Unbinilium , también conocido como eka-radio o elemento 120 , es un elemento químico hipotético ; tiene símbolo Ubn y número atómico 120. Unbinilium y Ubn son el nombre y símbolo sistemáticos temporales de la IUPAC , que se utilizan hasta que se descubre, confirma y se decide un nombre permanente. En la tabla periódica de los elementos, se espera que sea un elemento del bloque S , un metal alcalinotérreo y el segundo elemento del octavo período . Ha llamado la atención por algunas predicciones de que podría estar en la isla de la estabilidad .
Unbinilium aún no se ha sintetizado, a pesar de múltiples intentos por parte de equipos alemanes y rusos. La evidencia experimental de estos intentos muestra que los elementos del período 8 probablemente serían mucho más difíciles de sintetizar que los elementos conocidos anteriormente. Está previsto que a mediados de la década de 2020 comiencen nuevos intentos por parte de equipos estadounidenses, rusos y chinos para sintetizar unbinilium.
La posición del Unbinilium como séptimo metal alcalinotérreo sugiere que tendría propiedades similares a sus congéneres más ligeros ; sin embargo, los efectos relativistas pueden hacer que algunas de sus propiedades difieran de las esperadas de una aplicación directa de tendencias periódicas . Por ejemplo, se espera que el unbinilium sea menos reactivo que el bario y el radio y que tenga un comportamiento más cercano al estroncio , y si bien debería mostrar el estado de oxidación característico +2 de los metales alcalinotérreos, también se predice que muestre el estado de oxidación +4 y +. 6 estados de oxidación, desconocidos en ningún otro metal alcalinotérreo.
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. [14] 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 entre sí; 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. [15] 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. [15]
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. [15] [16] Esto sucede porque durante el intento de formación de un solo núcleo, la repulsión electrostática desgarra el núcleo que se está formando. [15] 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. [15]
La fusión resultante es un estado excitado [19] , denominado núcleo compuesto , y por tanto es muy inestable. [15] Para alcanzar un estado más estable, la fusión temporal puede fisionarse sin la formación de un núcleo más estable. [20] 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. [20] 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 sus electrones externos y así mostrar sus propiedades químicas. [21] [d]
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. [23] 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. [23] La transferencia tarda unos 10 −6 segundos; Para ser detectado, el núcleo debe sobrevivir tanto tiempo. [26] El núcleo se registra nuevamente una vez que se registra su desintegración, y se miden la ubicación, la energía y el tiempo de la desintegración. [23]
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. [27] 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. [28] [29] Por lo tanto, se predice teóricamente que los núcleos superpesados [30] y hasta ahora se ha observado [31] 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, [33] y el nucleido más ligero que sufre principalmente fisión espontánea tiene 238. [34] 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. [28] [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 sea utilizada como energía cinética para salir del núcleo. [36] 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. [29] 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), [37] y en 30 órdenes de magnitud del torio (elemento 90) al fermio (elemento 100). [38] El modelo anterior de gota de líquido sugería que la fisión espontánea se produciría casi instantáneamente debido a la desaparición de la barrera de fisión para los núcleos con aproximadamente 280 nucleones. [29] [39] El modelo de capa nuclear posterior sugirió que los núcleos con alrededor de 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. [29] [39] 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. [40] Los experimentos con núcleos superpesados más ligeros, [41] así como con aquellos más cercanos a la isla esperada, [37] 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). [23] 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]Los elementos 114 a 118 ( flerovium a través de oganesson ) se descubrieron en reacciones de "fusión en caliente" que bombardeaban los actínidos plutonio a través de californio con calcio-48 , un isótopo casi estable rico en neutrones que podría usarse como proyectil para producir más isótopos ricos en neutrones. de elementos superpesados. [52] Esto no se puede continuar fácilmente con los elementos 119 y 120, porque requeriría un objetivo de los siguientes actínidos einstenio y fermio . Se necesitarían decenas de miligramos de estos para crear tales objetivos, pero hasta ahora sólo se han producido microgramos de einstenio y picogramos de fermio. [53] Una producción más práctica de más elementos superpesados requeriría bombardear actínidos con proyectiles más pesados que 48 Ca, [52] pero se espera que esto sea más difícil. [53] Los intentos de sintetizar los elementos 119 y 120 superan los límites de la tecnología actual, debido a las secciones transversales decrecientes de las reacciones de producción y sus vidas medias probablemente cortas , [54] que se espera que sean del orden de microsegundos. [1] [55]
Tras su éxito en la obtención de oganesson mediante la reacción entre 249 Cf y 48 Ca en 2006, el equipo del Instituto Conjunto de Investigación Nuclear (JINR) en Dubna inició experimentos en marzo-abril de 2007 para intentar crear unbinilium con un haz de 58 Fe y un objetivo de 244 Pu . [56] [57] El intento no tuvo éxito, [58] y el equipo ruso planeó mejorar sus instalaciones antes de intentar la reacción nuevamente. [58]
En abril de 2007, el equipo del Centro GSI Helmholtz para la Investigación de Iones Pesados en Darmstadt , Alemania, intentó crear unbinilium utilizando un objetivo de 238 U y un haz de 64 Ni : [59]
No se detectaron átomos. El GSI repitió el experimento con mayor sensibilidad en tres ejecuciones separadas en abril-mayo de 2007, enero-marzo de 2008 y septiembre-octubre de 2008, todas con resultados negativos, alcanzando un límite de sección transversal de 90 fb. [59]
En 2011, después de actualizar su equipo para permitir el uso de objetivos más radiactivos, los científicos del GSI intentaron la reacción de fusión bastante asimétrica: [60]
Se esperaba que el cambio en la reacción quintuplicaría la probabilidad de sintetizar unbinilium, [61] ya que el rendimiento de tales reacciones depende en gran medida de su asimetría. [54] Aunque esta reacción es menos asimétrica que la reacción de 249 Cf+ 50 Ti, también crea más isótopos de unbinilium ricos en neutrones que deberían recibir una mayor estabilidad debido a su proximidad al cierre de la capa en N = 184. [62] Se observaron tres señales en mayo de 2011; Se consideró una posible asignación a 299 Ubn y sus hijas, [63] pero no se pudo confirmar, [64] [65] [62] y un análisis diferente sugirió que lo que se observó fue simplemente una secuencia aleatoria de eventos. [66]
En agosto-octubre de 2011, un equipo diferente del GSI que utilizaba las instalaciones de TASCA intentó una reacción nueva, aún más asimétrica: [60] [67]
Debido a su asimetría, [68] se predijo que la reacción entre 249 Cf y 50 Ti sería la reacción práctica más favorable para sintetizar unbinilium, aunque produce un isótopo de unbinilium menos rico en neutrones que cualquier otra reacción estudiada. No se identificaron átomos de unbinilium. [67]
Esta reacción fue investigada nuevamente entre abril y septiembre de 2012 en el GSI. Este experimento utilizó un objetivo de 249 Bk y un haz de 50 Ti para producir el elemento 119 , pero dado que 249 Bk se desintegra a 249 Cf con una vida media de aproximadamente 327 días, se podrían buscar ambos elementos 119 y 120 simultáneamente:
No se observó ni el elemento 119 ni el elemento 120. [69]
En mayo de 2021, JINR anunció planes para investigar la reacción de 249 Cf+ 50 Ti en sus nuevas instalaciones. [70] El objetivo de 249 Cf sería producido por el Laboratorio Nacional Oak Ridge en Oak Ridge , Tennessee , Estados Unidos; La viga de 50 Ti sería producida por el Instituto Pluridisciplinario Hubert Curien en Estrasburgo , Alsacia , Francia. Si las relaciones diplomáticas entre Rusia y Estados Unidos hacían esto imposible, entonces el plan era investigar la reacción de 248 Cm+ 54 Cr, con un objetivo de 248 Cm de producción rusa y un haz de 54 Cr de producción francesa , aunque la sección transversal probablemente ser de tres a diez veces menor. [71]
Después de que comenzara la invasión rusa de Ucrania en febrero de 2022, la colaboración entre el JINR y otros institutos cesó por completo debido a las sanciones. [72] A partir de 2022, [53] comenzaron a hacerse planes para utilizar el ciclotrón de 88 pulgadas en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (LBNL) en Berkeley , California , Estados Unidos para intentar fabricar nuevos elementos utilizando proyectiles de 50 Ti. El plan es probarlos primero en un objetivo de plutonio para crearlivermorium ( elemento 116) a finales de 2023. Si esto tiene éxito, comenzará un intento de producir el elemento 120 en la reacción 249 Cf+ 50 Ti, probablemente en 2024 como muy pronto. [73] [74]
En marzo de 2022, Yuri Oganessian impartió un seminario en el JINR sobre cómo se podría sintetizar el elemento 120 en la reacción 248 Cm+ 54 Cr. [75] En 2023, el director del JINR, Grigory Trubnikov, declaró que esperaba que los experimentos para sintetizar el elemento 120 comenzaran en 2025. [76] A finales de 2023, el JINR informó sobre la primera síntesis exitosa de un elemento superpesado con Se bombardeó un proyectil más pesado que 48 Ca: 238 U con 54 Cr para producir un nuevo isótopo de hígado, 288 Lv . La síntesis exitosa de un nucleido superpesado en este experimento fue un resultado inesperadamente bueno; el objetivo era determinar experimentalmente la sección transversal de una reacción con proyectiles de 54 Cr y preparar la síntesis del elemento 120. El haz de 54 Cr se produjo alimentando el compuesto volátil de organocromo cromoceno (Cr(C 5 H 5 ) 2 ) en una fuente de iones: el propio cromoceno se produjo en el JINR y en el Instituto Nesmeyanov de Compuestos Organoelementos en Rusia. [77]
El equipo del Centro de Investigación de Iones Pesados de Lanzhou , operado por el Instituto de Física Moderna (IMP) de la Academia de Ciencias de China , también planea sintetizar los elementos 119 y 120. Las reacciones utilizadas involucrarán dianas actínidas (p. ej. 243 Am , 248 Cm) y proyectiles de metales de transición de primera fila (por ejemplo, 50 Ti, 51 V, 54 Cr, 55 Mn). [78]
La nomenclatura de Mendeleev para elementos sin nombre y no descubiertos la llamaría unbinilium ekradiodium . Las recomendaciones de la IUPAC de 1979 lo llaman temporalmente unbinilium (símbolo Ubn ) hasta que se descubre, se confirma el descubrimiento y se elige un nombre permanente. [79] Aunque los nombres sistemáticos de la IUPAC se utilizan ampliamente en la comunidad química en todos los niveles, desde las aulas de química hasta los libros de texto avanzados, los científicos que trabajan teórica o experimentalmente con elementos superpesados normalmente lo llaman "elemento 120", con el símbolo E120 , (120 ) o 120 . [1]
La estabilidad de los núcleos disminuye enormemente con el aumento del número atómico después del curio , elemento 96, cuya vida media es cuatro órdenes de magnitud más larga que la de cualquier elemento de número superior conocido actualmente. Todos los isótopos con un número atómico superior a 101 sufren desintegración radiactiva con vidas medias inferiores a 30 horas. Ningún elemento con número atómico superior a 82 (después del plomo ) tiene isótopos estables. [81] Sin embargo, por razones aún no bien comprendidas, hay un ligero aumento de la estabilidad nuclear alrededor de los números atómicos 110 – 114 , lo que conduce a la aparición de lo que se conoce en física nuclear como la " isla de la estabilidad ". Este concepto, propuesto por el profesor Glenn Seaborg de la Universidad de California , explica por qué los elementos superpesados duran más de lo previsto. [82]
Se predice que los isótopos de unbinilium tendrán vidas medias de desintegración alfa del orden de microsegundos . [83] [84] En un modelo de túnel cuántico con estimaciones de masa de un modelo macroscópico-microscópico, se ha predicho que la vida media de desintegración alfa de varios isótopos de unbinilium ( 292–304 Ubn) será de alrededor de 1 a 20 microsegundos. [83] [85] [86] [87] Algunos isótopos más pesados pueden ser más estables; Fricke y Waber predijeron que 320 Ubn sería el isótopo de unbinilium más estable en 1971. [3] Dado que se espera que el unbinilium se desintegre mediante una cascada de desintegraciones alfa que conducen a la fisión espontánea alrededor del copernicio , también se predice que las vidas medias totales de los isótopos de unbinilium serán medirse en microsegundos. [1] [55] Esto tiene consecuencias para la síntesis de unbinilium, ya que los isótopos con vidas medias inferiores a un microsegundo se desintegrarían antes de llegar al detector. [1] [55] Sin embargo, nuevos modelos teóricos muestran que la brecha de energía esperada entre los orbitales de protones 2f 7/2 (lleno en el elemento 114) y 2f 5/2 (lleno en el elemento 120) es menor de lo esperado, de modo que El elemento 114 ya no parece ser una capa nuclear cerrada, esférica y estable, y esta brecha de energía puede aumentar la estabilidad de los elementos 119 y 120. Ahora se espera que el próximo núcleo doblemente mágico esté alrededor del esférico 306 Ubb (elemento 122), pero el La baja vida media esperada y la baja sección transversal de producción de este nucleido hacen que su síntesis sea un desafío. [80]
Dado que el elemento 120 ocupa el orbital del protón 2f 5/2 , se ha prestado mucha atención al núcleo compuesto 302 Ubn* y sus propiedades. Entre 2000 y 2008 se realizaron varios experimentos en el Laboratorio Flerov de Reacciones Nucleares en Dubna para estudiar las características de fisión del núcleo compuesto 302 Ubn*. Se han utilizado dos reacciones nucleares, a saber, 244 Pu+ 58 Fe y 238 U+ 64 Ni. Los resultados han revelado cómo núcleos como este se fisionan predominantemente expulsando núcleos de capa cerrada como 132 Sn ( Z = 50, N = 82). También se descubrió que el rendimiento de la vía de fusión-fisión era similar entre los proyectiles de 48 Ca y 58 Fe, lo que sugiere un posible uso futuro de proyectiles de 58 Fe en la formación de elementos superpesados. [88]
En 2008, el equipo de GANIL , Francia, describió los resultados de una nueva técnica que intenta medir la vida media de fisión de un núcleo compuesto con alta energía de excitación, ya que los rendimientos son significativamente mayores que los de los canales de evaporación de neutrones. También es un método útil para sondear los efectos del cierre de capas sobre la capacidad de supervivencia de núcleos compuestos en la región superpesada, lo que puede indicar la posición exacta de la siguiente capa de protones ( Z = 114, 120, 124 o 126). El equipo estudió la reacción de fusión nuclear entre iones de uranio y un objetivo de níquel natural: [89] [90]
Los resultados indicaron que los núcleos de unbinilium se produjeron con una energía de excitación alta (~ 70 MeV) que experimentó fisión con vidas medias mensurables de poco más de 10 −18 s. [89] [90] Aunque es muy breve (de hecho, insuficiente para que la IUPAC considere que el elemento existe, porque un núcleo compuesto no tiene estructura interna y sus nucleones no se han dispuesto en capas hasta que ha sobrevivido durante 10 −14 s, cuando forma una nube electrónica), [91] la capacidad de medir tal proceso indica un fuerte efecto de capa en Z = 120. Con una energía de excitación más baja (ver evaporación de neutrones), el efecto de la capa será mayor y el estado fundamental Se puede esperar que los núcleos tengan vidas medias relativamente largas. Este resultado podría explicar en parte la vida media relativamente larga del 294 Og medida en experimentos en Dubna. Experimentos similares han indicado un fenómeno similar en el elemento 124, pero no para el flerovium , lo que sugiere que la siguiente capa de protones de hecho se encuentra más allá del elemento 120. [89] [90] En septiembre de 2007, el equipo de RIKEN comenzó un programa utilizando objetivos de 248 cm. y han indicado futuros experimentos para investigar la posibilidad de que 120 sea el próximo número mágico de protones (y 184 sea el próximo número mágico de neutrones) utilizando las reacciones nucleares antes mencionadas para formar 302 Ubn*, así como 248 Cm+ 54 Cr. También planearon seguir trazando mapas de la región investigando los núcleos compuestos cercanos 296 Og*, 298 Og*, 306 Ubb* y 308 Ubb*. [92]
Al ser el elemento del segundo período 8 , se prevé que el unbinilium sea un metal alcalinotérreo, por debajo del berilio , magnesio , calcio , estroncio , bario y radio . Cada uno de estos elementos tiene dos electrones de valencia en el orbital s más externo (configuración electrónica de valencia n s 2 ), que se pierde fácilmente en reacciones químicas para formar el estado de oxidación +2 : por lo tanto, los metales alcalinotérreos son elementos más bien reactivos , con el excepción del berilio debido a su pequeño tamaño. Se predice que el unbinilium continuará la tendencia y tendrá una configuración electrónica de valencia de 8s 2 . Por lo tanto, se espera que se comporte de manera muy parecida a sus congéneres más ligeros ; sin embargo, también se prevé que difiera de los metales alcalinotérreos más ligeros en algunas propiedades. [1]
La razón principal de las diferencias predichas entre el unbinilium y otros metales alcalinotérreos es la interacción espín-órbita (SO) , la interacción mutua entre el movimiento de los electrones y el espín . La interacción SO es especialmente fuerte para los elementos superpesados porque sus electrones se mueven más rápido (a velocidades comparables a la velocidad de la luz ) que los de los átomos más ligeros. [4] En los átomos de unbinilium, reduce los niveles de energía de los electrones 7p y 8s, estabilizando los electrones correspondientes, pero dos de los niveles de energía de los electrones 7p están más estabilizados que los otros cuatro. [93] El efecto se llama división de subcapa, ya que divide la subcapa 7p en partes más estabilizadas y menos estabilizadas. Los químicos computacionales entienden la división como un cambio del segundo número cuántico ( azimutal ) l de 1 a 1/2 y 3/2 para las partes más estabilizadas y menos estabilizadas de la subcapa 7p, respectivamente. [4] [l] Por lo tanto, los electrones 8s externos del unbinilium se estabilizan y se vuelven más difíciles de eliminar de lo esperado, mientras que los electrones 7p 3/2 se desestabilizan correspondientemente, lo que quizás les permita participar en reacciones químicas. [1] Esta estabilización del orbital s más externo (ya significativo en radio) es el factor clave que afecta la química del unbinilium y causa que todas las tendencias de las propiedades atómicas y moleculares de los metales alcalinotérreos cambien de dirección después del bario. [94]
Debido a la estabilización de sus electrones 8s externos, se predice que la primera energía de ionización del unbinilium (la energía necesaria para eliminar un electrón de un átomo neutro) será de 6,0 eV, comparable a la del calcio. [1] Se predice que el electrón del átomo de unbinilium similar al hidrógeno , oxidado por lo que tiene un solo electrón, Ubn 119+ , se moverá tan rápidamente que su masa es 2,05 veces la de un electrón inmóvil, una característica que proviene de la efectos relativistas . A modo de comparación, la cifra para el radio similar al hidrógeno es 1,30 y la cifra para el bario similar al hidrógeno es 1,095. [4] Según simples extrapolaciones de las leyes de la relatividad, esto indica indirectamente la contracción del radio atómico [4] hasta alrededor de 200 pm , [1] muy cercano al del estroncio (215 pm); el radio iónico del ion Ubn 2+ también se reduce correspondientemente a 160 pm. [1] También se espera que la tendencia en la afinidad electrónica invierta la dirección de manera similar en el radio y el unbinilium. [94]
El unbinilium debe ser un sólido a temperatura ambiente, con un punto de fusión de 680 °C: [96] esto continúa la tendencia a la baja en el grupo, siendo inferior al valor de 700 °C para el radio. [97] Se espera que el punto de ebullición del unbinilium sea de alrededor de 1700 °C, que es más bajo que el de todos los elementos anteriores del grupo (en particular, el radio hierve a 1737 °C), siguiendo la tendencia periódica descendente. [3] Se ha predicho que la densidad del unbinilium será de 7 g/cm 3 , continuando la tendencia de aumento de la densidad en el grupo: el valor del radio es 5,5 g/cm 3 . [3] [2]
Se predice que la química del unbinilium será similar a la de los metales alcalinotérreos, [1] pero probablemente se comportaría más como calcio o estroncio [1] que como bario o radio. Al igual que el estroncio, el unbinilium debería reaccionar vigorosamente con el aire para formar un óxido (UbnO) y con el agua para formar el hidróxido (Ubn(OH) 2 ), que sería una base fuerte , y liberando gas hidrógeno . También debería reaccionar con los halógenos para formar sales como UbnCl 2 . [98] Si bien se esperarían estas reacciones de las tendencias periódicas , su menor intensidad es algo inusual, ya que ignorando los efectos relativistas, las tendencias periódicas predecirían que el unbinilium sería incluso más reactivo que el bario o el radio. Esta reactividad reducida se debe a la estabilización relativista del electrón de valencia del unbinilium, aumentando la primera energía de ionización del unbinilium y disminuyendo los radios metálicos e iónicos ; [99] este efecto ya se observa en el caso del radio. [1] la química del unbinilium en el estado de oxidación +2 debería ser más similar a la química del estroncio que a la del radio. Por otro lado, se predice que el radio iónico del ion Ubn 2+ será mayor que el del Sr 2+ , porque los orbitales 7p están desestabilizados y, por lo tanto, son más grandes que los orbitales p de las capas inferiores. [4]
El unbinilium también puede mostrar el estado de oxidación +4 , [1] que no se ve en ningún otro metal alcalinotérreo, [100] además del estado de oxidación +2 que es característico de los otros metales alcalinotérreos y también es el estado de oxidación principal. Estado de todos los metales alcalinotérreos conocidos: esto se debe a la desestabilización y expansión del espinor 7p 3/2 , lo que hace que sus electrones más externos tengan una energía de ionización menor de lo que se esperaría de otra manera. [1] [100] Se ha sugerido el estado +6 que involucra a todos los electrones 7p 3/2 en un hexafluoruro , UbnF 6 . [5] El estado +1 también puede ser aislable. [4] Se espera que muchos compuestos de unbinilium tengan un gran carácter covalente , debido a la participación de los electrones 7p 3/2 en el enlace: este efecto también se observa en menor medida en el radio, que muestra algunos 6s y 6p 3/. 2 contribución al enlace en fluoruro de radio (RaF 2 ) y astatida (RaAt 2 ), lo que da como resultado que estos compuestos tengan un carácter más covalente. [4] Se predice que el potencial de reducción estándar del par Ubn 2+ /Ubn será −2,9 V, que es casi exactamente el mismo que el del par Sr 2+ /Sr de estroncio (−2,899 V). [96]
En fase gaseosa, los metales alcalinotérreos no suelen formar moléculas diatómicas unidas covalentemente como lo hacen los metales alcalinos, ya que dichas moléculas tendrían el mismo número de electrones en los orbitales enlazantes y antienlazantes y tendrían energías de disociación muy bajas . [101] Por lo tanto, el enlace M-M en estas moléculas se realiza predominantemente a través de fuerzas de van der Waals . [94] Las longitudes de los enlaces metal-metal en estas moléculas M 2 aumentan hacia abajo en el grupo desde Ca 2 hasta Ubn 2 . Por otro lado, sus energías de disociación de enlaces metal-metal generalmente aumentan de Ca 2 a Ba 2 y luego caen a Ubn 2 , que debería ser la más débilmente unida de todas las moléculas homodiatómicas del grupo 2. La causa de esta tendencia es la participación cada vez mayor de los electrones p 3/2 y d, así como del orbital s relativistamente contraído. [94] A partir de estas energías de disociación M 2 , se predice que la entalpía de sublimación (Δ H sub ) del unbinilium será de 150 kJ/mol. [94]
El enlace Ubn- Au debería ser el más débil de todos los enlaces entre el oro y un metal alcalinotérreo, pero aún así debería ser estable. Esto da entalpías de adsorción de tamaño medio extrapoladas (−Δ H ads ) de 172 kJ/mol en oro (el valor del radio debe ser 237 kJ/mol) y 50 kJ/mol en plata , el más pequeño de todos los metales alcalinotérreos, que demostrar que sería factible estudiar la adsorción cromatográfica de unbinilium sobre superficies hechas de metales nobles . [94] Los valores de Δ H sub y −Δ H ads están correlacionados para los metales alcalinotérreos. [94]
Anteriormente trabajábamos principalmente con calcio. Este es el elemento 20 de la tabla periódica. Fue utilizado para bombardear el objetivo. Y el elemento más pesado que se puede utilizar para fabricar un objetivo es el californio, 98. En consecuencia, 98 + 20 es 118. Es decir, para obtener el elemento 120, debemos pasar a la siguiente partícula. Lo más probable es que sea titanio: 22 + 98 = 120.
Aún queda mucho trabajo para ajustar el sistema. No quiero adelantarme, pero si podemos realizar con éxito todos los experimentos del modelo, entonces probablemente los primeros experimentos sobre la síntesis del elemento 120 comenzarán este año.
В этом году мы фактически завершаем подготовительную серию экспериментов по отладке всех режимов ускорителя и Espectrometros para síntesis de 120 elementos. No utilice un color intenso y un brillo intenso. No detecte átomos extraños en reacciones de secuencias mínimas. Теперь ждем, когда закончится наработка материала для мишени на реакторах и сепараторах у наших партнеров в «Росатоме» и в СШ А: кюрий, берклий, калифорний. Надеюсь, что в 2025 г. мы полноценно приступим к синтезу 120-го элемента.