa Soviética. A equipe americana proposto inicialmente o elemento a ser nomeado após Otto Hahn (lado direito), um alemão químico, conhecido como um pioneiro nos campos da e radioactividade radioquímica.

A Soviética, depois da Rússia, a equipe propôs a nielsbohrium de nomes (NS) em homenagem ao físico nuclear dinamarquês Niels Bohr . A equipe americana propôs que o novo elemento deve ser nomeado hahnium (Ha), em honra do falecido alemão químico Otto Hahn. Consequentemente hahnium era o nome que os cientistas europeus mais americanos e ocidentais usadas e aparece em muitos artigos publicados na época, e nielsbohrium foi usada na União Soviética e Países de Leste.

Um elemento que nomeia a controvérsia irrompeu entre os dois grupos. O União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC) unnilpentium assim aprovado (Unp) como temporário, nome de elemento sistemático. A tentativa de resolver o problema, em 1994, a IUPAC propôs o nome joliotium (Jl), em homenagem ao físico francês Frédéric Joliot-Curie, que foi originalmente proposto pela equipe soviética para o elemento 102, mais tarde nomeado nobelium . Os dois principais demandantes ainda discordaram sobre os nomes dos elementos 104-106. No entanto, em 1997, eles resolveram a disputa e adotou o nome atual, dubnium (Db), após o russo cidade de Dubna, a localização do Instituto Conjunto de Pesquisa Nuclear. Foi alegado pela IUPAC que o laboratório Berkeley já tinha sido reconhecido várias vezes na nomeação de elementos (ou seja, berquélio , califórnio , amerício ) e que a aceitação do nomes rutherfordium e seaborgium para os elementos 104 e 106 devem ser compensados através do reconhecimento da contribuições da equipe da Rússia para a descoberta de elementos 104, 105 e 106.

Propriedades químicas

Propriedades extrapoladas

O elemento 105 é projetado para ser o terceiro membro da série 6d de metais de transição e o membro mais pesado do grupo V na Tabela Periódica, abaixo de vanádio , nióbio e tântalo . Porque ele está posicionado logo abaixo tântalo, ele também pode ser chamado de eka-tântalo. Todos os membros do grupo facilmente retratar seu estado de oxidação de 5 e o estado torna-se mais estável à medida que o grupo está descido. Assim, é esperado dubnium para formar um 5 estado estável. Para este grupo, quatro e três estados também são conhecidos para os membros mais pesados e dubnium também podem formar estes redutores estados de oxidação.

Em uma extrapolação das químicas de nióbio e tântalo , dubnium deve reagir com o oxigênio para formar uma pentóxido inerte, Db ₂ O _5. Em alcalino, a formação de um complexo orthodubnate, DBO 3-
4, é esperado. Reação com os halogênios deve prontamente formar os penta, DBX _5. Os pentachlorides de nióbio e tântalo existir como sólidos voláteis ou moléculas bipiramidal trigonal monoméricas em fase de vapor. Assim, dBcL ₅ está prevista para ser um sólido volátil. Da mesma forma, o pentafluoride, DBF _5, deve ser ainda mais volátil. A hidrólise dos halogenetos é conhecido por formar prontamente os oxi-halogenetos, MOX _3. Assim, os halogenetos DBX ₅ deve reagir com água para formar dbox _3. A reacção com iões de fluoreto é também bem conhecida para os homólogos de mais leves e dubnium é esperado para formar uma variedade de complexos de flúor. Em particular, a reacção de IC com o pentafluoreto deve formar um ião hexafluorodubnate, dbf -
6. O excesso de flúor deve levar a DBF 2-
7 e DbOF 2-
5. Se as propriedades eka-tântalo são retratados, maiores concentrações de flúor deve, em última instância formar DBF 3-
8 desde NBF 3-
8 não é conhecido.

Química experimental

A química do dubnium foi estudado por vários anos usando thermochromatography gás. Os experimentos têm estudado as características de adsorção relativas de isótopos de nióbio , tântalo e dubnium radioisótopos. Os resultados indicaram a formação de um grupo típico 5 halogenetos e oxi-halogenetos, nomeadamente dBcL _5, DbBr _{5, 3} e DbOCl DbOBr _3. Os relatórios dessas primeiras experiências geralmente se referem a Dubnium como hahnium.

História Nucleosynthesis

A fusão a frio

Esta seção lida com a síntese de núcleos de dubnium pelos chamados "frios" reações de fusão. Estes são processos que criam núcleos compostos em baixa energia de excitação (~ 10-20 MeV, portanto, "frio"), levando a uma maior probabilidade de sobrevivência de fissão. O núcleo animado então decai para o estado fundamental através da emissão de apenas um ou dois nêutrons.

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

As primeiras tentativas de sintetizar dubnium utilizando reacções de fusão a frio foram realizados em 1976 pela equipe do FLNR, Dubna usando a reação acima. Eles foram capazes de detectar a 5 s fissão (SF) atividade espontânea que eles atribuíram a ²⁵⁷ Db. Esta atribuição foi posteriormente corrigida para ²⁵⁸ Db. Em 1981, a equipe da GSI estudou esta reacção utilizando a técnica melhorada de correlação genética de pai-filha decai. Eles foram capazes de identificar positivamente ²⁵⁸ Db, o produto a partir do canal evaporação 1N de nêutrons. Em 1983, a equipe em Dubna revisitou a reação usando o método de identificação de um descendente usando separação química. Eles conseguiram medir alfa decai de descendentes conhecidos da cadeia de decaimento que começam com ²⁵⁸ Db. Isto foi tomado como proporcionando alguma evidência para a formação de núcleos dubnium. A equipe da GSI revisitou a reação em 1985 e foram capazes de detectar 10 átomos de ²⁵⁷ Db. Depois de uma atualização significativa de suas instalações em 1993, em 2000, a equipe mediu 120 decaimentos de ²⁵⁷ Db, 16 decaimentos de ²⁵⁶ dB e decadência de ²⁵⁸ Db na medição das funções 1N, 2N e 3N de excitação. Os dados recolhidos para ²⁵⁷ Db permitiu um estudo espectroscópico primeiro deste isótopo e identificou um isômero, ^257m Db, e uma primeira determinação de uma estrutura de nível decadência para ²⁵⁷ Db. A reacção foi usada em estudos de espectroscopia de isótopos de mendelevium e einsteinium em 2003-2004.

²⁰⁹ Bi ⁽⁴⁹ Ti, xn) ^258-x Db (x = 2?)

Esta reação foi estudada por Yuri Oganessian ea equipe em Dubna em 1983. Eles observaram um 2.6 s atividade SF provisoriamente atribuído a ²⁵⁶ Db. Resultados posteriores sugerem uma possível transferência para ²⁵⁶ Rf, resultante do ~ 30% filial da CE em ²⁵⁶ Db.

²⁰⁹ Bi ⁽⁴⁸ Ti, xn) ^257-x Db (x = 1?)

Esta reação foi estudada por Yuri Oganessian ea equipe em Dubna em 1983. Eles observaram um 1.6 s atividade com um ramo alpha ~ 80% com um ~ 20% ramo SF. A atividade foi provisoriamente atribuído a ²⁵⁵ Db. Resultados posteriores sugerem uma reafectação a ²⁵⁶ Db.

²⁰⁸ Pb ⁽⁵¹ V, xn) ^259-x Db (x = 1,2)

A equipe em Dubna também estudou essa reação em 1976 e foram novamente capaz de detectar a 5 s atividade SF, primeiro tentativamente atribuído a ²⁵⁷ Db e depois para ²⁵⁸ Db. Em 2006, a equipe da LBNL novo inquérito essa reação como parte de seu programa de projétil odd-Z. Eles foram capazes de detectar ²⁵⁸ dB e ²⁵⁷ Db em sua medição dos canais de evaporação de nêutron 1N e 2N.

²⁰⁷ Pb ⁽⁵¹ V, xn) ^258-x Db

A equipe em Dubna também estudou essa reação em 1976, mas desta vez eles não foram capazes de detectar a 5 s atividade SF, primeiro tentativamente atribuído a ²⁵⁷ Db e depois para ²⁵⁸ Db. Em vez disso, eles foram capazes de medir a 1,5 s atividade SF, provisoriamente atribuído a ²⁵⁵ Db.

²⁰⁵ Tl ⁽⁵⁴ Cr, xn) ^259-x Db (x = 1?)

A equipe em Dubna também estudou essa reação em 1976 e foram novamente capaz de detectar a 5 s atividade SF, primeiro tentativamente atribuído a ²⁵⁷ Db e depois para ²⁵⁸ Db.

Fusão quente

Esta seção lida com a síntese de núcleos de dubnium pelos chamados "hot" reações de fusão. Estes são processos que criam núcleos compostos em alta energia de excitação (~ 40-50 MeV, portanto, "quente"), que conduz a uma reduzida probabilidade de sobrevivência de fissão e quasi-fissão. O núcleo animado depois decai para o estado fundamental por meio da emissão de neutrões 3-5.

²³² Th ⁽³¹ P, xn) ^263-x Db (x = 5)

Há relatos muito limitadas que esta reação rara utilizando um feixe de P-31 foi estudado em 1989 por Andreyev et al. no FLNR. Uma fonte sugere que não foram detectados átomos enquanto uma melhor fonte de os próprios russos indica que Db ²⁵⁸ foi sintetizado do canal 5n com um rendimento de 120 pb.

²³⁸ U ⁽²⁷ Al, xn) ^265-x Db (x = 4,5)

Em 2006, como parte de seu estudo sobre a utilização de alvos de urânio em síntese elemento superpesado, a equipe liderada por Ken LBNL Gregorich estudou as funções de excitação para os canais 4n e 5N nesta nova reação.

²³⁶ U ⁽²⁷ Al, xn) ^263-x Db (x = 5,6)

Esta reacção foi estudada pela primeira vez por Andreyev et al. no FLNR, Dubna em 1992. Eles foram capazes de observar ²⁵⁸ dB e ²⁵⁷ dB na canais 5N e saída 6n com rendimentos de 450 pb e 75 pb, respectivamente.

²⁴³ Am ⁽²² Ne, xn) ^265-x Db (x = 5)

As primeiras tentativas de sintetizar dubnium foram realizados em 1968 pela equipe do Laboratório Flerov de reações nucleares (FLNR) em Dubna, Rússia. Eles observaram duas linhas alfa que provisoriamente atribuídos a ²⁶¹ dB e ²⁶⁰ Db. Eles repetiram o experimento em 1970 à procura de fissão espontânea. Eles encontraram um 2.2 s atividade SF que eles atribuído a ²⁶¹ Db. Em 1970, a equipe começou a trabalhar em Dubna usando thermochromatography gradiente, a fim de detectar dubnium em experiências químicas como cloreto volátil. Em sua primeira corrida eles detectaram uma atividade SF volátil, com propriedades de adsorção semelhantes aos _NbCl5 e ao contrário _HfCl4. Isto foi tomado para indicar a formação de núcleos de dvi-nióbio como dBcL _5. Em 1971, repetiram a experiência da química usando uma sensibilidade mais elevada e observaram alfa decai de um componente DVI-nióbio, feita para confirmar a formação de ²⁶⁰ Db. O método foi repetido em 1976 usando a formação de brometos e obteve resultados quase idênticos, indicando a formação de um volátil,-dvi-nióbio como DbBr _5.

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

Em 2000, cientistas chineses do Instituto de Física Moderna (IMP), Lanzhou, anunciou a descoberta do isótopo previamente desconhecida ²⁵⁹ Db formado no canal de evaporação de nêutron 4n. Eles também foram capazes de confirmar as propriedades de decaimento para ²⁵⁸ Db.

²⁴⁸ cm ⁽¹⁹ F, xn) ^267-x Db (x = 4,5)

Esta reacção foi estudada pela primeira vez em 1999 no Instituto Paul Scherrer (PSI), a fim de produzir ²⁶² dB para estudos químicos. Apenas a 4 átomos foram detectados com uma secção transversal de 260 pb. Cientistas japoneses na JAERI estudaram a reação ainda mais em 2002 e determinou rendimentos para o isótopo ²⁶² dB durante seus esforços para estudar a química aquosa de dubnium.

²⁴⁹ Bk ^(18O, xn) ^267-x Db (x = 4,5)

Na sequência da descoberta de ²⁶⁰ Db por Albert Ghiorso em 1970 na Universidade da Califórnia (UC), a mesma equipe continuou em 1971 com a descoberta do novo isótopo ²⁶² Db. Eles também observaram 25 s atividade SF não atribuído, provavelmente associado ao ramo SF agora conhecida de ²⁶³ Db. Em 1990, uma equipe liderada por Kratz em LBNL definitivamente descobriu o novo isótopo ²⁶³ Db no canal de evaporação de nêutron 4n. Esta reação tem sido usada pela mesma equipe em várias ocasiões, a fim de tentar confirmar uma captura de elétrons ramo (CE) no ²⁶³ Db levando a longa vida ²⁶³ Rf (ver rutherfordium ).

²⁴⁹ Bk ^(16O, xn) ^265-x Db (x = 4)

Na sequência da descoberta de ²⁶⁰ Db por Albert Ghiorso em 1970 na Universidade da Califórnia (UC), a mesma equipe continuou em 1971 com a descoberta do novo isótopo ²⁶¹ Db.

²⁵⁰ CF ⁽¹⁵ N, xn) ^265-x Db (x = 4)

Na sequência da descoberta de ²⁶⁰ Db por Ghiorso em 1970 no LBNL, a mesma equipe continuou em 1971 com a descoberta do novo isótopo ²⁶¹ Db.

²⁴⁹ CF ⁽¹⁵ N, xn) ^264-x Db (x = 4)

Em 1970, a equipe do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley (LBNL) estudaram essa reação e identificou o isótopo ²⁶⁰ Db em sua experiência de descoberta. Eles usaram a técnica moderna de correlação genética de pai-filha decai para confirmar a sua atribuição. Em 1977, a equipe da Oak Ridge repetiu a experiência e foram capazes de confirmar a descoberta pela identificação de K raios-X da filha lawrencium .

²⁵⁴ Es ⁽¹³ C, xn) ^267-x Db

Em 1988, cientistas como o Laboratório Nacional Lawrence Livermore (LLNL) usou a reação de fusão quente assimétrica com um alvo einsteinium-254 para procurar os novos nuclídeos ²⁶⁴ dB e ²⁶³ dB. Devido à baixa sensibilidade do experimento causado pelo pequeno alvo Es-254, eles foram incapazes de detectar eventuais resíduos de evaporação (ER).

Decadência dos nuclidos mais pesados

Isótopos de dubnium também foram identificados no decaimento de elementos mais pesados. As observações até à data estão resumidos no quadro a seguir:

Isótopos

Isomeria

²⁶⁰ Db

Dados recentes sobre a decadência de ²⁷² Rg revelou que algumas cadeias de desintegração continuará até ²⁶⁰ dB, com extraordinárias mais longos tempos de vida do que o esperado. Estes decaimentos têm sido associados a um nível de decomposição isomérica por decaimento alfa com uma semi-vida de 19 ~ s. Mais pesquisas são necessárias para permitir uma atribuição definitiva.

²⁵⁸ Db

Evidência para um estado isomeric em ²⁵⁸ Db foi recolhida a partir do estudo da decadência de ²⁶⁶ Mt e ²⁶² Bh. Tem-se observado que esses decaimentos atribuídos a um ramo de captura de electrões (CE) tem uma meia-vida significativamente diferentes para aqueles decomposição por emissão alfa. Esta foi levado a sugerir a existência de um estado isomérico decomposição por CE com uma meia-vida de 20 ~ s. Outros experimentos são necessários para confirmar esta atribuição.

²⁵⁷ Db

Um estudo sobre a formação e decomposição de ²⁵⁷ Db provou a existência de um estado isomérico. Inicialmente, ²⁵⁷ Db foi levado à decadência por emissão alfa com energias 9.16,9.07 e 8,97 MeV. Uma medição das correlações destes decai com aqueles de ²⁵³ Lr têm mostrado que a deterioração 9.16 MeV pertence a um isómero separado. A análise dos dados em conjunto com a teoria atribuiu esta atividade para um estado estável meta, ^257m Db. O estado fundamental decai por emissão alfa com energias 9,07 e 8,97 MeV. Fissão espontânea de ^{257m, g} Db não foi confirmada em experimentos recentes.

Esquemas nível decadência espectroscópicas

²⁵⁷ Db

Este é o esquema de nível decadência atualmente sugerido para ²⁵⁷ Db ^{g, m} a partir do estudo realizado em 2001 por Hessberger et al. no GSI

Isótopos retraídos

²⁵⁵ Db

Em 1983, cientistas Dubna realizou uma série de experimentos de apoio em sua busca para a descoberta de Bohrium . Em dois desses experimentos, eles alegaram que havia detectado um ~ 1,5 s atividade espontânea fissão do reações ²⁰⁷ Pb ⁽⁵¹ V, xn) e ²⁰⁹ Bi ⁽⁴⁸ Ti, xn). A actividade foi atribuída a ²⁵⁵ Db. Estudos posteriores sugeriram que a atribuição deve ser alterado para ²⁵⁶ Db. Como tal, o isótopo ²⁵⁵ Db não é atualmente reconhecido no gráfico de radionuclídeos e mais pesquisas são necessárias para confirmar este isótopo.