Dubnium

Dubnium
105 Db
Ta ↑ Db ↓ (Ups) Tabla periódica rutherfordio ← dubnium → seaborgio
Apariencia
desconocido
Propiedades generales
Nombre, símbolo, número	dubnium, Db, 105
Pronunciación	/ d U b n yo ə m / Doob -nee-əm
Categoría Elemento	metal de transición
Grupo, período, bloque	5, 7, d
Peso atómico estándar	[268]
Configuración electrónica	[ Rn ] 5f 14 6d 3 7s 2 (Valor de referencia) 2, 8, 18, 32, 32, 11, 2 (Valor de referencia)
Historia
Descubrimiento	Instituto Conjunto de Investigación Nuclear (1968)
Propiedades físicas
Fase	sólido (prevista)
Densidad (cerca rt)	29 (valor de referencia) g · cm -3
Propiedades atómicas
Estados de oxidación	5, 4, 3 (valor de referencia) (Estados de oxidación sólo en negrita son conocidos experimentalmente)
Energías de ionización ( más)	Primero: 664,8 (estimado) kJ · mol -1
	Segundo: 1546.7 (estimado) kJ · mol -1
	Tercero: 2378.4 (estimado) kJ · mol -1
Radio atómico	139 (estimado) pm
Radio covalente	149 (estimado) pm
Miscelánea
Número de registro del CAS	53850-35-4
La mayoría de los isótopos estables
Artículo principal: Los isótopos de dubnium
iso N / A media 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 sólo isótopos con vidas medias de más de 5 segundos no se incluyen aquí Dubnium Pronunciación de Inglés Común de dubnium

Dubnium es un elemento químico con el símbolo Db y número atómico 105, el nombre de la ciudad de Dubna en Rusia , donde fue producido por primera vez. Es un elemento sintético (un elemento que se puede crear en un laboratorio pero no se encuentra en la naturaleza) y radiactivos; la conocida más estable isótopo , dubnium-268, tiene una vida media de aproximadamente 28 horas.

En el tabla periódica de los elementos, es una elemento d-bloque y en el elementos transactínidos. Es un miembro de la Séptimo período y pertenece a la grupo de 5 elementos. Experimentos químicos han confirmado que dubnium comporta como el más pesado homólogo de tantalio en el grupo 5. Las propiedades químicas de dubnium se caracterizan sólo en parte. Son similares a las de otros grupos de 5 elementos.

En la década de 1960, cantidades microscópicas de dubnium fueron producidos en los laboratorios de la antigua Unión Soviética y en California . La prioridad del descubrimiento y por lo tanto el denominación del elemento se disputó entre los científicos soviéticos y americanos, y no fue hasta 1997 que Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) estableció dubnium como el nombre oficial para el elemento.

Historia

Descubrimiento

Dubnium se informa descubrió por primera vez en 1968 en la Instituto Conjunto de Investigación Nuclear Dubna (entonces en la Unión Soviética ). Los investigadores no bombardearon un objetivo americio-243 con neón-22 iones . Se informó de un 9,40 MeV y una actividad alfa 9.70 MeV y se asignan las caries al isótopo ²⁶⁰ Db o ²⁶¹ Db:

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

Dos años más tarde, el equipo de Dubna separó sus productos de reacción mediante cromatografía de gradiente térmico después de la conversión de cloruros por la interacción con NbCl _5. El equipo identificó un 2,2 segundo actividad espontánea fisión contenida dentro de un cloruro volátil retratar propiedades eka-tantalio, probablemente dubnium-261 pentacloruro, ²⁶¹ DbCl _5.

En el mismo año, un equipo dirigido por Albert Ghiorso trabajar en la Universidad de California, Berkeley concluyente sintetiza el elemento bombardeando un objetivo californio-249 con nitrógeno-15 iones. El equipo publicó una síntesis convincente de ²⁶⁰ dB en la reacción entre objetivo californio-249 y nitrógeno-15 iones y midió la desintegración alfa del ²⁶⁰ Db con una vida media de 1,6 segundos y una energía de desintegración de 9.10 MeV, en correlación con la decadencia hija de lawrencium -256:

249
98 Cf + 15
7 N → 260
105 Db + 4 n

Estos resultados de los científicos de Berkeley no confirmaron los soviéticos conclusiones relativas a la 9.40 MeV o 9.70 MeV desintegración alfa de dubnium-260, dejando sólo dubnium-261 como sea posible isótopo producido. En 1971, el equipo de Dubna repitió su reacción mediante una mejor puesta a punto y fueron capaces de confirmar los datos de la desintegración de ²⁶⁰ Db utilizando la reacción:

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

En 1976, el equipo de Dubna continuó su estudio de la reacción mediante cromatografía de gradiente térmico y fueron capaces de identificar el producto como dubnium-260 pentabromuro, ²⁶⁰ DbBr _5.

En 1992, el IUPAC / IUPAP Grupo de Trabajo Transfermium evaluó las reclamaciones de los dos grupos y se llegó a la conclusión de que la confianza en el descubrimiento creció de resultados de ambos laboratorios y la afirmación del descubrimiento debe ser compartida.

Controversia Naming

El elemento 105 fue originalmente propuesto para ser nombrado después Niels Bohr (lado izquierdo), un danés físico nuclear, con el nombre nielsbohrium (Ns) por el equipo soviético / ruso. El equipo de Estados Unidos propuso inicialmente el elemento que se nombra después Otto Hahn (lado derecho), un alemán químico, conocido como un pionero en el campo de la y la radiactividad radioquímica.

El soviético, después de Rusia, el equipo propuso el nombre nielsbohrium (Ns) en honor del físico nuclear danés Niels Bohr . El equipo de Estados Unidos propuso que el nuevo elemento debe ser nombrado hahnio (Ha), en honor del fallecido alemán químico Otto Hahn. En consecuencia hahnio era el nombre que los científicos europeos más estadounidenses y occidentales utilizan y aparece en muchos artículos publicados en ese momento, y nielsbohrium se utilizó en la Unión Soviética y Países del Este.

Una elemento nombrar polémica se desató entre los dos grupos. La Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) unnilpentium así adoptada (UNP) como temporal, Nombre de elemento sistemático. El intento de resolver el problema, en 1994, la IUPAC propuso el nombre joliotium (Jl), después de que el físico francés Frédéric Joliot-Curie, que fue propuesto originalmente por el equipo soviético para el elemento 102, más tarde nombrado nobelio . Los dos reclamos principales todavía no estaban de acuerdo sobre los nombres de los elementos 104-106. Sin embargo, en 1997 resolvieron la disputa y adoptó el nombre actual, dubnium (Db), después de que el ruso ciudad de Dubna, la ubicación de la Instituto Conjunto de Investigación Nuclear. Se argumentó por la IUPAC que el laboratorio de Berkeley ya había sido reconocida en varias ocasiones en la denominación de los elementos (es decir, el berkelio , californio , americio ) y que la aceptación de los nombres rutherfordio y seaborgio para los elementos 104 y 106 debe ser compensado por el reconocimiento de la contribuciones del equipo ruso al descubrimiento de los elementos 104, 105 y 106.

Propiedades químicas

Propiedades extrapolado

El elemento 105 se prevé que sea el tercer miembro de la serie 6d de metales de transición y el miembro más pesado del grupo V de la tabla periódica, por debajo de vanadio , niobio y tántalo . Debido a que está colocado justo debajo de tantalio, sino que también puede ser llamado eka-tantalio. Todos los miembros del grupo retratan fácilmente su estado de oxidación de 5 y el estado se vuelve más estable ya que el grupo es descendiente. Por lo tanto se espera dubnium para formar un 5 estado estable. Para este grupo, 4 y 3 estados también son conocidos por los miembros más pesados y dubnium también pueden formar estos estados de oxidación reducción.

En una extrapolación de las químicas de niobio y tántalo , dubnium debe reaccionar con el oxígeno para formar una pentóxido inerte, Db ₂ O _5. En alcalino, la formación de un complejo de orthodubnate, DBO 3-
4, se espera. La reacción con los halógenos debe formar fácilmente los pentahaluros, DBX _5. Los pentachlorides de niobio y tantalio existen como sólidos volátiles o moléculas bipiramidales trigonales monoméricas en la fase de vapor. Por lo tanto, DbCl ₅ se espera que sea un sólido volátil. Del mismo modo, el pentafluoruro, DBF _5, debe ser aún más volátil. La hidrólisis de los haluros se conoce para formar fácilmente los oxihalogenuros, MOX _3. Así, los haluros de DBX ₅ deberían reaccionar con agua para formar dBox _3. La reacción con ión fluoruro es también bien conocido por los homólogos más ligeros y se espera dubnium para formar una gama de fluoro-complejos. En particular, la reacción del pentafluoruro con HF debe formar un ion hexafluorodubnate, DBF -
6. El exceso de fluoruro debe conducir a DBF 2-
7 y DbOF 2-
5. Si se retratan propiedades eka-tantalio, mayores concentraciones de fluoruro deben formar finalmente DBF 3-
8 desde NBF 3-
8 no se conoce.

Química Experimental

La química de dubnium se ha estudiado durante varios años utilizando thermochromatography gas. Los experimentos han estudiado las características de adsorción relativas de isótopos de niobio , tantalio y dubnium radioisótopos. Los resultados han indicado la formación de grupo típico 5 haluros y oxihaluros, a saber, DbCl _5, DbBr _5, DbOCl ₃ y DbOBr _3. Los informes sobre estos primeros experimentos suelen referirse a Dubnium como hahnio.

Historia nucleosíntesis

Fusión fría

Esta sección se ocupa de la síntesis de núcleos de dubnium por las llamadas reacciones de fusión "en frío". Estos son procesos que crean núcleos compuestos a baja energía de excitación (~ 10 a 20 MeV, por lo tanto, "frío"), lo que lleva a una mayor probabilidad de supervivencia de la fisión. El núcleo excitado entonces decae al estado fundamental a través de la emisión de sólo uno o dos neutrones.

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

Los primeros intentos de sintetizar dubnium utilizando reacciones de fusión fría se llevaron a cabo en 1976 por el equipo de FLNR, Dubna usando la reacción anterior. Ellos fueron capaces de detectar un 5 s actividad espontánea de fisión (SF) que se asignan a ²⁵⁷ Db. Esta asignación fue posteriormente corregida a ²⁵⁸ Db. En 1981, el equipo de GSI estudió esta reacción utilizando la técnica mejorada de la correlación genética de padre-hija decae. Ellos fueron capaces de identificar positivamente ²⁵⁸ Db, el producto de la canal de la evaporación de neutrones 1n. En 1983, el equipo de Dubna volvió a examinar la reacción utilizando el método de identificación de un descendiente mediante separación química. Tuvieron éxito en la medición de alfa decae de descendientes conocidos de la cadena de desintegración que comienzan con ²⁵⁸ Db. Esto fue tomada como proporcionar alguna evidencia de la formación de núcleos dubnium. El equipo en el GSI volvió a examinar la reacción en 1985 y fueron capaces de detectar 10 átomos de ²⁵⁷ Db. Después de una importante actualización de sus instalaciones en 1993, en 2000 el equipo midió 120 desintegraciones de ²⁵⁷ Db, 16 desintegraciones de ²⁵⁶ dB y la decadencia de ²⁵⁸ dB en la medición de las funciones 1n, 2n y excitación 3n. Los datos recogidos para ²⁵⁷ Db permite un primer estudio espectroscópico de este isótopo e identificaron un isómero, ^257m Db, y una primera determinación de una estructura de nivel de atenuación de ²⁵⁷ dB. La reacción se utiliza en estudios espectroscópicos de isótopos de mendelevio y einsteinium en 2003-2004.

²⁰⁹ Bi ⁽⁴⁹ Ti, xn) ^258-x Db (x = 2?)

Esta reacción fue estudiada por Yuri Oganessian y el equipo en Dubna en 1983. Observaron un 2,6 s actividad SF asignado provisionalmente a ²⁵⁶ Db. Resultados posteriores sugieren una posible reasignación a ²⁵⁶ Rf, resultante de la ~ 30% rama CE en ²⁵⁶ dB.

²⁰⁹ Bi ⁽⁴⁸ Ti, xn) ^257-x Db (x = 1?)

Esta reacción fue estudiada por Yuri Oganessian y el equipo en Dubna en 1983. Se observó actividad un 1,6 s con una rama alfa ~ 80% con un ~ 20% SF rama. La actividad fue asignado provisionalmente a ²⁵⁵ Db. Resultados posteriores sugieren una reasignación a ²⁵⁶ Db.

²⁰⁸ Pb ⁽⁵¹ V, x n) ^259-x Db (x = 1,2)

El equipo de Dubna también estudió esta reacción en 1976 y de nuevo fueron capaces de detectar la actividad del 5 s SF, primero asignado provisionalmente a ²⁵⁷ Db y más tarde a ²⁵⁸ Db. En 2006, el equipo de LBNL volvió a investigar esta reacción como parte de su programa de proyectil impar-Z. Ellos fueron capaces de detectar ²⁵⁸ dB y ²⁵⁷ dB en su medición de los canales de evaporación de neutrones 1n y 2n.

²⁰⁷ Pb ⁽⁵¹ V, xn) ^258-x Db

El equipo de Dubna estudió también esta reacción en 1976, pero esta vez no fueron capaces de detectar el 5 es la actividad SF, primero asignado provisionalmente a ²⁵⁷ Db y más tarde a ²⁵⁸ Db. En su lugar, ellos fueron capaces de medir la actividad SF un 1,5 s, asignado provisionalmente a ²⁵⁵ Db.

²⁰⁵ Tl ⁽⁵⁴ Cr, xn) ^259-x Db (x = 1?)

El equipo de Dubna también estudió esta reacción en 1976 y de nuevo fueron capaces de detectar la actividad del 5 s SF, primero asignado provisionalmente a ²⁵⁷ Db y más tarde a ²⁵⁸ Db.

Fusión caliente

Esta sección se ocupa de la síntesis de núcleos de dubnium por las llamadas reacciones de fusión "calientes". Estos son procesos que crean núcleos compuestos de alta energía de excitación (~ 40 a 50 MeV, por lo tanto, "caliente"), lo que lleva a una reducción de la probabilidad de supervivencia de la fisión y cuasi-fisión. El núcleo excitado entonces decae al estado fundamental a través de la emisión de neutrones 3-5.

²³² Th ⁽³¹ P, x n) ^263-x Db (x = 5)

Hay informes muy limitados que se estudió esta rara reacción utilizando un rayo P-31 en 1989 por Andreyev et al. en el FLNR. Una fuente sugiere que no hay átomos se detectaron, mientras que una fuente mejor de los rusos sí mismos indica que ²⁵⁸ Db se sintetizó en el canal 5n con un rendimiento de 120 pb.

²³⁸ U ⁽²⁷ Al, xn) ^265-x Db (x = 4,5)

En 2006, como parte de su estudio sobre el uso de blancos de uranio en la síntesis elemento superpesado, el equipo dirigido por Ken LBNL Gregorich estudió las funciones de excitación para los canales 4n y 5n en esta nueva reacción.

²³⁶ U ⁽²⁷ Al, xn) ^263-x Db (x = 5,6)

Esta reacción fue estudiada por primera vez por Andreyev et al. en el FLNR, Dubna en 1992. Ellos fueron capaces de observar ²⁵⁸ dB y ²⁵⁷ dB en los canales 5n y salida 6n con rendimientos de 450 pb y 75 pb, respectivamente.

²⁴³ Am ⁽²² Ne, xn) ^265-x Db (x = 5)

Los primeros intentos de sintetizar dubnium se realizaron en 1968 por el equipo en el Laboratorio Flerov de Reacciones Nucleares (FLNR) en Dubna, Rusia. Se observan dos líneas alfa que se asignan provisionalmente a ²⁶¹ dB y ²⁶⁰ dB. Repitieron el experimento en 1970 en busca de fisión espontánea. Encontraron una actividad de 2,2 s SF que se asignan a ²⁶¹ dB. En 1970, el equipo de Dubna comenzó a trabajar en el uso de thermochromatography gradiente para detectar dubnium en experimentos químicos como cloruro volátil. En su primera carrera que detectaron una actividad SF volátil con propiedades de adsorción similares a NbCl ₅ ya diferencia _HfCl4. Esto fue tomado para indicar la formación de núcleos de dvi-niobio como DbCl _5. En 1971, repitieron el experimento de química usando mayor sensibilidad y observaron alfa disminuye desde un componente DVI-niobio, llevado a confirmar la formación de ²⁶⁰ Db. El método se repitió en 1976 usando la formación de bromuros y obtuvo resultados casi idénticos, lo que indica la formación de una, DVI-niobio-como DbBr volátil _5.

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

En 2000, los científicos chinos en el Instituto de Física Moderna (IMP), Lanzhou, anunciaron el descubrimiento del isótopo previamente desconocido ²⁵⁹ Db formado en el canal de la evaporación de neutrones 4n. También fueron capaces de confirmar las propiedades de desintegración de ²⁵⁸ Db.

²⁴⁸ cm ⁽¹⁹ M, x n) ^267-x Db (x = 4,5)

Esta reacción se estudió por primera vez en 1999 en el Instituto Paul Scherrer (PSI) para producir ²⁶² Db para estudios químicos. A sólo 4 átomos se detectaron con una sección transversal de 260 pb. Los científicos japoneses en JAERI estudiaron la reacción adicional en 2002 y determinaron rendimientos para el isótopo ²⁶² Db durante sus esfuerzos para estudiar la química acuosa de dubnium.

²⁴⁹ Bk ⁽¹⁸ O, x n) ^267-x Db (x = 4,5)

Después del descubrimiento de ²⁶⁰ Db por Albert Ghiorso en 1970 en la Universidad de California (UC), el mismo equipo continuó en 1971 con el descubrimiento del nuevo isótopo ²⁶² Db. También observaron una sin asignar 25 s actividad SF, probablemente asociado con la rama SF ahora conocido de ²⁶³ Db. En 1990, un equipo dirigido por Kratz en LBNL definitivamente descubrió el nuevo isótopo ²⁶³ Db en el canal de la evaporación de neutrones 4n. Esta reacción ha sido utilizado por el mismo equipo en varias ocasiones con el fin de intentar confirmar una captura de electrones (CE) sucursal en ²⁶³ Db conduce a longevo ²⁶³ Rf (ver rutherfordio ).

²⁴⁹ Bk ⁽¹⁶ O, x n) ^265-x Db (x = 4)

Después del descubrimiento de ²⁶⁰ Db por Albert Ghiorso en 1970 en la Universidad de California (UC), el mismo equipo continuó en 1971 con el descubrimiento del nuevo isótopo ²⁶¹ Db.

²⁵⁰ Cf ⁽¹⁵ N, x n) ^265-x Db (x = 4)

Después del descubrimiento de ²⁶⁰ Db por Ghiorso en 1970 en LBNL, el mismo equipo continuó en 1971 con el descubrimiento del nuevo isótopo ²⁶¹ Db.

²⁴⁹ Cf ⁽¹⁵ N, x n) ^264-x Db (x = 4)

En 1970, el equipo en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (LBNL) estudió esta reacción y se identificó el isótopo ²⁶⁰ Db en su experimento descubrimiento. Utilizaron la técnica moderna de la correlación genética de padres e hija se desintegra para confirmar su asignación. En 1977, el equipo de Oak Ridge repitió el experimento y fueron capaces de confirmar el descubrimiento por la identificación de los rayos X K de la hija lawrencium .

²⁵⁴ Es ⁽¹³ C, xn) ^267-x Db

En 1988, los científicos como el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) utilizan la reacción de fusión caliente asimétrica con un objetivo einsteinium-254 para buscar los nuevos nucleidos ²⁶⁴ dB y ²⁶³ dB. Debido a la baja sensibilidad del experimento causado por el pequeño objetivo Es-254, fueron incapaces de detectar cualquier residuo de evaporación (ER).

Decaimiento de nucleidos más pesados

Los isótopos de dubnium también se han identificado en la desintegración de elementos más pesados. Las observaciones hasta la fecha se resumen en la siguiente tabla:

Isótopos

Isomería

²⁶⁰ Db

Los datos recientes sobre la decadencia de ²⁷² Rg ha puesto de manifiesto que algunas cadenas de desintegración continúan hasta ²⁶⁰ Db con extraordinarias largos tiempos de vida de lo esperado. Estos decaimientos se han relacionado con un nivel de descomposición de isómeros por desintegración alfa con una vida media de ~ 19 s. Se requiere investigación adicional para permitir una asignación definida.

²⁵⁸ Db

La evidencia de un estado de isómeros en ²⁵⁸ Db se ha recopilado a partir del estudio de la decadencia de ²⁶⁶ Mt y ²⁶² Bh. Se ha observado que esos decaimientos asignados a una rama de captura de electrones (CE) tiene una vida media significativamente diferente a los descomposición por emisión alfa. Esto se ha llevado a sugerir la existencia de un estado de isómeros en descomposición por la CE, con una vida media de ~ 20 s. Se necesitan más estudios para confirmar esta asignación.

²⁵⁷ Db

Un estudio de la formación y descomposición de ²⁵⁷ Db ha probado la existencia de un estado de isómeros. Inicialmente, ²⁵⁷ Db fue llevado a la decadencia por emisión alfa con energías 9.16,9.07 y 8.97 MeV. Una medición de las correlaciones de estos decae con los de ²⁵³ Lr han demostrado que la decadencia 9,16 MeV pertenece a un isómero separado. El análisis de los datos en relación con la teoría han asignado esta actividad a un estado estable meta, ^257m Db. El estado fundamental se desintegra por emisión alfa con energías 9.07 y 8.97 MeV. Fisión espontánea de ^{257m, g} Db no fue confirmada en experimentos recientes.

Esquemas de nivel de decadencia espectroscópicas

²⁵⁷ Db

Este es el esquema de niveles de descomposición sugerido actualmente para ²⁵⁷ Db ^{g, m} desde el estudio realizado en 2001 por Hessberger et al. en el GSI

Isótopos retraídos

²⁵⁵ Db

En 1983, científicos de la Dubna llevó a cabo una serie de experimentos de apoyo en su búsqueda para el descubrimiento de Bohrium . En dos de estos experimentos, alegaron que habían detectado unos ~ 1,5 s actividad espontánea de la fisión de la reacciones ²⁰⁷ Pb ⁽⁵¹ V, x n) y ²⁰⁹ Bi ⁽⁴⁸ Ti, xn). La actividad fue asignado a ²⁵⁵ Db. La investigación posterior sugirió que la asignación se debe cambiar a ²⁵⁶ Db. Como tal, el isótopo ²⁵⁵ Db actualmente no se reconoce en la carta de los radionucleidos y se necesita más investigación para confirmar este isótopo.