Dubnium (Db): ลักษณะการได้มาประวัติ

เธ ดับเนียม, พร้อมสัญลักษณ์ Db และ เลขอะตอม 105 เป็นองค์ประกอบทางเคมีสังเคราะห์ที่อยู่ในกลุ่มที่ 5 ของตารางธาตุ ผลิตขึ้นครั้งแรกในช่วงปลายทศวรรษ 1960 โดยมีการค้นพบอย่างเป็นทางการในปี 1970 อย่างไรก็ตาม ไม่ถึงปี 1997 ที่สหภาพสากลแห่งเคมีบริสุทธิ์และเคมีประยุกต์ (IUPAC) ยอมรับการค้นพบของเขา โดยอนุมัติชื่อของเขา

เช่นเดียวกับองค์ประกอบ superheavy อื่น ๆ dubnium มี การบังคับใช้ที่ จำกัด เนื่องจาก ในความมั่นคง. ไอโซโทปที่เสถียรที่สุด ²⁶⁸Db ผลิตในช่วงไม่กี่ อะตอม ต่อสัปดาห์เพื่อป้องกันการสะสมขององค์ประกอบนี้จำนวนมาก

ดูด้วย: ทอง — หนึ่งในโลหะที่โลภมากที่สุดในประวัติศาสตร์ของมนุษย์

สรุปเกี่ยวกับดับเนียม

• Dubnium เป็นองค์ประกอบทางเคมีสังเคราะห์ที่อยู่ในกลุ่มที่ 5 ของตารางธาตุ

• มันถูกสังเคราะห์ขึ้นครั้งแรกในปลายทศวรรษ 1960 ในเมือง Dubna ประเทศรัสเซีย

• ไอโซโทปที่เสถียรที่สุดคือ 268 โดยมีครึ่งชีวิต 16 ชั่วโมง

• ไอโซโทปที่มีการศึกษามากที่สุดคือ 262 เนื่องจากเวลาในการสังเคราะห์น้อยกว่าหนึ่งนาที

• มีการประกาศอย่างเป็นทางการในปี 1997 หลังจากข้อพิพาทอันยาวนานที่รู้จักกันในชื่อ Transfer War ซึ่งเป็นการแข่งขันทางวิทยาศาสตร์ที่เกิดขึ้นระหว่างสงครามเย็น

อย่าเพิ่งหยุด... มีมากขึ้นหลังจากโฆษณา ;)

คุณสมบัติของดับเนียม

• สัญลักษณ์: DB

• เลขอะตอม: 105.

• มวลอะตอม: 262 คิว

• การกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์: [Rn] 7s² 5f¹⁴ 6 วัน³.

• ไอโซโทปที่รู้จักมากที่สุด:²⁶²Db (ครึ่งชีวิต 34 วินาที); ²⁶⁸Db (ครึ่งชีวิต 16 ชั่วโมง)

• ชุดเคมี: กลุ่มที่ 5; ทรานแซกทิไนด์; องค์ประกอบที่หนักมาก

ลักษณะของดับเนียม

เช่นเดียวกับทรานแซกทิไนด์อื่นๆ (องค์ประกอบที่มีเลขอะตอมเริ่มต้นตั้งแต่ 104 หลังแอกทิเนียม) ดับเนียม éกัมมันตรังสี. บางทฤษฎีถึงกับกล่าวว่าธาตุที่มีโปรตอน 110 ถึง 114 และนิวตรอน 184 ตัวสามารถมีได้ ครึ่งชีวิต (เวลาที่ต้องการให้มวลของตัวอย่างกัมมันตภาพรังสีลดลงครึ่งหนึ่ง) ในช่วงหลายพันปี

แนวคิดนี้จะช่วยให้ค้นพบได้ในแหล่งธรรมชาติ อย่างไรก็ตาม จนถึงปัจจุบัน ไม่มีหลักฐานการมีอยู่ขององค์ประกอบเหล่านี้ในธรรมชาติซึ่งมีลักษณะเป็นวัสดุสังเคราะห์โดยสมบูรณ์

Dubnium เป็นองค์ประกอบสังเคราะห์กัมมันตภาพรังสี

การศึกษากับดับเนียมถูกขัดขวางโดยปัจจัยหลักสองประการ:

• ครึ่งชีวิตสั้นของไอโซโทปของมัน

• อัตราการสังเคราะห์ต่ำ

ตัวอย่างเช่น ไอโซโทป 262 ที่มีการศึกษามากที่สุด สามารถเตรียมได้ในเวลาไม่ถึงนาที อย่างไรก็ตาม ไอโซโทปมีครึ่งชีวิตเพียง 34 วินาที ไอโซโทปที่เสถียรที่สุด 268 มีครึ่งชีวิต 16 ชั่วโมง แม้ว่าคราวนี้จะเพียงพอสำหรับการวิเคราะห์ แต่อัตราการผลิตอยู่ในลำดับไม่กี่อะตอมต่อสัปดาห์

ในบรรดาลักษณะทางเคมีที่ทำนายและศึกษาสำหรับดับเนียม มีข้อเสนอแนะว่า สถานะออกซิเดชันที่เสถียรที่สุด é ที่ +5ไม่เหมือนกับธาตุที่เบากว่าในกลุ่มของมัน เช่น แทนทาลัม (Ta) ซึ่งสถานะออกซิเดชันที่เสถียรที่สุดคือ +3 และ +4

แม้ว่าจะยังเพิ่งเกิดขึ้นไม่นาน แต่การศึกษากับ dubnium ก็กำลังดำเนินการวิเคราะห์อยู่ทั้งในระยะของก๊าซและในน้ำ ในบรรดาสารประกอบที่มีการศึกษามากที่สุด ได้แก่ เฮไลด์และออกซีเฮไลด์ของดับเนียม เช่น DbCl₅, DbOCl₃ และ DbBr₅.

อ่านด้วย: อินทรีย์เฮไลด์ — สารที่มีอะตอมของฮาโลเจนติดอยู่กับห่วงโซ่คาร์บอน

รับดับเนียม

ในฐานะที่เป็นองค์ประกอบสังเคราะห์ ดับเนียมไม่สามารถหาได้จากแหล่งธรรมชาติ การได้รับไอโซโทปของดับเนียมและองค์ประกอบทรานส์แซกทิไนด์อื่นๆ นั้นค่อนข้างซับซ้อน สิ่งนี้ไม่เพียงแต่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างพื้นฐานของปฏิกิริยาเท่านั้น ซึ่งต้องใช้เครื่องเร่งอนุภาคและห้องปฏิบัติการที่เหมาะสม แต่ยังต้องผลิตธาตุที่มีกัมมันตภาพรังสีสูงและหายากจำนวนมาก เช่น

• คูเรียม (ซม.);

• เบอร์เคเลียม (Bk);

• แคลิฟอร์เนีย (cf).

เครื่องเร่งอนุภาคที่จำเป็นสำหรับการผลิตไอโซโทปดับเนียม

นอกจากนี้ ปัจจัยอีกสองประการที่ทำให้กระบวนการนี้ยากขึ้น เนื่องจากไอโซโทปของดับเนียมที่ผลิตขึ้นจะต้องไม่เพียงแต่มี ครึ่งชีวิตที่เพียงพอเพื่อให้สามารถแยกสารเคมีได้ แต่ยังมีการผลิตที่เพียงพออีกด้วย เพื่อให้สมบูรณ์ ไอโซโทปจะถูกประเมินอะตอมโดยอะตอม เพื่อให้สามารถระบุการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีที่จำเพาะและเฉพาะตัวได้ เป็นการยืนยันว่ามันคือ องค์ประกอบทางเคมี แสวงหาหรือศึกษา

วิธีหนึ่งในการรับดับเนียมคือผ่าน การทิ้งระเบิดของเบอร์เคเลียม-249 โดยการเร่งอะตอมของออกซิเจน -18ดังที่แสดงด้านล่าง:

ข้อควรระวังกับ Dubnium

ผู้คนแทบจะไม่ได้สัมผัสกับองค์ประกอบ dubnium จำนวนมากเนื่องจากมีลักษณะการสังเคราะห์ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากเป็นธาตุกัมมันตรังสี การจัดการจึงต้องเกิดขึ้นอย่างเหมาะสม เนื่องจาก การสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีทำให้เกิดอนุภาคและ การแผ่รังสีที่มีศักยภาพในการแตกตัวเป็นไอออนซึ่งสามารถทำให้เกิดโรคร้ายแรงได้ เช่น โรคมะเร็ง.

เรียนรู้เพิ่มเติม: อุบัติเหตุกับซีเซียม-137 ในโกยาเนีย — อุบัติเหตุทางรังสีครั้งใหญ่ที่สุดในประวัติศาสตร์

ประวัติดับเนียม

Dubnium หมายถึงเมือง Dubna ของรัสเซียซึ่งอยู่ห่างจากกรุงมอสโกซึ่งเป็นเมืองหลวง 125 กม. อย่างไรก็ตาม สารเคมีนี้ บัพติศมาของเขาขัดแย้งกันอย่างกว้างขวางในช่วงที่เรียกว่า War of Transfers ชิ้นส่วนของสงครามเย็นในประวัติศาสตร์เคมีและ ตารางธาตุ.

• โอนสงคราม: ความขัดแย้งเรื่องชื่อธาตุที่ค้นพบหลังเฟอร์เมียม (Fm, Z = 100) โดยเฉพาะระหว่างธาตุที่มีเลขอะตอม 104 ถึง 109 ซึ่งเกิดขึ้นในช่วงระยะเวลาของ สงครามเย็น.

ในข้อพิพาทนี้คือสถาบันร่วมที่มีชื่อเสียงสำหรับห้องปฏิบัติการวิจัยนิวเคลียร์ใน Dubna (เดิมเป็นส่วนหนึ่งของสหภาพโซเวียต) Lawrence Berkeley ห้องปฏิบัติการแห่งชาติ มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ (สหรัฐอเมริกา) และกลุ่ม Gesellschaft für Schwerionenforschung ในดาร์มสตัดท์ (เยอรมนี).

ธาตุที่มีเลขอะตอม105 ถูกสังเคราะห์ขึ้นครั้งแรกในปลายทศวรรษ 1960, ในดูไบ. ที่นั่นนักวิทยาศาสตร์ได้ปะทะกัน ²⁴³ฉันอยู่กับ ²²Ne ทำให้เกิดส่วนผสมของไอโซโทป ²⁶⁰ฐานข้อมูลและ ²⁶¹Db หลังจากสูญเสียนิวตรอนห้าหรือสี่ตัวตามลำดับ

องค์ประกอบใหม่นี้ในตอนนั้น ประกาศเป็นนีลสโบรีโอหมายถึงนักวิทยาศาสตร์ชาวเดนมาร์ก Niels Bohr. ในช่วงเวลาเดียวกัน นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียได้ใช้ ¹⁵N เพื่อชนกับ ²⁴⁹Cf และเกิดไอโซโทป ²⁶⁰Db เสนอชื่อ hahnio ในการอ้างอิงถึงนักวิทยาศาสตร์ Otto Hahn

เพื่อเป็นเกียรติแก่นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย Georgy Flerov ซึ่งเป็นเจ้าของห้องปฏิบัติการที่ Joint Institute for Nuclear Research ในเมือง Dubna ประเทศรัสเซีย[1]

เธ ข้อพิพาท โดยชื่อ แก้ไขเฉพาะใน 1997เมื่อสหภาพเคมีบริสุทธิ์และเคมีประยุกต์ระหว่างประเทศ Iupac ตีค้อนและตัดสินใจว่าชื่อองค์ประกอบ 105 ควรจะเป็น ดับเนียมมีสัญลักษณ์ Db. จวบจนถึงวันนั้น ก็ยังเห็นสิ่งพิมพ์จำนวนมากที่ใช้ชื่อฮานิโอ สัญลักษณ์ฮา สำหรับ องค์ประกอบ 105

แก้ไขแบบฝึกหัดใน dubnium

คำถามที่ 1

ไอโซโทป 262 ขององค์ประกอบทางเคมี dubnium (Db, Z = 105) เป็นองค์ประกอบที่มีการศึกษาอย่างกว้างขวางที่สุด เนื่องจากเวลาในการผลิตอยู่ในช่วงหนึ่งนาที มีกี่นิวตรอนในดับเนียมไอโซโทป 262?

ก) 105

ข) 262

ค) 157

ง) 159

จ) 367

ปณิธาน:

ทางเลือก C

จำนวน นิวตรอน ขององค์ประกอบทางเคมีสามารถคำนวณได้โดยใช้สมการต่อไปนี้

A = Z + n

พิจารณาว่า A คือเลขมวล Z คือเลขอะตอม และ n คือจำนวนนิวตรอน

แทนค่า เราได้:

262 = 105 + n

n = 262 - 105

n = 157

คำถาม2

เธ ²⁶⁸Db เป็นไอโซโทปที่เสถียรที่สุดของดับเนียมองค์ประกอบทางเคมีสังเคราะห์ ครึ่งชีวิต ซึ่งเป็นเวลาที่ต้องการให้มวลของตัวอย่างกัมมันตภาพรังสีลดลงครึ่งหนึ่งคือ 16 ชั่วโมง ในการสังเคราะห์ไอโซโทป 268 1.0 กรัม มวลของไอโซโทป 268 ใช้เวลานานเท่าใดจึงจะเท่ากับ 0.25 กรัม

ก) 16 ชั่วโมง

ข) 32 ชั่วโมง

ค) 48 ชั่วโมง

ง) 64 ชั่วโมง

จ) 80 ชั่วโมง

ปณิธาน:

ทางเลือก B

เนื่องจากครึ่งชีวิตเป็นเวลาที่มวลของตัวอย่างกัมมันตภาพรังสีจะลดลงครึ่งหนึ่ง หลังจาก 16 ชั่วโมง มวลที่เหลือของตัวอย่างเริ่มต้นจะเท่ากับครึ่ง 1.0 กรัม นั่นคือ 0.5 กรัม

สิบหกชั่วโมงต่อมา หลังจากผ่านไปครึ่งชีวิต มวลที่เหลือจะเป็น 0.25 กรัม

ดังนั้น ต้องใช้เวลาครึ่งชีวิตสองครั้งเพื่อให้ตัวอย่างสลายตัวเป็น 0.25 กรัม รวมเป็น 32 ชั่วโมง

เครดิตภาพ

[1] asetta / shutterstock

โดย Stefano Araújo Novais
ครูสอนเคมี