Unbiunium (Ubu) — hipotetyczny pierwiastek Z=121, eka-aktyn
Unbiunium (Ubu) — hipotetyczny pierwiastek Z=121, eka-aktyn; tymczasowa nazwa IUPAC, element bloku f i superaktynowców, próby syntezy prowadzone od 1977 r.
Unbiunium to hipotetyczny pierwiastek układu okresowego o liczbie atomowej Z = 121. Znany jest także jako eka-aktyn. Ma tymczasowy symbol Ubu i tymczasową nazwę ustaloną przez IUPAC. Nazwa i symbol pozostają tymczasowe do czasu ewentualnego oficjalnego nadania trwałej nazwy. Oczekuje się, że Ubu należy do elementów bloku f i do grupy tzw. superaktynowców (superactinides). Jest to trzeci pierwiastek w ósmym okresie układu okresowego.
Synteza i dotychczasowe próby
Pierwsza próba syntezy unbiunium miała miejsce w 1977 r. w Centrum Badań Ciężkich Jonów GSI Helmholtz w Darmstadt, Niemcy. W eksperymencie bombardowano tarczę uranu-238 jonami miedzi-65, tworząc hipotetyczne jądro złożone 303Ubu:
- 238U + 65Cu → 303Ubu
W tym i w kolejnych eksperymentach nie zidentyfikowano żadnych atomów unbiunium. Brak obserwacji oznacza, że jeśli Ubu jest możliwe do wytworzenia, to przekrój czynny procesu jest ekstremalnie mały, a wyprodukowane jądra szybko się rozpadają. Kolejne propozycje reakcji prowadzących do Z = 121 obejmowały użycie cięższych projektili i różnych tarcz (np. projekty z zastosowaniem jonów takich jak 50Ti, 54Cr czy 58Fe na tarczach aktynowców), jednak do tej pory nie potwierdzono syntezy tego pierwiastka.
Dlaczego synteza jest trudna
Wytwarzanie pierwiastków superciężkich napotyka na kilka fundamentalnych ograniczeń:
- bardzo niskie przekroje czynne reakcji fuzji dla wysokich Z — potrzebne są długie czasy eksperymentów z dużymi natężeniami wiązki,
- silne odpychanie elektrostatyczne między ładunkami jąder (duże Coulombowskie bariery),
- krótkie czasy półrozpadu produkowanych jąder — często rozpadają się w ułamkach sekundy, co utrudnia ich detekcję,
- konieczność stosowania zaawansowanych separatorów i detektorów do wyodrębnienia pojedynczych zdarzeń syntetycznych spośród tła.
Przewidywane właściwości i chemia
Wszystkie informacje dotyczące właściwości unbiunium są czysto teoretyczne i zależą od modeli jądrowych oraz obliczeń kwantowo-chemicznych. Kilka ogólnych przewidywań:
- struktura elektronowa i zachowanie chemiczne będą silnie modyfikowane przez efekty relatywistyczne, które stają się znaczące dla bardzo ciężkich jąder;
- Ubu może wykazywać zachowania analogiczne do aktynów, jednak szczegóły obsadzenia orbitali (np. udziałów orbitalów 5g, 6f, 7d, 8s itp.) różnią się w zależności od modelu — brak jednoznacznej zgody co do podstawowej konfiguracji elektronowej;
- przewiduje się, że typowe stopnie utlenienia mogłyby obejmować +3 (podobnie jak u wielu aktynów), ale możliwe są także inne stany utlenienia w zależności od warunków i wpływu relatywistycznego;
- ze względu na krótkie przewidywane czasy życia, chemię tego pierwiastka bada się jedynie teoretycznie; praktyczne badania chemiczne wymagałyby wytworzenia wystarczającej liczby atomów o odpowiednio długim czasie życia.
Stabilność jądrowa i „wyspa stabilności”
Modele jądrowe przewidują istnienie tzw. wyspy stabilności dla superciężkich pierwiastków, przy czym położenie optymalnych „magicznych” liczb neutronów i protonów różni się między teoriami. Propozycje obejmują okolice Z ≈ 114, 120 lub 126; dla Z = 121 oczekuje się, że stabilność będzie zależała od liczby neutronów w wytworzonym izotopie. Nawet jeśli pewne izotopy Ubu mogłyby mieć relatywnie wydłużone czasy półrozpadu, nadal będą one najprawdopodobniej krótkotrwałe w porównaniu z lekko cięższymi, stabilnymi pierwiastkami.
Znaczenie naukowe
Badania nad pierwiastkami takimi jak unbiunium poszerzają wiedzę o granicach układu okresowego, o zachowaniu materii w ekstremalnych warunkach oraz o roli efektów relatywistycznych w strukturze atomowej i jądrowej. Synteza i identyfikacja nowych pierwiastków wymaga połączenia eksperymentów z zaawansowanymi modelami teoretycznymi oraz postępu technologicznego w dziedzinie akceleratorów i detektorów.
Podsumowanie
Unbiunium (Ubu, Z = 121) pozostaje pierwiastkiem hipotetycznym. Pierwsza próba syntezy w 1977 r. w GSI nie doprowadziła do identyfikacji atomów tego pierwiastka, a późniejsze eksperymenty również nie potwierdziły jego wytworzenia. Właściwości chemiczne i jądrowe Ubu są przedmiotem obliczeń teoretycznych; dalsze poszukiwania zależą od rozwoju technik eksperymentalnych i nowych pomysłów na efektywne reakcje fuzji.
Nie zidentyfikowano żadnych atomów.
Przeszukaj encyklopedię