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unbihexio

El unbihexio , también conocido como elemento 126 o eka-plutonio , es un elemento químico hipotético; tiene número atómico 126 y símbolo de marcador de posición Ubh . Unbihexium y Ubh son el nombre y símbolo temporal de la IUPAC , respectivamente, hasta que se descubre, confirma y se decide un nombre permanente. En la tabla periódica, se espera que el unbihexio sea un superactínido del bloque G y el octavo elemento en el octavo período . El unbihexium ha atraído la atención entre los físicos nucleares, especialmente en las primeras predicciones centradas en las propiedades de los elementos superpesados, ya que 126 puede ser un número mágico de protones cerca del centro de una isla de estabilidad , lo que lleva a vidas medias más largas, especialmente para 310 Ubh o 354 Ubh. que también puede tener números mágicos de neutrones. [2]

El interés inicial en una posible mayor estabilidad llevó al primer intento de síntesis de unbihexium en 1971 y a su búsqueda en la naturaleza en los años siguientes. A pesar de varias observaciones reportadas, estudios más recientes sugieren que estos experimentos no fueron lo suficientemente sensibles; por lo tanto, no se ha encontrado ningún unbihexium de forma natural o artificial. Las predicciones sobre la estabilidad del unbihexio varían mucho entre los diferentes modelos; algunos sugieren que la isla de estabilidad puede tener un número atómico más bajo, más cerca del copernicio y el flerovio .

Se predice que el unbihexium será un superactínido químicamente activo, que exhibirá una variedad de estados de oxidación de +1 a +8, y posiblemente sea un congénere más pesado del plutonio . También se espera una superposición en los niveles de energía de los orbitales 5g, 6f, 7d y 8p, lo que complica las predicciones de las propiedades químicas de este elemento.

Introducción

Síntesis de núcleos superpesados.

Una representación gráfica de una reacción de fusión nuclear.
Una representación gráfica de una reacción de fusión nuclear . Dos núcleos se fusionan en uno emitiendo un neutrón . Las reacciones que crearon nuevos elementos hasta ese momento fueron similares, con la única diferencia posible de que a veces se liberaban varios neutrones singulares o ninguno.

Un núcleo atómico superpesado [a] se crea en una reacción nuclear que combina otros dos núcleos de tamaño desigual [b] en uno; A grandes rasgos, cuanto más desiguales sean los dos núcleos en términos de masa , mayor será la posibilidad de que los dos reaccionen. [8] El material formado por los núcleos más pesados ​​se convierte en un objetivo, que luego es bombardeado por el haz de núcleos más ligeros. Dos núcleos sólo pueden fusionarse en uno si se acercan lo suficiente; normalmente, los núcleos (todos cargados positivamente) se repelen entre sí debido a la repulsión electrostática . La interacción fuerte puede superar esta repulsión, pero sólo a una distancia muy corta de un núcleo; Por tanto, los núcleos del haz se aceleran mucho para que dicha repulsión sea insignificante en comparación con la velocidad del núcleo del haz. [9] La energía aplicada a los núcleos del haz para acelerarlos puede hacer que alcancen velocidades de hasta una décima parte de la velocidad de la luz . Sin embargo, si se aplica demasiada energía, el núcleo del haz puede desmoronarse. [9]

Acercarse lo suficiente por sí solo no es suficiente para que dos núcleos se fusionen: cuando dos núcleos se acercan, generalmente permanecen juntos durante aproximadamente 10 −20  segundos y luego se separan (no necesariamente en la misma composición que antes de la reacción) en lugar de formar un núcleo. núcleo único. [9] [10] Esto sucede porque durante el intento de formación de un solo núcleo, la repulsión electrostática desgarra el núcleo que se está formando. [9] Cada par de un objetivo y un haz se caracteriza por su sección transversal : la probabilidad de que se produzca la fusión si dos núcleos se acercan entre sí expresada en términos del área transversal que la partícula incidente debe chocar para que se produzca la fusión. . [c] Esta fusión puede ocurrir como resultado del efecto cuántico en el que los núcleos pueden hacer túneles a través de la repulsión electrostática. Si los dos núcleos pueden permanecer cerca durante esa fase, múltiples interacciones nucleares dan como resultado una redistribución de la energía y un equilibrio energético. [9]

La fusión resultante es un estado excitado [13] , denominado núcleo compuesto , y por tanto es muy inestable. [9] Para alcanzar un estado más estable, la fusión temporal puede fisionarse sin la formación de un núcleo más estable. [14] Alternativamente, el núcleo compuesto puede expulsar algunos neutrones , lo que se llevaría la energía de excitación; si este último no fuera suficiente para la expulsión de neutrones, la fusión produciría un rayo gamma . Esto sucede aproximadamente 10-16 segundos  después de la colisión nuclear inicial y da como resultado la creación de un núcleo más estable. [14] La definición del Grupo de Trabajo Conjunto (JWP) de la IUPAC/IUPAP establece que un elemento químico sólo puede reconocerse como descubierto si un núcleo del mismo no se ha desintegrado en 10 −14 segundos. Este valor se eligió como una estimación de cuánto tiempo le toma a un núcleo adquirir electrones y así mostrar sus propiedades químicas. [15] [d]

Decaimiento y detección

El rayo atraviesa el objetivo y llega a la siguiente cámara, el separador; si se produce un nuevo núcleo, este es transportado con este haz. [17] En el separador, el núcleo recién producido se separa de otros nucleidos (el del haz original y cualquier otro producto de reacción) [e] y se transfiere a un detector de barrera de superficie , que detiene el núcleo. Se marca la ubicación exacta del próximo impacto en el detector; también están marcadas su energía y el momento de la llegada. [17] La ​​transferencia tarda unos 10 −6  segundos; Para ser detectado, el núcleo debe sobrevivir tanto tiempo. [20] El núcleo se registra nuevamente una vez registrada su desintegración, y se miden la ubicación, la energía y el tiempo de la desintegración. [17]

La estabilidad de un núcleo es proporcionada por la interacción fuerte. Sin embargo, su alcance es muy corto; A medida que los núcleos crecen, su influencia sobre los nucleones más externos ( protones y neutrones) se debilita. Al mismo tiempo, el núcleo se desgarra por la repulsión electrostática entre protones y su alcance no está limitado. [21] La energía de enlace total proporcionada por la interacción fuerte aumenta linealmente con el número de nucleones, mientras que la repulsión electrostática aumenta con el cuadrado del número atómico, es decir, este último crece más rápido y se vuelve cada vez más importante para los núcleos pesados ​​y superpesados. [22] [23] Por lo tanto, se predice teóricamente que los núcleos superpesados ​​[24] y hasta ahora se ha observado [25] que se desintegran predominantemente a través de modos de desintegración causados ​​por dicha repulsión: desintegración alfa y fisión espontánea . [f] Casi todos los emisores alfa tienen más de 210 nucleones, [27] y el nucleido más ligero que sufre principalmente fisión espontánea tiene 238. [28] En ambos modos de desintegración, las barreras de energía correspondientes para cada modo inhiben la desintegración de los núcleos , pero pueden ser atravesado por un túnel. [22] [23]

Aparato para la creación de elementos superpesados.
Esquema de un aparato para la creación de elementos superpesados, basado en el separador de retroceso lleno de gas Dubna instalado en el Laboratorio Flerov de Reacciones Nucleares en JINR. La trayectoria dentro del detector y el aparato de enfoque del haz cambia debido a un imán dipolar en el primero y a imanes cuadripolares en el segundo. [29]

Las partículas alfa se producen comúnmente en desintegraciones radiactivas porque la masa de una partícula alfa por nucleón es lo suficientemente pequeña como para dejar algo de energía para que la partícula alfa se use como energía cinética para salir del núcleo. [30] La fisión espontánea es causada por la repulsión electrostática que desgarra el núcleo y produce varios núcleos en diferentes casos de fisión de núcleos idénticos. [23] A medida que aumenta el número atómico, la fisión espontánea rápidamente se vuelve más importante: las vidas medias parciales de la fisión espontánea disminuyen en 23 órdenes de magnitud desde el uranio (elemento 92) al nobelio (elemento 102), [31] y en 30 órdenes de magnitud del torio (elemento 90) al fermio (elemento 100). [32] El modelo anterior de gota de líquido sugería así que la fisión espontánea se produciría casi instantáneamente debido a la desaparición de la barrera de fisión para los núcleos con aproximadamente 280 nucleones. [23] [33] El modelo de capa nuclear posterior sugirió que los núcleos con aproximadamente 300 nucleones formarían una isla de estabilidad en la que los núcleos serían más resistentes a la fisión espontánea y sufrirían principalmente desintegración alfa con vidas medias más largas. [23] [33] Descubrimientos posteriores sugirieron que la isla prevista podría estar más lejos de lo previsto originalmente; También demostraron que los núcleos intermedios entre los actínidos de larga vida y la isla predicha se deforman y obtienen estabilidad adicional debido a los efectos de las capas. [34] Los experimentos con núcleos superpesados ​​más ligeros, [35] así como con aquellos más cercanos a la isla esperada, [31] han demostrado una estabilidad mayor de la prevista anteriormente contra la fisión espontánea, lo que muestra la importancia de los efectos de las capas en los núcleos. [gramo]

Las desintegraciones alfa son registradas por las partículas alfa emitidas, y los productos de desintegración son fáciles de determinar antes de la desintegración real; Si tal desintegración o una serie de desintegraciones consecutivas produce un núcleo conocido, el producto original de una reacción puede determinarse fácilmente. [h] (Que todas las desintegraciones dentro de una cadena de desintegración estuvieran efectivamente relacionadas entre sí se establece por la ubicación de estas desintegraciones, que deben estar en el mismo lugar). [17] El núcleo conocido puede reconocerse por las características específicas de la desintegración sufre como energía de desintegración (o más específicamente, la energía cinética de la partícula emitida). [i] Sin embargo, la fisión espontánea produce varios núcleos como productos, por lo que el nucleido original no puede determinarse a partir de sus hijos. [j]

La información de que disponen los físicos que desean sintetizar un elemento superpesado es, por tanto, la información recogida en los detectores: ubicación, energía y tiempo de llegada de una partícula al detector, así como de su desintegración. Los físicos analizan estos datos y tratan de concluir que efectivamente fue causado por un nuevo elemento y no podría haber sido causado por un nucleido diferente al afirmado. A menudo, los datos proporcionados son insuficientes para llegar a la conclusión de que definitivamente se creó un nuevo elemento y no hay otra explicación para los efectos observados; Se han cometido errores en la interpretación de los datos. [k]

Historia

Intentos de síntesis

El primer y único intento de sintetizar unbihexio, que no tuvo éxito, se realizó en 1971 en el CERN (Organización Europea para la Investigación Nuclear) por René Bimbot y John M. Alexander utilizando la reacción de fusión en caliente : [2] [46]

232
90Th
+84
36kr
→316
126Ubh
* → sin átomos

Se observaron partículas alfa de alta energía (13-15 MeV ) y se tomaron como posible evidencia de la síntesis de unbihexio. Experimentos posteriores fallidos con mayor sensibilidad sugieren que la sensibilidad de 10 mb de este experimento era demasiado baja; por lo tanto, se consideró muy improbable la formación de núcleos de unbihexium en esta reacción. [47]

Posible ocurrencia natural

Un estudio realizado en 1976 por un grupo de investigadores estadounidenses de varias universidades propuso que los elementos primordiales superpesados, principalmentelivermorium , unbiquadium , unbihexium y unbiseptium, con vidas medias superiores a 500 millones de años [48] podrían ser una causa de daños por radiación inexplicables (particularmente radiohalos ) en minerales. [49] Esto impulsó a muchos investigadores a buscarlas en la naturaleza entre 1976 y 1983. Un grupo dirigido por Tom Cahill, profesor de la Universidad de California en Davis , afirmó en 1976 que habían detectado partículas alfa y rayos X con la energías adecuadas para provocar el daño observado, sustentando la presencia de estos elementos, especialmente unbihexium. Otros afirmaron que no se había detectado ninguno y cuestionaron las características propuestas de los núcleos primordiales superpesados. [50] En particular, citaron que el número mágico N = 228 necesario para una mayor estabilidad crearía un núcleo con exceso de neutrones en unbihexium que podría no ser beta-estable , aunque varios cálculos sugieren que 354 Ubh de hecho puede ser estable contra la desintegración beta. . [51] También se propuso que esta actividad fuera causada por transmutaciones nucleares en cerio natural , lo que genera más ambigüedad sobre esta supuesta observación de elementos superpesados. [52]

El unbihexium ha recibido especial atención en estas investigaciones, ya que su ubicación especulada en la isla de estabilidad puede aumentar su abundancia en relación con otros elementos superpesados. [48] ​​Se predice que cualquier unbihexium de origen natural será químicamente similar al plutonio y puede existir con 244 Pu primordial en el mineral de tierras raras bastnäsita . [48] ​​En particular, se predice que el plutonio y el unbihexio tendrán configuraciones de valencia similares , lo que lleva a la existencia de unbihexio en el estado de oxidación +4 . Por lo tanto, si el unbihexium se produce de forma natural, es posible extraerlo utilizando técnicas similares para la acumulación de cerio y plutonio. [48] ​​Asimismo, el unbihexio también podría existir en la monacita con otros lantánidos y actínidos que serían químicamente similares. [52] Sin embargo , las recientes dudas sobre la existencia del 244 Pu primordial arrojan incertidumbre sobre estas predicciones, [53] ya que la inexistencia (o existencia mínima) de plutonio en la bastnäsita inhibirá la posible identificación del unbihexium como su congénere más pesado.

La posible extensión actual de los elementos superpesados ​​primordiales en la Tierra es incierta. Incluso si se confirma que causaron el daño por radiación hace mucho tiempo, es posible que ahora se hayan descompuesto hasta quedar en meros rastros, o incluso que hayan desaparecido por completo. [54] Tampoco está claro si tales núcleos superpesados ​​pueden producirse naturalmente, ya que se espera que la fisión espontánea termine el proceso r responsable de la formación de elementos pesados ​​entre los números de masa 270 y 290, mucho antes de que se puedan formar elementos como el unbihexium. . [55]

Una hipótesis reciente intenta explicar el espectro de la estrella de Przybylski mediante flerovium , unbinilium y unbihexium de origen natural. [56] [57]

Nombrar

Siguiendo las recomendaciones de la IUPAC de 1979 , el elemento debe denominarse temporalmente unbihexium (símbolo Ubh ) hasta que se descubra, se confirme el descubrimiento y se elija un nombre permanente. [58] Aunque se utilizan ampliamente en la comunidad química en todos los niveles, desde las aulas de química hasta los libros de texto avanzados, las recomendaciones son en su mayoría ignoradas entre los científicos que trabajan teórica o experimentalmente con elementos superpesados, quienes lo llaman "elemento 126", con el símbolo E126 . (126) , o 126 . [59] Algunos investigadores también se han referido al unbihexium como eka-plutonio , [60] [61] un nombre derivado del sistema que Dmitri Mendeleev usó para predecir elementos desconocidos, aunque tal extrapolación podría no funcionar para elementos del bloque g sin elementos conocidos. congéneres, y eka-plutonio se referiría en cambio al elemento 146 [62] o 148 [63] cuando el término pretende denotar el elemento directamente debajo del plutonio.

Perspectivas de síntesis futura

Cada elemento, desde mendelevio en adelante, se produjo en reacciones de fusión-evaporación, que culminaron con el descubrimiento del elemento más pesado conocido, oganesson , en 2002 [64] [65] y, más recientemente, tennessina en 2010. [66] Estas reacciones se acercaron al límite de la corriente. tecnología; por ejemplo, la síntesis de tennessina requirió 22 miligramos de 249 Bk y un intenso haz de 48 Ca durante seis meses. La intensidad de los rayos en la investigación de elementos superpesados ​​no puede exceder los 10 12 proyectiles por segundo sin dañar el objetivo y el detector, y producir cantidades mayores de objetivos actínidos cada vez más raros e inestables no es práctico. [67] En consecuencia, los experimentos futuros deben realizarse en instalaciones como la fábrica de elementos superpesados ​​(fábrica SHE) en el Instituto Conjunto de Investigación Nuclear (JINR) o RIKEN , lo que permitirá que los experimentos se ejecuten durante períodos de tiempo más largos con mayores capacidades de detección. y permitir reacciones que de otro modo serían inaccesibles. [68] Aun así, probablemente será un gran desafío sintetizar elementos más allá del unbinilium (120) o unbiunium (121), dadas sus cortas vidas medias previstas y sus bajas secciones transversales previstas . [69]

Se ha sugerido que la fusión-evaporación no será factible para alcanzar el unbihexium. Como el 48 Ca no se puede utilizar para la síntesis de elementos más allá del número atómico 118 o posiblemente 119, las únicas alternativas son aumentar el número atómico del proyectil o estudiar reacciones simétricas o casi simétricas. [70] Un cálculo sugiere que la sección transversal para producir unbihexium a partir de 249 Cf y 64 Ni puede ser tan baja como nueve órdenes de magnitud menor que el límite de detección; Estos resultados también los sugiere la no observación de unbinilium y unbibium en reacciones con proyectiles más pesados ​​y límites de sección transversal experimentales. [71] Si Z  = 126 representa una capa de protones cerrada, los núcleos compuestos pueden tener una mayor probabilidad de supervivencia y el uso de 64 Ni puede ser más factible para producir núcleos con 122 <  Z  < 126, especialmente para núcleos compuestos cerca de la capa cerrada en N  = 184. [72] Sin embargo, la sección transversal aún podría no exceder 1  fb , lo que plantea un obstáculo que sólo puede superarse con equipos más sensibles. [73]

Propiedades previstas

Estabilidad nuclear e isótopos.

Este gráfico nuclear utilizado por la Agencia de Energía Atómica de Japón predice los modos de desintegración de los núcleos hasta Z  = 149 y N  = 256. En Z  = 126 (arriba a la derecha), la línea de estabilidad beta pasa por una región de inestabilidad hacia la fisión espontánea ( vidas medias inferiores a 1 nanosegundo ) y se extiende hacia una "capa" de estabilidad cerca del cierre de la capa N  = 228, donde puede existir una isla de estabilidad centrada en el isótopo posiblemente doblemente mágico 354 Ubh. [74]
Este diagrama muestra los huecos de capa en el modelo de capa nuclear. Los huecos en la capa se crean cuando se requiere más energía para alcanzar la capa en el siguiente nivel de energía superior, lo que da como resultado una configuración particularmente estable. Para los protones, la brecha de capa en Z  = 82 corresponde al pico de estabilidad en el plomo, y si bien no hay acuerdo sobre la magia de Z  = 114 y Z  = 120, aparece una brecha de capa en Z  = 126, lo que sugiere que puede haber ser un cierre de capa de protón en unbihexium. [75]

Las extensiones del modelo de capa nuclear predijeron que los siguientes números mágicos después de Z  = 82 y N  = 126 (correspondientes a 208 Pb , el núcleo estable más pesado ) eran Z  = 126 y N  = 184, lo que convertía a 310 Ubh en el siguiente candidato para un núcleo doblemente mágico. núcleo. Estas especulaciones generaron interés en la estabilidad del unbihexium ya en 1957; Gertrude Scharff Goldhaber fue una de las primeras físicas en predecir una región de mayor estabilidad en las proximidades del unbihexio y posiblemente centrada en él. [2] Esta noción de una " isla de estabilidad " que comprende núcleos superpesados ​​de vida más larga fue popularizada por el profesor Glenn Seaborg de la Universidad de California en los años 1960. [76]

En esta región de la tabla periódica, N  = 184 y N  = 228 se han sugerido como capas cerradas de neutrones, [77] y  se han propuesto varios números atómicos, incluido Z = 126, como capas cerradas de protones. [l] Sin embargo, el alcance de los efectos estabilizadores en la región del unbihexium es incierto debido a las predicciones de desplazamiento o debilitamiento del cierre de la capa de protones y la posible pérdida de la doble magia . [77] Investigaciones más recientes predicen que la isla de estabilidad se centrará en isótopos beta estables de copernicio ( 291 Cn y 293 Cn) [70] [78] o flerovium ( Z  = 114), lo que colocaría al unbihexium muy por encima del isla y dan como resultado vidas medias cortas independientemente de los efectos del proyectil.

Modelos anteriores sugerían la existencia de isómeros nucleares de larga vida resistentes a la fisión espontánea en la región cercana a 310 Ubh, con vidas medias del orden de millones o miles de millones de años. [79] Sin embargo, cálculos más rigurosos ya en la década de 1970 arrojaron resultados contradictorios; Ahora se cree que la isla de estabilidad no está centrada en 310 Ubh y, por lo tanto, no mejorará la estabilidad de este nucleido. En cambio, se cree que 310 Ubh es muy deficiente en neutrones y susceptible a la desintegración alfa y la fisión espontánea en menos de un microsegundo, e incluso puede encontrarse en o más allá de la línea de goteo de protones . [2] [69] [74] Un cálculo de 2016 sobre las propiedades de desintegración de 288–339 Ubh confirma estas predicciones; los isótopos más ligeros que 313 Ubh (incluido 310 Ubh) pueden de hecho encontrarse más allá de la línea de goteo y desintegrarse por emisión de protones , 313–327 Ubh se desintegrarán alfa, posiblemente alcanzando los isótopos de flerovium ylivermorium, y los isótopos más pesados ​​se desintegrarán por fisión espontánea . [80] Este estudio y un modelo de túnel cuántico predicen vidas medias de desintegración alfa inferiores a un microsegundo para isótopos más ligeros que 318 Ubh, lo que los hace imposibles de identificar experimentalmente. [80] [81] [m] Por lo tanto, los isótopos 318–327 Ubh pueden sintetizarse y detectarse, e incluso pueden constituir una región de mayor estabilidad contra la fisión alrededor de N  ~ 198 con vidas medias de hasta varios segundos, aunque tal La región de mayor estabilidad está completamente ausente en otros modelos. [78]

En varios modelos se predice un "mar de inestabilidad" definido por barreras de fisión muy bajas (causadas por un gran aumento de la repulsión de Coulomb en elementos superpesados) y, en consecuencia, vidas medias de fisión del orden de 10-18 segundos . Aunque el límite exacto de estabilidad para las vidas medias en un microsegundo varía, la estabilidad contra la fisión depende en gran medida de los cierres de capa N  = 184 y N  = 228 y cae rápidamente inmediatamente más allá de la influencia del cierre de capa. [69] [74] Sin embargo, tal efecto puede reducirse si la deformación nuclear en isótopos intermedios puede conducir a un cambio en los números mágicos; [82] se observó un fenómeno similar en el núcleo doblemente mágico deformado 270 Hs. [83] Este cambio podría conducir a vidas medias más largas, quizás del orden de días, para isótopos como 342 Ubh que también se encontrarían en la línea de estabilidad beta . [82] Puede existir una segunda isla de estabilidad para los núcleos esféricos en los isótopos de unbihexium con muchos más neutrones, centrados en 354 Ubh y que confieren estabilidad adicional en N  = 228 isótonos cerca de la línea de estabilidad beta. [74] Originalmente, se predijo una vida media corta de 39 milisegundos para 354 Ubh hacia la fisión espontánea, aunque se predijo que una vida media alfa parcial para este isótopo sería de 18 años. [2] Un análisis más reciente sugiere que este isótopo puede tener una vida media del orden de 100 años si las capas cerradas tuvieran fuertes efectos estabilizadores, colocándolo en el pico de una isla de estabilidad. [74] También es posible que 354 Ubh no sea doblemente mágico, ya que se predice que el caparazón Z  = 126 será relativamente débil o, en algunos cálculos, completamente inexistente. Esto sugiere que cualquier estabilidad relativa en los isótopos de unbihexio se debería únicamente a cierres de capas de neutrones que pueden tener o no un efecto estabilizador en Z  = 126. [51] [77]

Químico

Se espera que Unbihexium sea el sexto miembro de una serie de superactínidos. Puede tener similitudes con el plutonio , ya que ambos elementos tienen ocho electrones de valencia sobre un núcleo de gas noble. En la serie de superactínidos, se espera que el principio de Aufbau se rompa debido a efectos relativistas , y se espera una superposición de los niveles de energía de los orbitales 7d, 8p y especialmente 5g y 6f, lo que permite predecir las propiedades químicas y atómicas de estos. elementos muy difíciles. [84] Por lo tanto, se predice que la configuración electrónica del estado fundamental del unbihexium será [Og] 5g 2 6f 2 7d 1 8s 2 8p 1 [85] o 5g 1 6f 4 8s 2 8p 1 , [86] en contraste con [Og] 5g 6 8s 2 derivado de Aufbau.

Al igual que con los otros superactínidos tempranos, se predice que el unbihexium podrá perder los ocho electrones de valencia en reacciones químicas, lo que hará posible una variedad de estados de oxidación hasta +8. [1] Se prevé que el estado de oxidación +4 sea el más común, además de +2 y +6. [85] [62] El unbihexium debería poder formar el tetróxido UbhO 4 y los hexahaluros UbhF 6 y UbhCl 6 , este último con una energía de disociación de enlace bastante fuerte de 2,68 eV. [87] Los cálculos sugieren que una molécula diatómica de UbhF presentará un enlace entre el orbital 5g en unbihexium y el orbital 2p en flúor, caracterizando así al unbihexium como un elemento cuyos electrones 5g deberían participar activamente en el enlace. [60] [61] También se predice que los iones Ubh 6+ (en particular, en UbhF 6 ) y Ubh 7+ tendrán las configuraciones electrónicas [Og] 5g 2 y [Og] 5g 1 , respectivamente, en contraste con la configuración [Og] 6f 1 vista en Ubt 4+ y Ubq 5+ que se parece más a sus homólogos actínidos . [1] La actividad de los electrones 5g puede influir en la química de los superactínidos como el unbihexium de formas nuevas que son difíciles de predecir, ya que ningún elemento conocido tiene electrones en un orbital g en el estado fundamental. [62]

Ver también

Notas

  1. ↑ En física nuclear , un elemento se llama pesado si su número atómico es elevado; El plomo (elemento 82) es un ejemplo de un elemento tan pesado. El término "elementos superpesados" normalmente se refiere a elementos con número atómico mayor que 103 (aunque existen otras definiciones, como número atómico mayor que 100 [3] o 112 ; [4] a veces, el término se presenta como equivalente al término "transactínido", que pone un límite superior antes del comienzo de la hipotética serie de superactínidos ). [5] Los términos "isótopos pesados" (de un elemento dado) y "núcleos pesados" significan lo que podría entenderse en el lenguaje común: isótopos de gran masa (para el elemento dado) y núcleos de gran masa, respectivamente.
  2. ^ En 2009, un equipo del JINR dirigido por Oganessian publicó los resultados de su intento de crear hasio en una reacción simétrica de 136 Xe +  136 Xe. No pudieron observar ni un solo átomo en tal reacción, fijando el límite superior de la sección transversal, la medida de probabilidad de una reacción nuclear, en 2,5  pb . [6] En comparación, la reacción que resultó en el descubrimiento de hasio, 208 Pb + 58 Fe, tenía una sección transversal de ~20 pb (más específicamente, 19+
    19-11     pb), según lo estimado por los descubridores. [7]
  3. ^ La cantidad de energía aplicada a la partícula del haz para acelerarla también puede influir en el valor de la sección transversal. Por ejemplo, en el28
    14    Si
    +1
    0    norte
    →28
    13    Alabama
    +1
    1    pag
    En la reacción, la sección transversal cambia suavemente de 370 mb a 12,3 MeV a 160 mb a 18,3 MeV, con un pico amplio a 13,5 MeV con el valor máximo de 380 mb. [11]
  4. ^ Esta cifra también marca el límite superior generalmente aceptado de vida útil de un núcleo compuesto. [dieciséis]
  5. ^ Esta separación se basa en que los núcleos resultantes pasan más allá del objetivo más lentamente que los núcleos del haz que no reaccionaron. El separador contiene campos eléctricos y magnéticos cuyos efectos sobre una partícula en movimiento se anulan para una velocidad específica de una partícula. [18] Esta separación también puede verse favorecida por una medición del tiempo de vuelo y una medición de la energía de retroceso; una combinación de los dos puede permitir estimar la masa de un núcleo. [19]
  6. ^ No todos los modos de desintegración son causados ​​por repulsión electrostática. Por ejemplo, la desintegración beta es causada por la interacción débil . [26]
  7. ^ En la década de 1960 ya se sabía que los estados fundamentales de los núcleos diferían en energía y forma, así como que ciertos números mágicos de nucleones correspondían a una mayor estabilidad de un núcleo. Sin embargo, se suponía que no había estructura nuclear en los núcleos superpesados ​​porque estaban demasiado deformados para formar una. [31]
  8. ^ Dado que la masa de un núcleo no se mide directamente sino que se calcula a partir de la de otro núcleo, dicha medición se denomina indirecta. También son posibles mediciones directas, pero en su mayor parte no están disponibles para núcleos superpesados. [36] La primera medición directa de la masa de un núcleo superpesado se informó en 2018 en LBNL. [37] La ​​masa se determinó a partir de la ubicación de un núcleo después de la transferencia (la ubicación ayuda a determinar su trayectoria, que está vinculada a la relación masa-carga del núcleo, ya que la transferencia se realizó en presencia de un imán). [38]
  9. ^ Si la desintegración se produjo en el vacío, entonces, dado que se debe preservar el impulso total de un sistema aislado antes y después de la desintegración , el núcleo hijo también recibiría una pequeña velocidad. La relación entre las dos velocidades y, por consiguiente, la relación entre las energías cinéticas, sería pues inversa a la relación entre las dos masas. La energía de desintegración es igual a la suma de la energía cinética conocida de la partícula alfa y la del núcleo hijo (una fracción exacta de la primera). [27] Los cálculos también son válidos para un experimento, pero la diferencia es que el núcleo no se mueve después de la desintegración porque está atado al detector.
  10. ↑ La fisión espontánea fue descubierta por el físico soviético Georgy Flerov , [39] un destacado científico del JINR y, por tanto, fue un "caballo de batalla" para la instalación. [40] Por el contrario, los científicos del LBL creían que la información de fisión no era suficiente para afirmar la síntesis de un elemento. Creían que la fisión espontánea no se había estudiado lo suficiente como para utilizarla en la identificación de un nuevo elemento, ya que era difícil establecer que un núcleo compuesto sólo había expulsado neutrones y no partículas cargadas como protones o partículas alfa. [16] Prefirieron así unir nuevos isótopos a los ya conocidos mediante sucesivas desintegraciones alfa. [39]
  11. ↑ Por ejemplo, el elemento 102 fue identificado erróneamente en 1957 en el Instituto Nobel de Física de Estocolmo , condado de Estocolmo , Suecia . [41] No hubo afirmaciones definitivas anteriores sobre la creación de este elemento, y sus descubridores suecos, estadounidenses y británicos le asignaron un nombre: nobelium . Más tarde se demostró que la identificación era incorrecta. [42] Al año siguiente, RL no pudo reproducir los resultados suecos y anunció en su lugar su síntesis del elemento; esa afirmación también fue refutada más tarde. [42] JINR insistió en que fueron los primeros en crear el elemento y sugirió un nombre propio para el nuevo elemento, joliotium ; [43] el nombre soviético tampoco fue aceptado (JINR luego se refirió a la denominación del elemento 102 como "apresurada"). [44] Este nombre fue propuesto a la IUPAC en una respuesta escrita a su decisión sobre la prioridad de las reclamaciones de descubrimiento de elementos, firmada el 29 de septiembre de 1992. [44] El nombre "nobelium" permaneció sin cambios debido a su uso generalizado. [45]
  12. ^ También se han sugerido los números atómicos 114, 120, 122, 124 como capas de protones cerradas en diferentes modelos.
  13. ^ Si bien dichos núcleos pueden sintetizarse y registrarse una serie de señales de desintegración, las desintegraciones más rápidas de un microsegundo pueden acumularse con señales posteriores y, por lo tanto, ser indistinguibles, especialmente cuando se pueden formar múltiples núcleos no caracterizados y emitir una serie de partículas alfa similares. Por tanto, la principal dificultad es atribuir las desintegraciones al núcleo original correcto , ya que un átomo superpesado que se desintegra antes de llegar al detector no se registrará en absoluto.

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Bibliografía