Unbiunij (element 121): hipotetični superaktinid z začasnim imenom Ubu

Unbiunij je hipotetični (teoretični ali namišljeni) element periodnega sistema. Znan je tudi kot eka-aktinij. Atomsko število tega elementa je 121. Ima simbol Ubu. Ime Unbiunium in simbol Ubu sta začasni imeni IUPAC. To ime in simbol obstajata, dokler se ne določi trajno ime. Pričakuje se, da bo to element z blokom F in superaktinid. Je tretji element v osmi periodi periodnega sistema.

Imenovanje

Unbiunij (latinsko/greško po sistemu IUPAC za začasna imena) izhaja iz zaporednih številk 1-2-1 (un-bi-un). Simbol Ubu je prav tako začasen. Ko bo element sintetiziran in potrjen, bo mednarodna kemijska skupnost (prek IUPAC) objavila predlog za trajno ime, ki ga lahko predlagajo odkritele ali predlagajo znanstvene komisije; nato poteka javna razprava in volilni postopek za njegovo dokončno potrditev.

Mesto v periodnem sistemu in napovedi

Unbiunij naj bi se nahajal v osmi periodi in spadal v širitev t. i. superaktinidov. Natančna elektronska konfiguracija in pripadajoči blok (f ali celo g) sta predmet teorij in naprednih kvantnih izračunov; relativistični učinki pri tako visokih atomskih številih močno vplivajo na energijske nivoje in s tem tudi na pričakovane kemijske lastnosti. Zaradi tega so napovedi manj zanesljive kot za lažje elemente.

Napovedane fizikalne in kemijske lastnosti

Pričakuje se, da bodo izotopi unbiunija izredno nestabilni, z zelo kratkimi razpolovnimi časi (morda milisekunde do sekund ali krajši), zato jih je težko zaznati in preučevati.
Glavna pričakovana razgradna spreminja sta alfa razpad in spontani cepitev (spontaneous fission), vendar natančna verjetja različnih poti razpada zahtevajo jedrske modele in izračune.
Relativistični učinki lahko spremenijo pričakovane oksidacijske state in kemijsko obnašanje; analogije z lažjimi aktinidi so le približne. Možni oksidacijski stanj so predmet teoretičnih napovedi, vendar brez eksperimentalnih dokazov ostajajo špekulativna.
Če bi bilo mogoče proizvesti dovolj nevtronsko bogate izotope (bližje npr. N = 184), bi obstajala možnost daljših razpolovnih časov v okviru tako imenovanega "otoka stabilnosti", a doseči takšne izotope je eksperimentalno zelo zahtevno.

Sinteza in eksperimentalni poskusi

Sintezo unbiunija so prvič poskusili izvesti leta 1977 z bombardiranjem tarče iz urana 238 z ioni bakra-65 v Helmholtzevem centru za raziskave težkih ionov GSI v Darmstadtu v Nemčiji:

²³⁸U +⁶⁵ Cu →³⁰³ Ubu

Atomi niso bili identificirani.

Generalno se za izdelavo zelo težkih elementov uporablja metoda fuzijsko-evaporacijskih reakcij, pri kateri se tarča iz težkega jedra bombardira s hitro gibajočimi ioni. Izvedba teh poskusov je otežena zaradi izjemno nizkih presekov verjetnosti sinteze (izrazito redki dogodki), omejene obstojnosti tarč in žarkov ter težav pri ločevanju in zaznavi posameznih atoma, ki imajo pogosto le izjemno kratke razpolovne čase.

Po prvem poskusu 1977 do danes ni potrjenih odkritij unbiunija. Raziskovalne skupine v različnih laboratorijih po svetu (vključno z GSI, JINR Dubna in RIKEN ter drugimi) preučujejo ali načrtujejo poskuse za sintezo elementov v tem območju periodnega sistema, vendar so tehnične in jedrske prepreke velike.

Znanstveni pomen

Preučevanje elementov z zelo visokimi atomskimi številkami, kot je unbiunij, je pomembno za več razlogov:

Testiranje jedrskih modelov in napovedi o jedrski stabilnosti daljnih supertežkih jeder.
Raziskovanje vpliva močnih relativističnih učinkov na elektronsko strukturo in kemijo.
Razširitev periodnega sistema in razumevanje, kje se konča meja elementov, ki jih je mogoče sintetizirati v laboratoriju.

Stanje in nadaljnji koraki

Do sedaj ni uradno potrjenih atomov unbiunija. Nadaljnji napredek bo odvisen od tehnološkega napredka v proizvodnji močnih ionskih žarkov, trajnejših in razpoložljivih tarčnih materialov, izboljšav detekcijskih sistemov ter razvoja novih metod za doseganje nevtronsko bogatejših izotopov, ki bi lahko pripeljali do daljših razpolovnih časov.