120-атомдық элемент: Убинилий (Ubn) туралы ақпарат
Unbinilium
Ubn (120 элемент) – болжамды химиялық элемент, сілтілік жер металлы. Ашылуы күтілуде, тұрақтандыру аралында болуы мүмкін. Химия, элементтер туралы ақпарат.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Гипотетикалық химиялық элемент, символы Ubn және атомдық нөмірі 120.
Hypothetical chemical element, symbol Ubn and atomic number 120
Унбинилий, сондай-ақ эка радий немесе 120-шы элемент деп те аталады, – гипотетикалық химиялық элемент; оның символы Ubn және атомдық нөмірі 120. Унбинилий және Ubn – элемент ашылғанға, расталғанға дейін және тұрақты атауы шешілгенге дейін қолданылатын уақытша IUPAC атауы мен символы. Элементтердің периодтық жүйесінде ол s-блокты элемент, сілтілік жер металлы және сегізінші периодтағы екінші элемент деп күтіледі. Ол тұрақтандыру аралында болуы мүмкін деген болжамдарға байланысты назар аударады. Неміс және ресейлік командалардың бірнеше әрекеттеріне қарамастан, унбинилий әлі синтезделмеген. Осы әрекеттерден алынған тәжірибелік деректер 8-ші период элементтерін синтездеудің бұрын белгілі элементтерге қарағанда әлдеқайда қиын болатынын көрсетеді. Американдық, ресейлік және қытайлық командалардың унбинилийді синтездеуге жасаған жаңа әрекеттері 2020 жылдардың ортасында бастауды жоспарлап отыр. Унбинилийдің сілтілік жер металдарының жетіншісі ретінде орналасуы оның жеңіл конгенерияларына ұқсас қасиеттерге ие болатынын көрсетеді; алайда, релятивистік эффектілер оның кейбір қасиеттерінің периодтық тенденцияларды тікелей қолданудан күтілетін қасиеттерден өзгеше болуына әкелуі мүмкін. Мысалы, унбинилий барий мен радийге қарағанда реакцияға түсуі аз болуы күтіледі және мінез-құлқы стронцийге жақын болуы мүмкін, сонымен қатар ол сілтілік жер металдарының +2 тотығу күйін көрсетуі керек, ал +4 және +6 тотығу күйлерін де көрсетуі болжанады, бұл басқа сілтілік жер металдарында белгісіз.
Unbinilium, also known as eka radium or element 120, is a hypothetical chemical element; it has symbol Ubn and atomic number 120. Unbinilium and Ubn are the temporary systematic IUPAC name and symbol, which are used until the element is discovered, confirmed, and a permanent name is decided upon. In the periodic table of the elements, it is expected to be an s block element, an alkaline earth metal, and the second element in the eighth period. It has attracted attention because of some predictions that it may be in the island of stability. Unbinilium has not yet been synthesized, despite multiple attempts from German and Russian teams. Experimental evidence from these attempts shows that the period 8 elements would likely be far more difficult to synthesise than the previous known elements. New attempts by American, Russian, and Chinese teams to synthesize unbinilium are planned to begin in the mid 2020s. Unbinilium's position as the seventh alkaline earth metal suggests that it would have similar properties to its lighter congeners; however, relativistic effects may cause some of its properties to differ from those expected from a straight application of periodic trends. For example, unbinilium is expected to be less reactive than barium and radium and be closer in behavior to strontium, and while it should show the characteristic +2 oxidation state of the alkaline earth metals, it is also predicted to show the +4 and +6 oxidation states, which are unknown in any other alkaline earth metal.
Кіріспе
Аса ауыр элемент
Superheavy element
Тарих
114-тен 118 элементтерге дейін (флеровийден оганесонға дейін) "ыстық ядролық синтез" реакциялары арқылы, плутонийден калифорнийге дейінгі актинидтерді кальций-48-бен бомбалау нәтижесінде ашылды. Кальций-48 – жартылай тұрақты, нейтронға бай изотоп, оны суперауыр элементтердің нейтронға бай изотоптарын жасау үшін снаряд ретінде қолдануға болады. Суперауыр элементтерді одан әрі практикалық түрде өндіру үшін 48Ca-дан ауыр снарядтармен актинидтерді бомбалау қажет, бірақ мұның қиынға соғатыны күтілуде.
Elements 114 to 118 (flerovium through oganesson) were discovered in "hot fusion" reactions bombarding the actinides plutonium through californium with calcium 48, a quasi stable neutron rich isotope which could be used as a projectile to produce more neutron rich isotopes of superheavy elements. More practical production of further superheavy elements would require bombarding actinides with projectiles heavier than 48Ca, but this is expected to be more difficult.
Жоспарланған
2021 жылдың мамыр айында JINR жаңа құрылысында 249Cf+50Ti реакциясын зерттеу жоспарларын жариялады. 249Cf нысанасы АҚШ-тың Теннесси штатындағы Oak Ridge National Laboratory зертханасында өндіріледі; 50Ti сәулесі Францияның Эльзас аймағындағы Страсбургтегі Hubert Curien Pluridisciplinary Institute институтында өндіріледі. Егер Ресей мен АҚШ арасындағы дипломатиялық қатынастар бұны мүмкін етпесе, онда жоспар 248Cm+54Cr реакциясын зерттеу болар еді, оның орнына ресейлік 248Cm нысанасы мен француздық 54Cr сәулесі қолданылар еді, бірақ қимасы үштен он есеге дейін төмендеуі мүмкін. 2022 жылдың ақпан айында Украинаға Ресейдің басып кіруі басталғаннан кейін, санкцияларға байланысты JINR және басқа институттар арасындағы ынтымақтастық толығымен тоқтатылды. 2022 жылдан бастап АҚШ-тың Калифорния штатындағы Беркли қаласындағы Лоуренс Беркли ұлттық зертханасында (LBNL) орналасқан 88 дюймдік циклотронды 50Ti снарядтарын пайдалана отырып, жаңа элементтер жасауға тырысу жоспарлары жасала бастады. Алдымен оларды 2023 жылдың соңында плутоний нысанасында сынап, ливерморийді (116 элемент) жасау жоспарлануда. Егер бұл сәтті болса, 249Cf+50Ti реакциясында 120 элементті жасауға тырысу басталады, бұл, ең ертесі 2024 жылы болуы мүмкін. 2022 жылдың наурыз айында Юрий Оганессиан JINR-де семинар өткізіп, 248Cm+54Cr реакциясында 120 элементті қалай синтездеуге болатынын қарастырды. 2023 жылы JINR директоры Григорий Трубников 120 элементті синтездеу эксперименттері 2025 жылы басталуы мүмкін екенін мәлімдеді. 2023 жылдың соңында JINR 48Ca-дан ауыр снарядты пайдаланып суперауыр элементтің алғашқы сәтті синтезі жасалғанын хабарлады: 238U 54Cr-мен бомбаланып, ливерморийдің 288Lv жаңа изотопы алынды. Бұл экспериментте суперауыр нуклидтің сәтті синтезі күтпегендей жақсы нәтиже болды; мақсаты 54Cr снарядтарымен реакцияның қимасын эксперименттік жолмен анықтау және 120 элементті синтездеуге дайындық жасау еді. 54Cr сәулесін жасау үшін ұшпа органохромдық қосылыс – хромоцен (Cr(C5H5)2) иондық көздерге жіберілді: хромоценнің өзі JINR және Ресейдегі Несмеянов атындағы органоэлементтік қосылыстар институтында өндірілді. Қытай Ғылым академиясының Заманауи физика институты (IMP) басқаратын Ланчжоудағы ауыр иондар зерттеу орталығының командасы 119 және 120 элементтерді синтездеуді жоспарлап отыр. Қолданылатын реакциялар актинид нысаналарын (мысалы, 243Am, 248Cm) және бірінші қатардағы өтпелі металл снарядтарын (мысалы, 50Ti, 51V, 54Cr, 55Mn) қамтиды.
In May 2021, the JINR announced plans to investigate the 249Cf+50Ti reaction in their new facility. The 249Cf target would be produced by the Oak Ridge National Laboratory in Oak Ridge, Tennessee, United States; the 50Ti beam would be produced by the Hubert Curien Pluridisciplinary Institute in Strasbourg, Alsace, France. If diplomatic relations between Russia and the United States made this impossible, then the plan was to investigate the 248Cm+54Cr reaction instead, with a Russian produced 248Cm target and a French produced 54Cr beam, though the cross section would likely be three to ten times lower. After the Russian invasion of Ukraine began in February 2022, collaboration between the JINR and other institutes completely ceased due to sanctions. Starting from 2022, plans began to be made to use the 88 inch cyclotron in the Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) in Berkeley, California, United States to attempt to make new elements using 50Ti projectiles. The plan is to first test them on a plutonium target to create livermorium (element 116) in late 2023. If that is successful, an attempt to make element 120 in the 249Cf+50Ti reaction will begin, probably in 2024 at the earliest. In March 2022, Yuri Oganessian gave a seminar at the JINR considering how one could synthesise element 120 in the 248Cm+54Cr reaction. In 2023, the director of the JINR, Grigory Trubnikov, stated that he hoped that the experiments to synthesise element 120 will begin in 2025. In late 2023, the JINR reported the first successful synthesis of a superheavy element with a projectile heavier than 48Ca: 238U was bombarded with 54Cr to make a new isotope of livermorium, 288Lv. Successful synthesis of a superheavy nuclide in this experiment was an unexpectedly good result; the aim was to experimentally determine the cross section of a reaction with 54Cr projectiles and prepare for the synthesis of element 120. The 54Cr beam was produced by feeding the volatile organochromium compound chromocene (Cr(C5H5)2) into an ion source: the chromocene itself was produced at the JINR and at the Nesmeyanov Institute of Organoelement Compounds in Russia. The team at the Heavy Ion Research Facility in Lanzhou, which is operated by the Institute of Modern Physics (IMP) of the Chinese Academy of Sciences, also plans to synthesise elements 119 and 120. The reactions used will involve actinide targets (e. g. 243Am, 248Cm) and first row transition metal projectiles (e. g. 50Ti, 51V, 54Cr, 55Mn).
Атау беру
Менделеевтің аталмаған және ашылмаған элементтерге арналған номенклатурасы унбинилийді радий деп атайды. 1979 жылғы IUPAC ұсыныстары оны уақытша унбинилий (символы Ubn) деп атайды, ол ашылғанға дейін, ашылуы расталған және тұрақты атау таңдалғанға дейін. IUPAC жүйелі атаулары химиялық қауымдастықта химияның барлық деңгейлерінде, химия сыныптарынан бастап жоғары оқулықтарға дейін кеңінен қолданылса да, суперауыр элементтермен теориялық немесе тәжірибелік тұрғыда жұмыс істейтін ғалымдар оны әдетте "элемент 120" деп атайды, символы E120, (120) немесе 120. Ядролардың тұрақтылығы 96-шы элемент, курийден кейін атомдық санының артуымен күрт төмендейді, оның жартылай ыдырау мерзімі қазіргі кезде белгілі жоғары санмен белгіленген элементтерге қарағанда төрт есе ұзақ. Атомдық саны 101-ден жоғары барлық изотоптар 30 сағаттан кем жартылай ыдырау мерзімімен радиоактивті ыдырауға ұшырайды. 82 атомдық санынан жоғары элементтердің (мырыштан кейін) тұрақты изотоптары жоқ. Дегенмен, әлі толық түсінілмеген себептерге байланысты, атомдық саны 110–114 шамасында ядролық тұрақтылықтың сәл артуы байқалады, бұл ядролық физикада "тұрақтылық аралы" деп аталатын құбылысқа әкеледі. Калифорния университетінің профессоры Гленн Сиборг ұсынған бұл концепция суперауыр элементтердің болжамнан ұзақ сақталуын түсіндіреді. Унбинилий изотоптарының альфа-ыдырау жартылай ыдырау мерзімі микросекундтар шамасында болады деп күтілуде. Кванттық туннельдеу моделінде, макроскопиялық-микроскопиялық модельден алынған массалық есептеулермен, бірнеше унбинилий изотоптарының (292–304Ubn) альфа-ыдырау жартылай ыдырау мерзімі шамамен 1–20 микросекунд болатыны болжамдалды. Кейбір ауыр изотоптар тұрақтырақ болуы мүмкін; Фрике мен Вабер 1971 жылы 320Ubn-ді ең тұрақты унбинилий изотопы деп болжады. 2008 жылы Франциядағы GANIL командасы нейтрон булану арналарынан едәуір жоғары шығымдылық алғандықтан, қосылған ядроның жоғары белсенділік энергиясындағы ыдырау жартылай мерзімін өлшеуге тырысатын жаңа техниканың нәтижелерін сипаттады. Бұл сондай-ақ супер ауыр аймақтағы қосылған ядролардың тірі қалу қабілетіне қабық жабылуының әсерін зерттеу үшін пайдалы әдіс, бұл келесі протон қабығының нақты орнын (Z = 114, 120, 124 немесе 126) көрсетуге мүмкіндік береді. Команда уран иондары мен табиғи никельдің нысаны арасындағы ядролық синтез реакциясын зерттеді: мұндай процесті өлшеу мүмкіндігі Z = 120-да күшті қабық әсерін көрсетеді. Төмен белсенділік энергиясында (нейтрон булануын қараңыз), қабықтың әсері күшейеді және негізгі күйдегі ядролардың жартылай ыдырау мерзімі салыстырмалы түрде ұзақ болады деп күтілуде. Бұл нәтиже Дубнадағы эксперименттерде өлшенген 294Og-ның салыстырмалы түрде ұзақ жартылай ыдырау мерзімін ішінара түсіндіруге болады. Ұқсас эксперименттер 124-ші элементте де ұқсас құбылысты көрсетті, бірақ флеровий үшін емес, бұл келесі протон қабығының шын мәнінде 120-шы элементтен тыс екенін көрсетеді. 2007 жылдың қыркүйегінде RIKEN командасы 248Cm нысаналарын пайдаланатын бағдарламаны бастады және жоғарыда аталған ядролық реакцияларды 302Ubn* және 248Cm+54Cr құру үшін пайдаланып, 120-ның келесі протонның сиқырлы саны (және 184-нің келесі нейтронның сиқырлы саны) болуы мүмкіндігін зерттеу үшін болашақ эксперименттерді жоспарлады. Олар сондай-ақ жақын маңдағы 296Og*, 298Og*, 306Ubb* және 308Ubb* ядроларын зерттеу арқылы аймақты одан әрі картаға түсіруді жоспарлады.
Mendeleev's nomenclature for unnamed and undiscovered elements would call unbinilium eka radium. The 1979 IUPAC recommendations temporarily call it unbinilium (symbol Ubn) until it is discovered, the discovery is confirmed and a permanent name chosen. Although the IUPAC systematic names are widely used in the chemical community on all levels, from chemistry classrooms to advanced textbooks, scientists who work theoretically or experimentally on superheavy elements typically call it "element 120", with the symbol E120, (120) or 120.]] The stability of nuclei decreases greatly with the increase in atomic number after curium, element 96, whose half life is four orders of magnitude longer than that of any currently known higher numbered element. All isotopes with an atomic number above 101 undergo radioactive decay with half lives of less than 30 hours. No elements with atomic numbers above 82 (after lead) have stable isotopes. Nevertheless, because of reasons not yet well understood, there is a slight increase of nuclear stability around atomic numbers 110–114, which leads to the appearance of what is known in nuclear physics as the "island of stability". This concept, proposed by University of California professor Glenn Seaborg, explains why superheavy elements last longer than predicted. Isotopes of unbinilium are predicted to have alpha decay half lives of the order of microseconds. In a quantum tunneling model with mass estimates from a macroscopic microscopic model, the alpha decay half lives of several unbinilium isotopes (292–304Ubn) have been predicted to be around 1–20 microseconds. Some heavier isotopes may be more stable; Fricke and Waber predicted 320Ubn to be the most stable unbinilium isotope in 1971. In 2008, the team at GANIL, France, described the results from a new technique which attempts to measure the fission half life of a compound nucleus at high excitation energy, since the yields are significantly higher than from neutron evaporation channels. It is also a useful method for probing the effects of shell closures on the survivability of compound nuclei in the super heavy region, which can indicate the exact position of the next proton shell (Z = 114, 120, 124, or 126). The team studied the nuclear fusion reaction between uranium ions and a target of natural nickel: the ability to measure such a process indicates a strong shell effect at Z = 120. At lower excitation energy (see neutron evaporation), the effect of the shell will be enhanced and ground state nuclei can be expected to have relatively long half lives. This result could partially explain the relatively long half life of 294Og measured in experiments at Dubna. Similar experiments have indicated a similar phenomenon at element 124 but not for flerovium, suggesting that the next proton shell does in fact lie beyond element 120. In September 2007, the team at RIKEN began a program utilizing 248Cm targets and have indicated future experiments to probe the possibility of 120 being the next proton magic number (and 184 being the next neutron magic number) using the aforementioned nuclear reactions to form 302Ubn*, as well as 248Cm+54Cr. They also planned to further chart the region by investigating the nearby compound nuclei 296Og*, 298Og*, 306Ubb*, and 308Ubb*.