Унбинилий (елемент 120, Ubn) — хипотетичен алкалноземен метал

Унбинилий (елемент 120, Ubn) — хипотетичен алкалноземен метал. Разгледани са свойства, опити за синтез, експерименти и перспективи в осмия период.

Унбинилий е хипотетичен (теоретичен или въображаем) елемент от периодичната таблица с атомен номер 120. Известен е също като ека-радий. Символът му е Ubn. Името Unbinilium и символът Ubn са временни наименования по IUPAC и се използват до официалното присъждане на постоянно име след потвърждаване на синтеза. Очаква се унбинилият да принадлежи към S-блока и да бъде метал от алкална земя, т.е. вторият елемент в осмия период и член на група 2 на периодичната таблица.

Име и номенклатура

Систематичното (временно) име Unbinilium идва от латинските цифри за 1-2-0 (un-bi-nil-ium). Символът Ubn се използва по конвенция на IUPAC, докато не се потвърди синтезът и не бъде предложено и одобрено постоянно име. След официално откриване откривателите имат право да предложат име, което трябва да бъде одобрено от IUPAC.

Прогнозни ядрени и атомни свойства

• Атомен номер: 120.
• Очаквана електронна конфигурация (приблизително): [Og] 8s2, т.е. два валентни електрона в 8s-подуровня. За супер-тежки елементи обаче релативистичните ефекти могат да доведат до отклонения от простите прогнози.
• Клас: алкалноземен метал (група 2), с очаквана доминираща степен на окисление +2 при химични съединения, макар че силните релативистични влияния могат да изменят химичните характеристики и да позволят и други фиксирани състояния при специфични условия.
• Ядрена стабилност: всички досега предложени изотопи на елемента 120 биха били изключително радиоактивни с много къси периоди на полуразпад (от милисекунди до секунди), в зависимост от изотопа. Теоретично възможно е съществуването на по-устойчиви изотопи в т.нар. „остров на стабилността“ (с очакван брой неутрони около N ≈ 184), но реализиране на такива изотопи изисква екстремно редки и трудни за производство комбинации.

Прогнозни физични и химични свойства

Очаква се унбинилият да проявява поведение, сходно с алкалноземните метали (като магнезий, калций, барий и радий): метален характер, склонност към образуване на +2 съединения и висока електропозитивност. При супер-тежките елементи обаче релативистичните ефекти (ускоряване на вътрешните електрони до значителни фракции от скоростта на светлината) могат да променят:

• радиусите и енергията на орбиталите,
• кинетиката и термодинамиката на химичните реакции,
• реактивността в сравнение с по-леки аналози — възможно е елементът да бъде по-малко реактивен, отколкото би предричала простата периодична систематика.

По тези причини точните физични свойства (плътност, точка на топене, електропроводимост и т.н.) остават изцяло предмет на теоретични изчисления и са несигурни до експериментално установяване.

Синтез и опити

Унбинилият все още не е синтезиран. Производството на елементи с толкова високи атомни номера е предизвикателство поради много ниските сечения на ядрените реакции, късите времена на полуразпад и ограничената наличност на подходящи мишени и проектилни йони. За синтез се използват методи на ядрен синтез с изкуствено сливане (fusion) на тежки йонни лъчи с актинидни мишени.

През 2011 г. германски екип от Центъра за изследване на тежки йони на ГСИ Хелмхолц проведе експериментални опити за производство на изотоп на елемент 120 (в публикациите и съобщенията се споменават възможни кандидати за изотопи като примерно ²⁹⁹Ubn), но експериментът не доведе до сигурно откриване. Впоследствие руски (Дубна — JINR), японски (RIKEN) и френски екипи също планираха и провеждат опити в различни времеви периоди. Общата оценка от тези кампании е, че синтезирането на елементи от осмия период е значително по-трудно отколкото при по-леки супер-тежки елементи и че настоящите технологии (интензитети на лъча, качество на мишените и детектори) може да достигат граници при опитите за крайни елементи.

Обичайно използвани комбинации включват ускорени лъчи от средно-тежки йони (напр. 50Ti, 54Cr, 58Fe и др.) върху мишени от трансуранови елементи (Cm, Cf, Es и т.н.). Конкретните избрани реакции и изотопи влияят силно върху вероятността (сечението) за образуване на желаното ядро и върху очакваните канали на разпад.

Защо синтезът е труден

• Много ниски сечения за образуване — броят на получените ядра може да бъде част от единични атоми за месеци експерименти.
• Кратки времена на полуразпад — отварят малко време за идентификация и химични измервания.
• Трудна подготовка на подходящи мишени и нужда от високи интензитети на йонните лъчи.
• Сложна идентификация, при която трябва да се разграничат истинен сигнал от фон и от реакции на по-леки продукти.

Перспективи и научно значение

Откриването и характеризиране на елемент 120 би имало голямо значение за разбирането на влиянието на релативистичните ефекти върху химията и физиката на прехода между известните ни блокове в периодичната таблица. Потвърждаването на свойствата на унбинилия ще допринесе към теорията за „острова на стабилността“ и ще помогне да се разбере докъде могат да се разширят границите на синтеза на химичните елементи с настоящите и бъдещите технолигии.

Докато не бъде постигнат сигурен синтез и не бъдат измерени експериментални данни, много от детайлите за унбинилия остават прогнозни и предмет на активни теоретични изследвания и експериментални опити.

Въпроси и отговори

В: Какво е Unbinilium?

Въпрос: Какъв е атомният номер на унбинилиума?

Въпрос: Какъв е символът на унбинилий?

Въпрос: Временно или постоянно име е Unbinilium?

Въпрос: Какъв е предложеният тип елемент е Unbinilium?

В: Открит ли е вече или синтезиран унбинилий?

Въпрос: Има ли възможност за синтезиране на унбинилий с помощта на настоящата технология?

Търсене по буква