Unbinilij (Ubn) — hipotetični element Z=120: sinteza, lastnosti, raziskave

Unbinilij je hipotetični (teoretični) element periodnega sistema. Znan je tudi kot eka-radij. Atomsko število tega elementa je 120 in ima simbol Ubn. Ime unbinilij in simbol Ubn sta začasni imeni IUPAC in veljata, dokler odkrijalci ne predlagajo trajnega imena in ga IUPAC potrdi. Pričakuje se, da bo to element bloka S in kovina alkalne zemlje, torej drugi element v osmi periodi periodnega sistema.

Ta element še ni bil sintetiziran. Nemška ekipa Centra za raziskave težkih ionov GSI Helmholtz je leta 2011 izvedla poskuse in predlagala možno tvorbo izotopa ²⁹⁹Ubn, vendar brez potrditve. Pozneje so bile načrtovane in/ali obravnavane dodatne raziskave v laboratorijih v Rusiji, na Japonskem in v Franciji (načrti v letih 2017–2020). Doslej (stanje do sredine leta 2024) nobena od teh skupin ni potrdila sinteze elementa 120; iz poskusov je razvidno, da so elementi osme periode izjemno zahtevni za ustvarjanje, saj so prehodni jedri zelo nagnjena k razpadu in imajo izredno majhne preseke za združitev. Zato se pogosto navaja, da bi bil unbinilij morda en od zadnjih elementov, ki jih je možno doseči s trenutno tehnologijo.

Napovedane fizikalne in kemijske lastnosti

Teoretične študije napovedujejo nekaj splošnih značilnosti:

• Elektronska konfiguracija in oksidacijska stanja: unbinilij naj bi imel dve zunanje valentni elektroni, podobno kot druge kovine alkalne zemlje, zato se pričakuje prevladujoča oksidacijska stopnja +2. Vendar lahko relativistični učinki pri tako velikem jedru znatno vplivajo na razporeditev orbital in vodijo do nenavadnih lastnosti (mešanje orbital 7d, 8s in 8p1/2), zato so možna odstopanja od preprostih pričakovanj.
• Fizikalne lastnosti: pričakuje se kovinska obnašanja (visoka gostota, verjetno trdna pri sobni temperaturi), natančne vrednosti tališča, vrelišča, gostote in električne prevodnosti pa so neznane in odvisne od podrobnih relativističnih napovedi.
• Relativistični učinki: pri zelo težkih elementih so pomembni; povzročijo spremembe kemijske reaktivnosti, vezavne energije in velikosti atomov ter lahko delno zavirajo pričakovano kemijo alkalnih zemelj.

Isotopi in stabilnost

Za unbinilij so teoretično napovedani različni izotopi. Nekateri modeli napovedujejo, da bodo izotopi z večjim števcem nevtronov (bližje hipotetičnemu "otoku stabilnosti" pri N ≈ 184) dalj časa obstajali kot tisti z manjšim številom nevtronov. Verjetni načini razpada vključujejo alfa razpad in spontan cepitev; pri večini predlaganih izotopov so napovedane zelo kratke razpolovne dobe (milisekunde do sekunde ali krajše), čeprav se natančne vrednosti močno razlikujejo med različnimi izračuni.

Sinteza in tehnične ovire

Sinteza supertežkih elementov običajno temelji na fuziji težkih jeder z uporabo ionskih žarkov (hot fusion ali cold fusion pristopi). Glavne tehnične težave so zelo majhni preseki za nastanek želenega spojnega jedra, hitro razpadanje nastalih jeder (predvsem s spontanim cepitvijo) in potreba po visokih intenzitetah žarkov ter stabilnih tarčah. V eksperimentih je treba slediti zaporednim verigam razpadov in natančno identificirati izotope, kar zahteva zelo čuteče detektorje in dolg čakalni čas na rezultate.

Poimenovanje

Do potrditve odkritja IUPAC dodeli začasno sistematično ime - v tem primeru unbinilij (simbol Ubn). Ko raziskovalna skupina ali skupine predložijo dokaze o odkritju in te so potrjene, lahko predlagajo trajno ime in simbol. IUPAC ima ustaljen postopek za preverjanje zahtevnosti odkritja in odobritev imena.

Pomen raziskav

Raziskave supertežkih elementov, vključno z iskanjem elementa 120, prispevajo k razumevanju jedrskih sil, meja periodnega sistema in vpliva relativističnih učinkov na kemijo. Tudi če so neposredne praktične aplikacije omejene, so to temeljni raziskovalni napori, ki testirajo in širijo znanje iz jedrske fizike, kvantne kemije in eksperimentalnih tehnik.

Sklepno: unbinilij (Ubn, Z = 120) ostaja hipotetičen; kljub poskusom (na primer poskusom GSI iz leta 2011 in načrtom v drugih laboratorijih) do zdaj ni zanesljive eksperimentalne potrditve. Napovedi kažejo, da gre za element alkalne zemlje, a podrobne lastnosti še niso znane zaradi močnih relativističnih učinkov in tehničnih težav pri sintezi.

Vprašanja in odgovori

V: Kaj je Unbinilium?

V: Kakšno je atomsko število unbinilija?

V: Kakšen je simbol za unbinilij?

V: Ali je Unbinilium začasno ali stalno ime?

V: Katera je predlagana vrsta elementa Unbinilium?

V: Ali je bil unbinilij že odkrit ali sintetiziran?

V: Ali obstaja kakšna možnost sinteze unbinilija s sedanjo tehnologijo?

Išči po črki