Ο dubnium, με σύμβολο Db και ατομικός αριθμός 105, είναι ένα συνθετικό χημικό στοιχείο που βρίσκεται στην Ομάδα 5 του Περιοδικού Πίνακα. Κατασκευάστηκε για πρώτη φορά στα τέλη της δεκαετίας του 1960, με την ανακάλυψή του να επισημοποιήθηκε τη δεκαετία του 1970. Ωστόσο, μόλις το 1997 η International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) αναγνώρισε την ανακάλυψή του, εγκρίνοντας το όνομά του.
Όπως και άλλα υπερβαριά στοιχεία, το dubnium έχει το δικό του περιορισμένη εφαρμογή λόγω του σεσταθερότητα. Το πιο σταθερό ισότοπό του, 268Db, παράγεται στην περιοχή λίγων άτομα την εβδομάδα, αποτρέποντας τη συσσώρευση σημαντικής ποσότητας αυτού του στοιχείου.
Δείτε επίσης: Χρυσός — ένα από τα πιο περιζήτητα μέταλλα σε όλη την ανθρώπινη ιστορία
Περίληψη για το Dubnium
Το Dubnium είναι ένα συνθετικό χημικό στοιχείο που βρίσκεται στην Ομάδα 5 του Περιοδικού Πίνακα.
Συντέθηκε για πρώτη φορά στα τέλη της δεκαετίας του 1960 στη Ντούμπνα της Ρωσίας.
Το πιο σταθερό ισότοπό του είναι το 268, με χρόνο ημιζωής 16 ώρες.
Το πιο μελετημένο ισότοπό του είναι το 262, καθώς ο χρόνος σύνθεσής του είναι μικρότερος από ένα λεπτό.
Επισημοποιήθηκε μόλις το 1997, μετά από μια μακρά διαμάχη γνωστή ως Transfer War, ένας επιστημονικός διαγωνισμός που έλαβε χώρα κατά τη διάρκεια του Ψυχρού Πολέμου.
Ιδιότητες Dubnium
Σύμβολο: DB
Ατομικός αριθμός: 105.
Ατομική μάζα: 262 κ.ε.
Ηλεκτρονική διαμόρφωση: [Rn] 7s2 5στ14 6δ3.
Τα πιο γνωστά ισότοπα:262Db (34 δευτερόλεπτα ημιζωή); 268Db (χρόνος ημιζωής 16 ωρών).
Χημική σειρά: Ομάδα 5; Τρανσακτινίδια; Σούπερ βαριά στοιχεία.
Χαρακτηριστικά Dubnium
Όπως και με τα άλλα τρανσακτινίδια (στοιχεία με ατομικό αριθμό που ξεκινά από το 104, αμέσως μετά το ακτίνιο), το ντουβίνιο éραδιενεργός. Μερικές θεωρίες έλεγαν ακόμη ότι στοιχεία με 110 έως 114 πρωτόνια και 184 νετρόνια θα μπορούσαν να έχουν ημιζωή (χρόνος που απαιτείται για να μειωθεί στο μισό η μάζα του ραδιενεργού δείγματος) στην περιοχή χιλιάδων ετών.
Αυτή η ιδέα θα επέτρεπε την πιθανή ανακάλυψή του σε φυσικές πηγές. Ωστόσο, μέχρι σήμερα, δεν υπάρχουν στοιχεία για την ύπαρξη αυτών των στοιχείων στη φύση, που τα χαρακτηρίζει εντελώς συνθετικά.
Οι μελέτες με dubnium παρεμποδίζονται από δύο κύριους παράγοντες:
ο μικρός χρόνος ημιζωής των ισοτόπων του·
ο χαμηλός ρυθμός σύνθεσής του.
Για παράδειγμα, το ισότοπο 262, το πιο μελετημένο, μπορεί να παρασκευαστεί σε λιγότερο από ένα λεπτό, ωστόσο, έχει χρόνο ημιζωής μόνο 34 δευτερόλεπτα. Το πιο σταθερό ισότοπο, το 268, έχει χρόνο ημιζωής 16 ώρες. Αν και αυτός ο χρόνος είναι επαρκής για τη διενέργεια αναλύσεων, ο ρυθμός παραγωγής του είναι της τάξης λίγων ατόμων την εβδομάδα.
Μεταξύ των χημικών χαρακτηριστικών που προβλέφθηκαν και μελετήθηκαν για το ντουβίνιο, προτείνεται ότι η πιο σταθερή του κατάσταση οξείδωσης é το +5, σε αντίθεση με τα ελαφρύτερα στοιχεία της ομάδας του, όπως το ταντάλιο (Ta), του οποίου οι πιο σταθερές καταστάσεις οξείδωσης είναι +3 και +4.
Αν και είναι ακόμη πολύ πρόσφατες, ήδη πραγματοποιούνται μελέτες με ντουβίνιο που το αναλύουν τόσο στην αέρια όσο και στην υδατική φάση. Μεταξύ των πιο μελετημένων ενώσεων είναι τα αλογονίδια και τα οξυαλογονίδια του ντουβινίου, όπως το DbCl5, DbOCl3 και το DbBr5.
Διαβάστε επίσης: Οργανικά αλογονίδια — ουσίες που έχουν άτομα αλογόνου συνδεδεμένα στην ανθρακική αλυσίδα
Λήψη του dubnium
Ως συνθετικό στοιχείο, το ντουβίνιο δεν μπορεί να ληφθεί από φυσικές πηγές. Η απόκτηση ισοτόπων ντουβινίου και άλλων τρανσακτινιδικών στοιχείων είναι αρκετά περίπλοκη. Αυτό δεν περιλαμβάνει μόνο την υποδομή αντίδρασης, η οποία απαιτεί κατάλληλο επιταχυντή σωματιδίων και εργαστήριο, αλλά και την ανάγκη παραγωγής μεγάλης ποσότητας εξαιρετικά ραδιενεργών και σπάνιων στοιχείων, όπως:
κούριο (Cm);
βερκέλιο (Bk);
καλιφόρνιο (βλ.).
Επιπλέον, δύο άλλοι παράγοντες καταλήγουν να δυσκολεύουν τη διαδικασία, καθώς το ισότοπο ντουβνίου που παράγεται δεν πρέπει μόνο να έχει επαρκή χρόνο ημιζωής για να επιτρέψει τον χημικό διαχωρισμό, αλλά και επαρκή παραγωγή. Για να ολοκληρωθεί, τα ισότοπα αξιολογούνται άτομο προς άτομο, έτσι ώστε να είναι δυνατός ο εντοπισμός συγκεκριμένων και μοναδικών ραδιενεργών διασπάσεων, επιβεβαιώνοντας ότι είναι χημικό στοιχείο αναζητήθηκε ή μελετήθηκε.
Ένας από τους τρόπους απόκτησης dubnium είναι μέσω βομβαρδισμός του βερκελίου-249 με επιτάχυνση ατόμων οξυγόνου-18, όπως φαίνεται παρακάτω:
Προφυλάξεις με το Dubnium
Οι άνθρωποι δύσκολα θα έρθουν σε επαφή με σημαντικές ποσότητες του στοιχείου dubnium, λόγω των συνθετικών χαρακτηριστικών του. Ωστόσο, καθώς είναι ραδιενεργό στοιχείο, ο χειρισμός του πρέπει να γίνεται σωστά, αφού οι ραδιενεργές διασπάσεις τους δημιουργούν σωματίδια και ακτινοβολία με δυνατότητα ιοντισμού, που μπορεί να προκαλέσει σοβαρές ασθένειες όπως π.χ Καρκίνος.
Μάθετε περισσότερα: Ατύχημα με καίσιο-137 στη Goiânia — το μεγαλύτερο ακτινολογικό ατύχημα στην ιστορία
ιστορία του dubnium
Το Dubnium αναφέρεται στη ρωσική πόλη Dubna, η οποία απέχει 125 χιλιόμετρα από τη Μόσχα, την πρωτεύουσα. Ωστόσο, αυτή η χημική ουσία αμφισβητήθηκε ευρέως το βάπτισμά του, κατά τη διάρκεια αυτού που είναι γνωστός ως ο πόλεμος των μεταγραφών, ένα κομμάτι του Ψυχρού Πολέμου στην ιστορία της Χημείας και Περιοδικός Πίνακας.
Μεταγραφικός πόλεμος: η διαμάχη για τα ονόματα των στοιχείων που ανακαλύφθηκαν μετά το φερμιόνιο (Fm, Z = 100), πιο συγκεκριμένα μεταξύ στοιχείων με ατομικούς αριθμούς 104 έως 109, που έλαβε χώρα κατά την περίοδο Ψυχρός πόλεμος.
Σε αυτή τη διαμάχη ήταν τα περίφημα εργαστήρια Κοινού Ινστιτούτου Πυρηνικής Έρευνας στη Ντούμπνα (πρώην μέρος της Σοβιετικής Ένωσης), Λόρενς Μπέρκλεϋ Εθνικό Εργαστήριο, Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Μπέρκλεϋ (Ηνωμένες Πολιτείες) και ο όμιλος Gesellschaft für Schwerionenforschung, στο Ντάρμσταντ (Γερμανία).
Το στοιχείο με ατομικό αριθμό 105 συντέθηκε για πρώτη φορά στα τέλη της δεκαετίας του 1960, στο Ντουμπάι. Εκεί, οι επιστήμονες συγκρούστηκαν 243Είμαι μαζί με 22Ne, παράγοντας ένα μείγμα των ισοτόπων 260DB και 261Db, μετά την απώλεια πέντε ή τεσσάρων νετρονίων, αντίστοιχα.
Αυτό το νέο στοιχείο ήταν τότε ανακοινώθηκε ωςnielsbohrio, αναφερόμενος στον Δανό επιστήμονα Ο Νιλς Μπορ. Περίπου την ίδια εποχή, επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια χρησιμοποίησαν 15N να συγκρουστεί με 249Cf και σχημάτισε το ισότοπο 260Db, προτείνοντας το όνομα hahnio, με αναφορά στον επιστήμονα Otto Hahn.
![Προτομή προς τιμήν του Ρώσου επιστήμονα Γκεόργκι Φλέροφ, ο οποίος ήταν ιδιοκτήτης εργαστηρίου στο Κοινό Ινστιτούτο Πυρηνικής Έρευνας στη Ντούμπνα της Ρωσίας.[1]](/f/fef2af10c897baf6dc2bea90dbefd0df.jpg)
Ο διαμάχη Με το όνομα επιλύθηκε μόλις το 1997, όταν η Διεθνής Ένωση Καθαρής και Εφαρμοσμένης Χημείας, Iupac, χτύπησε το σφυρί και αποφάσισε ότι το όνομα του στοιχείου 105 θα έπρεπε να είναι dubnium, με το σύμβολο Db. Μέχρι εκείνη την ημερομηνία, ήταν ακόμα δυνατό να δούμε πολλές εκδόσεις που χρησιμοποιούν το όνομα hahnio, σύμβολο Ha, για το στοιχείο 105.
Λυμένες ασκήσεις στο dubnium
ερώτηση 1
Το ισότοπο 262 του χημικού στοιχείου dubnium (Db, Z = 105) είναι το πιο ευρέως μελετημένο από αυτό το στοιχείο, καθώς ο χρόνος παραγωγής του κυμαίνεται από ένα λεπτό. Πόσα νετρόνια υπάρχουν στο ισότοπο 262 του ντουβνίου;
Α) 105
Β) 262
Γ) 157
Δ) 159
Ε) 367
Ανάλυση:
Εναλλακτική Γ
Ο αριθμός των νετρόνια ενός χημικού στοιχείου μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας την ακόλουθη εξίσωση:
A = Z + n
Θεωρήστε ότι A είναι ο μαζικός αριθμός, Z είναι ο ατομικός αριθμός και n είναι ο αριθμός των νετρονίων.
Αντικαθιστώντας τις τιμές, έχουμε:
262 = 105 + n
n = 262 - 105
n = 157
Ερώτηση 2
Ο 268Το Db είναι το πιο σταθερό ισότοπο του συνθετικού χημικού στοιχείου dubnium. Ο χρόνος ημιζωής του, ο χρόνος που χρειάζεται για να μειωθεί στο μισό η μάζα του ραδιενεργού δείγματος, είναι 16 ώρες. Στη σύνθεση 1,0 g του ισοτόπου 268, πόσος χρόνος χρειάζεται για να γίνει η μάζα του ίση με 0,25 g;
Α) 16 ώρες
Β) 32 ώρες
Γ) 48 ώρες
Δ) 64 ώρες
Ε) 80 ώρες
Ανάλυση:
Εναλλακτική Β
Δεδομένου ότι ο χρόνος ημιζωής είναι ο χρόνος που απαιτείται για να μειωθεί στο μισό η μάζα του ραδιενεργού δείγματος, μετά από 16 ώρες η υπολειπόμενη μάζα του αρχικού δείγματος θα είναι ίση με το ήμισυ του 1,0 g, δηλαδή 0,5 g.
Δεκαέξι ώρες αργότερα, μετά από έναν επιπλέον χρόνο ημιζωής, η υπολειπόμενη μάζα θα είναι 0,25 g.
Έτσι, απαιτήθηκαν δύο χρόνοι ημιζωής για να αποσυντεθεί το δείγμα στα 0,25 g, συνολικά 32 ώρες.
πίστωση εικόνας
[1] asetta / shutterstock
Του Stefano Araújo Novais
Καθηγητής Χημείας