Дубний

Химический элемент с атомным номером 105 (Дб)
Дубний,  105 Дб
Дубний
Произношение
Массовое число[268]
Дубний в периодической таблице
ВодородГелий
ЛитийБериллийБорУглеродАзотКислородФторНеоновый
НатрийМагнийАлюминийКремнийФосфорСераХлораргон
КалийКальцийСкандийТитанВанадийХромМарганецЖелезоКобальтникельМедьЦинкГаллийГерманийМышьякСеленБромКриптон
РубидийСтронцийИттрийЦирконийниобийМолибденТехнецийРутенийРодийПалладийСереброКадмийИндийОловоСурьмаТеллурЙодксенон
ЦезийБарийЛантанЦерийПразеодимнеодимовыйПрометийСамарийевропийГадолинийТербийДиспрозийГольмийЭрбийТулийИттербийЛютецийГафнийТанталВольфрамРенийОсмийИридийПлатинаЗолотоМеркурий (элемент)ТаллийВестиВисмутПолонийАстатинрадон
ФранцийРадийАктинийТорийПротактинийУранНептунийПлутонийАмерицийКюрийБерклийкалифорнийЭйнштейнийФермийМенделевийНобелийЛоуренсийРезерфордийДубнийСиборгийБорийХассийМейтнерийДармштадтиумРентгенийКопернициумНихонийФлеровийМосковиумЛиверморийТеннессинОганесон
Та
↑
Дб
↓
—
резерфордий ← дубний → сиборгий
Атомный номер ( Z )105
Группагруппа 5
Периодпериод 7
Блокировать  d-блок
Электронная конфигурация[ Рн ] 5ф 14 6д 3 7с 2 [3]
Электронов на оболочку2, 8, 18, 32, 32, 11, 2
Физические свойства
Фаза в  STPтвердый (прогнозируемый) [4]
Плотность (около  комнатной температуры )21,6 г/см 3 (прогноз) [5] [6]
Атомные свойства
Степени окисленияобщие: (нет)
(+3), (+4), (+5), [3]
Энергии ионизации
  • 1-й: 665 кДж/моль
  • 2-й: 1547 кДж/моль
  • 3-й: 2378 кДж/моль
  • ( еще ) (все, кроме первых оценок) [3]
Атомный радиусэмпирически: 139  pm (оценочно) [3]
Радиус ковалентной связи149 pm (оценочно) [7]
Другие свойства
Естественное явлениесинтетический
Кристаллическая структураобъемно -центрированная кубическая (ОЦК) (предсказано) [4]
Объемно-центрированная кубическая кристаллическая структура для дубния
Номер CAS53850-35-4
История
Неймингпосле Дубны , Московской области , Россия, сайт Объединенного института ядерных исследований
Открытиенезависимо друг от друга Лабораторией Лоуренса в Беркли и Объединенным институтом ядерных исследований (1970)
Изотопы дубния
Основные изотопы [8]Разлагаться
избытокпериод полураспада ( t 1/2 )режимпродукт
262 Дбсинт34 с [9] [10]α67%258 Лр
СФ33%–
263 Дбсинт27 с [10]СФ56%–
α41%259 Лр
ε3%263 м Рф
266 Дбсинт11 мин [11]СФ–
ε266 Рф
267 Дбсинт1,4 ч [11]СФ–
268 Дбсинт16 ч [12]СФ–
ε268 Рф
α[12]264 Лр
270 Дбсинт1 ч [13]СФ17%–
α83%266 Лр
 Категория: Дубний
| ссылки

Дубний — синтетический химический элемент ; имеет символ Db и атомный номер 105. Он очень радиоактивен: самый стабильный известный изотоп , дубний-268, имеет период полураспада около 16 часов. Это значительно ограничивает расширенные исследования элемента.

Дубний не встречается в природе на Земле и производится искусственно. Советский Объединенный институт ядерных исследований (ОИЯИ) заявил о первом открытии элемента в 1968 году, за ним последовала американская Лаборатория Лоуренса в Беркли в 1970 году. Обе команды предложили свои названия для нового элемента и использовали их без официального одобрения. Давний спор был разрешен в 1993 году официальным расследованием заявлений об открытии, проведенным рабочей группой по трансфермию, сформированной Международным союзом теоретической и прикладной химии и Международным союзом теоретической и прикладной физики , в результате чего честь за открытие была официально разделена между обеими командами. Элемент был официально назван дубнием в 1997 году в честь города Дубна , где находится ОИЯИ.

Теоретические исследования устанавливают дубний как член группы 5 в ряду 6d переходных металлов , помещая его под ванадий , ниобий и тантал . Дубний должен разделять большинство свойств, таких как его валентная электронная конфигурация и наличие доминирующей степени окисления +5, с другими элементами группы 5, с несколькими аномалиями из-за релятивистских эффектов . Ограниченное исследование химии дубния подтвердило это.

Введение

Синтез сверхтяжелых ядер

Графическое изображение реакции ядерного синтеза
Графическое изображение реакции ядерного синтеза . Два ядра сливаются в одно, испуская нейтрон . Реакции, создававшие новые элементы до этого момента, были похожи, с единственной возможной разницей, что иногда выделялось несколько отдельных нейтронов или вообще ни одного.

Сверхтяжелое [a] атомное ядро ​​создается в ядерной реакции, которая объединяет два других ядра неравного размера [b] в одно; грубо говоря, чем более неравны два ядра с точки зрения массы , тем больше вероятность того, что они прореагируют. [19] Материал, состоящий из более тяжелых ядер, превращается в мишень, которая затем бомбардируется пучком более легких ядер. Два ядра могут слиться в одно, только если они подойдут друг к другу достаточно близко; обычно ядра (все положительно заряженные) отталкиваются друг от друга из-за электростатического отталкивания . Сильное взаимодействие может преодолеть это отталкивание, но только на очень коротком расстоянии от ядра; ядра пучка, таким образом, значительно ускоряются , чтобы сделать такое отталкивание незначительным по сравнению со скоростью ядра пучка. [20] Энергия, применяемая к ядрам пучка для их ускорения, может заставить их достичь скорости, достигающей одной десятой скорости света . Однако если приложить слишком много энергии, ядро ​​пучка может развалиться. [20]

Для слияния двух ядер недостаточно просто сблизиться достаточно сильно: когда два ядра приближаются друг к другу, они обычно остаются вместе около 10-20 секунд  , а затем расходятся (не обязательно в том же составе, что и до реакции), а не образуют единое ядро. [20] [21] Это происходит потому, что во время попытки образования единого ядра электростатическое отталкивание разрывает формирующееся ядро. [20] Каждая пара мишени и пучка характеризуется своим поперечным сечением — вероятностью того, что слияние произойдет, если два ядра приблизятся друг к другу, выраженной в терминах поперечной площади, которую должна поразить падающая частица, чтобы слияние произошло. [c] Это слияние может произойти в результате квантового эффекта, при котором ядра могут туннелировать через электростатическое отталкивание. Если два ядра могут оставаться близко после этой фазы, множественные ядерные взаимодействия приводят к перераспределению энергии и энергетическому равновесию. [20]

Внешние видео
значок видеоВизуализация неудачного ядерного синтеза, основанная на расчетах Австралийского национального университета [23]

Результирующее слияние является возбужденным состоянием [24] — называемым составным ядром — и поэтому оно очень нестабильно. [20] Чтобы достичь более стабильного состояния, временное слияние может расщепляться без образования более стабильного ядра. [25] В качестве альтернативы составное ядро ​​может выбросить несколько нейтронов , которые унесут энергию возбуждения; если последней недостаточно для испускания нейтрона, слияние произведет гамма-луч . Это происходит примерно через 10−16 секунд  после первоначального ядерного столкновения и приводит к созданию более стабильного ядра. [25] Определение Совместной рабочей группы ИЮПАК/ИЮПАП (JWP) гласит, что химический элемент может быть признан открытым только в том случае, если его ядро ​​не распалось в течение 10−14 секунд . Это значение было выбрано в качестве оценки того, сколько времени требуется ядру, чтобы приобрести электроны и, таким образом, проявить свои химические свойства. [26] [d]

Распад и обнаружение

Пучок проходит через мишень и достигает следующей камеры, сепаратора; если образуется новое ядро, оно переносится этим пучком. [28] В сепараторе вновь образованное ядро ​​отделяется от других нуклидов (ядра исходного пучка и любых других продуктов реакции) [e] и передается в поверхностно-барьерный детектор , который останавливает ядро. Точное место предстоящего удара по детектору отмечается; также отмечаются его энергия и время прибытия. [28] Передача занимает около 10−6 секунд  ; чтобы быть обнаруженным, ядро ​​должно прожить это время. [31] Ядро снова регистрируется после того, как регистрируется его распад, и измеряются местоположение, энергия и время распада. [28]

Стабильность ядра обеспечивается сильным взаимодействием. Однако его радиус действия очень мал; по мере увеличения размеров ядра его влияние на самые внешние нуклоны ( протоны и нейтроны) ослабевает. В то же время ядро ​​разрывается электростатическим отталкиванием между протонами, и его радиус действия не ограничен. [32] Общая энергия связи , обеспечиваемая сильным взаимодействием, линейно увеличивается с числом нуклонов, тогда как электростатическое отталкивание увеличивается с квадратом атомного номера, т. е. последний растет быстрее и становится все более важным для тяжелых и сверхтяжелых ядер. [33] [34] Таким образом, теоретически предсказано [35] и до сих пор наблюдалось [36] , что сверхтяжелые ядра в основном распадаются через моды распада, которые вызваны таким отталкиванием: альфа-распад и спонтанное деление . [f] Почти все альфа-излучатели имеют более 210 нуклонов, [38] а самый легкий нуклид, в первую очередь подвергающийся спонтанному делению, имеет 238. [39] В обоих режимах распада ядрам препятствуют распадаться соответствующие энергетические барьеры для каждого режима, но они могут туннелироваться через них. [33] [34]

Аппарат для создания сверхтяжелых элементов
Схема установки для создания сверхтяжелых элементов на основе газонаполненного сепаратора отдачи «Дубна», созданного в Лаборатории ядерных реакций им. Г. Н. Флерова в ОИЯИ. Траектория внутри детектора и устройства фокусировки пучка изменяется из-за дипольного магнита в первом и квадрупольных магнитов во втором. [40]

Альфа-частицы обычно производятся в радиоактивных распадах, поскольку масса альфа-частицы на нуклон достаточно мала, чтобы оставить некоторую энергию для альфа-частицы, которая может быть использована в качестве кинетической энергии для выхода из ядра. [41] Спонтанное деление вызвано электростатическим отталкиванием, разрывающим ядро, и производит различные ядра в различных случаях деления идентичных ядер. [34] По мере увеличения атомного номера спонтанное деление быстро становится более важным: частичные периоды полураспада спонтанного деления уменьшаются на 23 порядка величины от урана (элемент 92) до нобелия (элемент 102), [42] и на 30 порядков величины от тория (элемент 90) до фермия (элемент 100). [43] Таким образом, более ранняя модель жидкой капли предполагала, что спонтанное деление будет происходить почти мгновенно из-за исчезновения барьера деления для ядер с примерно 280 нуклонами. [34] [44] Более поздняя модель ядерных оболочек предполагала, что ядра с примерно 300 нуклонами образуют остров стабильности , в котором ядра будут более устойчивы к спонтанному делению и в первую очередь будут подвергаться альфа-распаду с более длительными периодами полураспада. [34] [44] Последующие открытия предполагали, что предсказанный остров может быть дальше, чем первоначально предполагалось; они также показали, что ядра, промежуточные между долгоживущими актинидами и предсказанным островом, деформируются и получают дополнительную стабильность за счет оболочечных эффектов. [45] Эксперименты с более легкими сверхтяжелыми ядрами, [46], а также с теми, которые ближе к ожидаемому острову, [42] показали большую, чем предполагалось ранее, стабильность по отношению к спонтанному делению, что показывает важность оболочечных эффектов для ядер. [g]

Альфа-распады регистрируются испускаемыми альфа-частицами, и продукты распада легко определить до фактического распада; если такой распад или серия последовательных распадов производит известное ядро, исходный продукт реакции может быть легко определен. [h] (То, что все распады в цепочке распада действительно были связаны друг с другом, устанавливается по местоположению этих распадов, которые должны происходить в одном и том же месте.) [28] Известное ядро ​​можно распознать по определенным характеристикам распада, которым оно подвергается, таким как энергия распада (или, более конкретно, кинетическая энергия испускаемой частицы). [i] Однако спонтанное деление производит различные ядра в качестве продуктов, поэтому исходный нуклид не может быть определен по его дочерним ядрам. [j]

Информация, доступная физикам, стремящимся синтезировать сверхтяжелый элемент, таким образом, представляет собой информацию, собранную на детекторах: местоположение, энергия и время прибытия частицы к детектору, а также данные о ее распаде. Физики анализируют эти данные и стремятся сделать вывод, что это действительно было вызвано новым элементом и не могло быть вызвано другим нуклидом, чем тот, который заявлен. Часто предоставленных данных недостаточно для вывода о том, что новый элемент был определенно создан, и нет другого объяснения наблюдаемых эффектов; были допущены ошибки в интерпретации данных. [k]

Открытие

Фон

Уран , элемент 92, является самым тяжелым элементом, встречающимся в значительных количествах в природе; более тяжелые элементы могут быть практически получены только путем синтеза. Первый синтез нового элемента — нептуния , элемента 93 — был осуществлен в 1940 году группой исследователей в Соединенных Штатах. [57] В последующие годы американские ученые синтезировали элементы вплоть до менделевия , элемента 101, который был синтезирован в 1955 году. Начиная с элемента 102 , приоритет открытий оспаривался между американскими и советскими физиками. [58] Их соперничество привело к гонке за новыми элементами и признанием заслуг за их открытия, позже названной Трансфермиевыми войнами . [59]

Отчеты

Аппаратура в Дубне, используемая для химической характеристики элементов 104 , 105 и 106 [60]

Первое сообщение об открытии элемента 105 поступило из Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) в Дубне , Московская область , Советский Союз , в апреле 1968 года. Ученые бомбардировали 243 Am пучком ионов 22 Ne и сообщили о 9,4 МэВ (с периодом полураспада 0,1–3 секунды) и 9,7 МэВ ( t 1/2  > 0,05 с) альфа-активности , за которыми последовала альфа-активность, аналогичная таковой у 256 · 103 или 257 · 103. На основании предыдущих теоретических предсказаний две линии активности были отнесены к 261 · 105 и 260 · 105 соответственно. [61]

243
95Являюсь
+22
10Не
→ 265− х 105 + х
н
( х = 4, 5)

После наблюдения за альфа-распадами элемента 105, исследователи стремились наблюдать спонтанное деление (СД) элемента и изучать полученные фрагменты деления. Они опубликовали статью в феврале 1970 года, сообщая о нескольких примерах двух таких видов деятельности с периодами полураспада 14 мс и2,2 ± 0,5 с . Они приписали первую активность 242mf Am [l] , а вторую активность изотопу элемента 105. Они предположили, что маловероятно, что эта активность могла возникнуть в результате реакции переноса вместо элемента 105, поскольку отношение выхода для этой реакции было значительно ниже, чем у реакции переноса, производящей 242mf Am, в соответствии с теоретическими предсказаниями. Чтобы установить, что эта активность не была результатом реакции ( 22 Ne, x n), исследователи бомбардировали мишень 243 Am ионами 18 O; реакции, производящие 256 103 и 257 103, показали очень малую активность SF (соответствующую установленным данным), а реакция, производящая более тяжелые 258 103 и 259 103, вообще не дала никакой активности SF, в соответствии с теоретическими данными. Исследователи пришли к выводу, что наблюдаемая активность произошла от SF элемента 105. [61]

В апреле 1970 года группа ученых из Лаборатории Лоуренса в Беркли (LBL) в Беркли , штат Калифорния , США, заявила, что синтезировала элемент 105 путем бомбардировки калифорния-249 ионами азота-15 с альфа-активностью 9,1 МэВ. Чтобы убедиться, что эта активность не является результатом другой реакции, группа попыталась провести другие реакции: бомбардировку 249 Cf ионами 14 N, Pb ионами 15 N и Hg ионами 15 N. Они заявили, что в этих реакциях такой активности обнаружено не было. Характеристики дочерних ядер соответствовали характеристикам 256 103, что подразумевает, что родительские ядра были 260 105. [61]

249
98Ср.
+15
7Н
→ 260 105 + 4
н

Эти результаты не подтвердили выводы ОИЯИ относительно альфа-распада 260· 105 с энергией 9,4 МэВ или 9,7 МэВ, оставив только 261· 105 в качестве возможного полученного изотопа. [61]

Затем ОИЯИ предпринял еще один эксперимент по созданию элемента 105, опубликованный в отчете в мае 1970 года. Они утверждали, что синтезировали больше ядер элемента 105 и что эксперимент подтвердил их предыдущую работу. Согласно статье, изотоп, полученный ОИЯИ, вероятно, был 261 105 или, возможно, 260 105. [61] Этот отчет включал начальное химическое исследование: версия метода газовой хроматографии с термическим градиентом была применена для демонстрации того, что хлорид того, что образовалось из активности SF, почти соответствовал активности пентахлорида ниобия , а не тетрахлорида гафния . Группа идентифицировала 2,2-секундную активность SF в летучем хлориде, отображающую свойства экатантала, и сделала вывод, что источником активности SF должен был быть элемент 105. [61]

В июне 1970 года ОИЯИ внес улучшения в свой первый эксперимент, используя более чистую мишень и уменьшив интенсивность реакций переноса, установив коллиматор перед улавливателем. На этот раз им удалось обнаружить альфа-активность 9,1 МэВ с дочерними изотопами, идентифицируемыми как 256 103 или 257 103, что подразумевает, что исходный изотоп был либо 260 105, либо 261 105. [61]

Споры о наименовании

Датский физик-атомщик Нильс Бор и немецкий химик-атомщик Отто Ган , оба предложены в качестве возможных тезок элемента 105

ОИЯИ не предложили название после своего первого сообщения, заявляющего о синтезе элемента 105, что было бы обычной практикой. Это привело LBL к мысли, что у ОИЯИ недостаточно экспериментальных данных для подтверждения их заявления. [62] Собрав больше данных, ОИЯИ предложили название борий (Bo) в честь датского физика-ядерщика Нильса Бора , основателя теорий атомной структуры и квантовой теории ; [63] вскоре они изменили свое предложение на нильсборий (Ns), чтобы избежать путаницы с бором . [64] Другим предложенным названием был дубний . [65] [66] Когда LBL впервые объявили о своем синтезе элемента 105, они предложили назвать новый элемент ганий (Ha) в честь немецкого химика Отто Гана , «отца ядерной химии», тем самым создав спор о названии элемента . [67]

В начале 1970-х годов обе группы сообщили о синтезе следующего элемента, элемента 106, но не предложили названий. [68] ОИЯИ предложил создать международный комитет для уточнения критериев открытия. Это предложение было принято в 1974 году, и была сформирована нейтральная совместная группа. [69] Ни одна из групп не проявила интереса к разрешению конфликта с помощью третьей стороны, поэтому ведущие ученые LBL — Альберт Гиорсо и Гленн Сиборг — отправились в Дубну в 1975 году и встретились с ведущими учеными ОИЯИ — Георгием Флеровым , Юрием Оганесяном и другими, — чтобы попытаться разрешить конфликт внутри организации и сделать нейтральную совместную группу ненужной; после двух часов обсуждений это не удалось. [70] Совместная нейтральная группа так и не собралась для оценки заявлений, и конфликт остался неразрешенным. [69] В 1979 году ИЮПАК предложил использовать систематические названия элементов в качестве заполнителей до тех пор, пока не будут установлены постоянные названия; Согласно ему, элемент 105 будет unnilpentium , от латинских корней un- и nil- и греческого корня pent- (что означает «один», «ноль» и «пять» соответственно, цифры атомного номера). Обе команды проигнорировали его, поскольку не хотели ослаблять свои выдающиеся претензии. [71]

В 1981 году Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI; Общество по исследованию тяжелых ионов ) в Дармштадте , Гессен , Западная Германия, заявило о синтезе элемента 107; их отчет вышел через пять лет после первого отчета ОИЯИ, но с большей точностью, сделав более обоснованное заявление об открытии. [61] GSI признало усилия ОИЯИ, предложив название нильсборий для нового элемента. [69] ОИЯИ не предложил нового названия для элемента 105, заявив, что важнее сначала определить его первооткрывателей. [69]

класс=notpageimage|
Расположение Дубны в Европейской части России

В 1985 году Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC) и Международный союз теоретической и прикладной физики (IUPAP) сформировали Рабочую группу по трансфермию (TWG) для оценки открытий и установления окончательных названий для спорных элементов. [61] Партия провела встречи с делегатами трех конкурирующих институтов; в 1990 году они установили критерии распознавания элемента, а в 1991 году они завершили работу по оценке открытий и распались. Эти результаты были опубликованы в 1993 году. Согласно отчету, первым определенно успешным экспериментом был эксперимент LBL в апреле 1970 года, за которым вскоре последовал эксперимент ОИЯИ в июне 1970 года, поэтому заслуга в открытии элемента должна быть разделена между двумя командами. [61]

LBL заявила, что вклад ОИЯИ был переоценен в обзоре. Они утверждали, что ОИЯИ смог однозначно продемонстрировать синтез элемента 105 только через год после того, как это сделали они. ОИЯИ и GSI одобрили отчет. [69]

В 1994 году ИЮПАК опубликовал рекомендацию по наименованию спорных элементов. Для элемента 105 они предложили джолиотий (Jl) в честь французского физика Фредерика Жолио-Кюри , внесшего вклад в развитие ядерной физики и химии; это название изначально было предложено советской группой для элемента 102, который к тому времени уже давно назывался нобелием . [72] Эта рекомендация подверглась критике со стороны американских ученых по нескольким причинам. Во-первых, их предложения были перемешаны: названия резерфордий и ганий , первоначально предложенные Беркли для элементов 104 и 105, были соответственно переназначены элементам 106 и 108. Во-вторых, элементам 104 и 105 были даны названия, одобренные ОИЯИ, несмотря на более раннее признание LBL в качестве равноправного соавтора для них обоих. В-третьих, и это самое важное, ИЮПАК отклонил название сиборгий для элемента 106, только что утвердив правило, согласно которому элемент не может быть назван в честь живущего человека, хотя в отчете 1993 года заслуга открытия была присуждена исключительно группе LBL. [73]

В 1995 году ИЮПАК отказался от спорного правила и создал комитет национальных представителей, нацеленный на поиск компромисса. Они предложили сиборгий для элемента 106 в обмен на удаление всех других американских предложений, за исключением устоявшегося названия лоуренсий для элемента 103. Столь же укоренившееся название нобелий для элемента 102 было заменено на флеровий в честь Георгия Флерова после признания в отчете 1993 года, что этот элемент был впервые синтезирован в Дубне. Это было отвергнуто американскими учеными, и решение было отозвано. [74] [3] Название флеровий позже было использовано для элемента 114. [75]

В 1996 году ИЮПАК провел еще одно заседание, пересмотрел все имеющиеся названия и принял еще один набор рекомендаций; он был одобрен и опубликован в 1997 году. [76] Элемент 105 был назван дубнием (Db), в честь Дубны в России, где находится ОИЯИ; американские предложения были использованы для элементов 102, 103, 104 и 106. Название дубний использовалось для элемента 104 в предыдущей рекомендации ИЮПАК. Американские ученые «неохотно» одобрили это решение. [77] ИЮПАК указал, что лаборатория в Беркли уже была признана несколько раз, в названии берклий , калифорний и америций , и что принятие названий резерфордий и сиборгий для элементов 104 и 106 должно быть компенсировано признанием вклада ОИЯИ в открытие элементов 104, 105 и 106. [78]

Даже после 1997 года LBL иногда использовала название ганий для элемента 105 в своих собственных материалах, делая это еще в 2014 году. [79] [80] [81] [82] Однако проблема была решена в литературе, поскольку Йенс Фолькер Кратц, редактор Radiochimica Acta , отказался принимать статьи, не использующие номенклатуру ИЮПАК 1997 года. [83]

Изотопы

Двухмерный график с прямоугольными ячейками черного и белого цвета, охватывающий область от нижнего левого угла до верхнего правого угла, при этом ячейки в основном становятся светлее по мере приближения к правому верхнему углу
Карта стабильности нуклидов, используемая ОИЯИ в 2012 году. Охарактеризованные изотопы показаны с границами. [84]

Дубний, имеющий атомный номер 105, является сверхтяжелым элементом ; как и все элементы с такими высокими атомными номерами, он очень нестабилен. Самый долгоживущий известный изотоп дубния, 268 Db, имеет период полураспада около суток. [85] Стабильных изотопов не обнаружено, и расчеты ОИЯИ 2012 года показали, что период полураспада всех изотопов дубния не будут значительно превышать сутки. [84] [m] Дубний можно получить только искусственным путем. [n]

Короткий период полураспада дубния ограничивает эксперименты. Это усугубляется тем фактом, что самые стабильные изотопы сложнее всего синтезировать. [88] Элементы с более низким атомным числом имеют стабильные изотопы с более низким отношением нейтронов к протонам, чем те, у которых атомное число больше, что означает, что целевые и пучковые ядра, которые могут быть использованы для создания сверхтяжелого элемента, имеют меньше нейтронов, чем необходимо для образования этих самых стабильных изотопов. (С 2010-х годов рассматриваются различные методы, основанные на быстрых реакциях захвата и передачи нейтронов , но методы, основанные на столкновении большого и малого ядра, по-прежнему доминируют в исследованиях в этой области.) [89] [90]

В каждом эксперименте может быть получено всего несколько атомов 268 Дб, поэтому измеренные времена жизни значительно различаются в ходе процесса. По состоянию на 2022 год, после дополнительных экспериментов, проведенных на Фабрике сверхтяжелых элементов ОИЯИ (которая начала работу в 2019 году), период полураспада 268 Дб измерен как16+6
−4часов. [12] Второй по стабильности изотоп, 270 Db, был произведен в еще меньших количествах: всего три атома со временем жизни 33,4 ч, [91] 1,3 ч и 1,6 ч. [92] Эти два изотопа являются самыми тяжелыми изотопами дубния на сегодняшний день, и оба были получены в результате распада более тяжелых ядер 288 Mc и 294 Ts , а не напрямую, поскольку эксперименты, в которых они были получены, изначально были разработаны в Дубне для пучков 48 Ca. [93] Для своей массы 48 Ca имеет самый большой избыток нейтронов среди всех практически стабильных ядер, как количественный, так и относительный, [85] что соответственно помогает синтезировать сверхтяжелые ядра с большим количеством нейтронов, но этот выигрыш компенсируется уменьшением вероятности слияния для больших атомных номеров. [94]

Прогнозируемые свойства

Согласно периодическому закону , дубний должен принадлежать к группе 5, вместе с ванадием , ниобием и танталом . Несколько исследований изучали свойства элемента 105 и обнаружили, что они в целом согласуются с предсказаниями периодического закона. Тем не менее, могут возникнуть значительные отклонения из-за релятивистских эффектов , [o] которые резко изменяют физические свойства как в атомных, так и в макроскопических масштабах. Эти свойства по-прежнему сложно измерить по нескольким причинам: трудности производства сверхтяжелых атомов, низкие скорости производства, что позволяет использовать только микроскопические масштабы, требования к радиохимической лаборатории для тестирования атомов, короткие периоды полураспада этих атомов и наличие многих нежелательных активностей, помимо тех, которые связаны с синтезом сверхтяжелых атомов. До сих пор исследования проводились только на отдельных атомах. [3]

Атомный и физический

Релятивистское (сплошная линия) и нерелятивистское (пунктирная линия) радиальное распределение валентных электронов 7s в дубнии.

Прямой релятивистский эффект заключается в том, что по мере увеличения атомных номеров элементов самые внутренние электроны начинают вращаться быстрее вокруг ядра в результате увеличения электромагнитного притяжения между электроном и ядром. Аналогичные эффекты были обнаружены для самых внешних s- орбиталей (и p 1/2 -орбиталей, хотя в дубнии они не заняты): например, 7s-орбиталь сокращается на 25% и стабилизируется на 2,6  эВ . [3]

Более косвенный эффект заключается в том, что сжатые s и p 1/2 орбитали более эффективно экранируют заряд ядра, оставляя меньше для внешних d и f электронов, которые, следовательно, перемещаются по более крупным орбиталям. Дубний сильно подвержен этому: в отличие от предыдущих членов группы 5, его 7s электроны немного сложнее извлечь, чем его 6d электроны. [3]

Релятивистская стабилизация n s-орбиталей, дестабилизация ( n -1)d -орбиталей и их спин-орбитальное расщепление для элементов 5-й группы.

Другим эффектом является спин-орбитальное взаимодействие , в частности спин-орбитальное расщепление, которое разделяет 6d подоболочку — азимутальное квантовое число ℓ оболочки ad равно 2 — на две подоболочки, при этом четыре из десяти орбиталей имеют свои ℓ пониженными до 3/2 и шесть повышенными до 5/2. Все десять энергетических уровней повышены; четыре из них ниже, чем остальные шесть. (Три 6d-электрона обычно занимают самые низкие энергетические уровни, 6d 3/2 .) [3]

Однократно ионизированный атом дубния (Db + ) должен потерять 6d-электрон по сравнению с нейтральным атомом; дважды (Db 2+ ) или трижды (Db 3+ ) ионизированные атомы дубния должны устранить 7s-электроны, в отличие от его более легких гомологов. Несмотря на изменения, дубний по-прежнему, как ожидается, будет иметь пять валентных электронов. Поскольку 6d-орбитали дубния более дестабилизированы, чем 5d-орбитали тантала, и Db 3+, как ожидается, будет иметь два 6d-, а не 7s-электрона, результирующее состояние окисления +3, как ожидается, будет нестабильным и даже более редким, чем у тантала. Потенциал ионизации дубния в его максимальной степени окисления +5 должен быть немного ниже, чем у тантала, а ионный радиус дубния должен увеличиться по сравнению с танталом; это оказывает значительное влияние на химию дубния. [3]

Атомы дубния в твердом состоянии должны располагаться в объемно-центрированной кубической конфигурации, как и предыдущие элементы 5-й группы. [4] Прогнозируемая плотность дубния составляет 21,6 г/см 3 . [5]

Химический

Релятивистские (rel) и нерелятивистские (nr) значения эффективного заряда (Q M ) и заселенности перекрытия (OP) в MCl 5 , где M = V, Nb, Ta и Db

Вычислительная химия является наиболее простой в газофазной химии , в которой взаимодействия между молекулами можно игнорировать как незначительные. Несколько авторов [3] исследовали пентахлорид дубния; расчеты показывают, что он согласуется с периодическими законами, демонстрируя свойства соединения элемента группы 5. Например, молекулярные орбитальные уровни указывают на то, что дубний использует три 6d электронных уровня, как и ожидалось. По сравнению со своим танталовым аналогом, пентахлорид дубния, как ожидается, проявит повышенный ковалентный характер: уменьшение эффективного заряда на атоме и увеличение перекрывающейся популяции (между орбиталями дубния и хлора). [3]

Расчеты химии раствора показывают, что максимальная степень окисления дубния, +5, будет более стабильной, чем у ниобия и тантала, а состояния +3 и +4 будут менее стабильными. Тенденция к гидролизу катионов с самой высокой степенью окисления должна продолжать уменьшаться в пределах группы 5, но все еще ожидается, что она будет довольно быстрой. Ожидается, что комплексообразование дубния будет следовать тенденциям группы 5 по его богатству. Расчеты для гидроксохлоридокомплексов показали изменение тенденций комплексообразования и извлечения элементов группы 5, причем дубний более склонен к этому, чем тантал. [3]

Экспериментальная химия

Экспериментальные результаты по химии дубния датируются 1974 и 1976 годами. Исследователи ОИЯИ использовали термохроматографическую систему и пришли к выводу, что летучесть бромида дубния была меньше, чем у бромида ниобия, и примерно такой же, как у бромида гафния. Неясно, подтвердили ли обнаруженные продукты деления, что родительский элемент действительно был элементом 105. Эти результаты могут означать, что дубний ведет себя больше как гафний, чем как ниобий. [3]

Следующие исследования по химии дубния были проведены в 1988 году в Беркли. Они исследовали, является ли наиболее стабильной степенью окисления дубния в водном растворе +5. Дубний дважды выпаривали и промывали концентрированной азотной кислотой ; сорбция дубния на покровных стеклах затем сравнивалась с сорбцией элементов группы 5 ниобия и тантала и элементов группы 4 циркония и гафния, полученных в аналогичных условиях. Известно, что элементы группы 5 сорбируются на стеклянных поверхностях; элементы группы 4 не сорбируются. Дубний был подтвержден как член группы 5. Удивительно, но поведение при экстракции из смешанного раствора азотной и плавиковой кислот в метилизобутилкетон различалось между дубнием, танталом и ниобием. Дубний не извлекался, а его поведение больше напоминало поведение ниобия, чем тантала, что указывает на то, что поведение комплексообразования нельзя предсказать исключительно на основе простых экстраполяций тенденций внутри группы в периодической таблице. [3]

Это побудило к дальнейшему изучению химического поведения комплексов дубния. Различные лаборатории совместно провели тысячи повторяющихся хроматографических экспериментов между 1988 и 1993 годами. Все элементы группы 5 и протактиний были извлечены из концентрированной соляной кислоты ; после смешивания с более низкими концентрациями хлористого водорода были добавлены небольшие количества фтористого водорода, чтобы начать селективную повторную экстракцию. Дубний показал поведение, отличное от поведения тантала, но похожее на поведение ниобия и его псевдогомолога протактиния при концентрациях хлористого водорода ниже 12 моль на литр . Это сходство с двумя элементами предполагает, что образованный комплекс был либо DbOX−
4или [Db(OH)
2Х
4]−
. После экспериментов по экстракции дубния из бромистого водорода в диизобутилкарбинол (2,6-диметилгептан-4-ол), специфический экстрагент для протактиния, с последующими элюциями смесью хлористого водорода/фтористого водорода, а также хлористым водородом, было обнаружено, что дубний менее склонен к экстракции, чем протактиний или ниобий. Это было объяснено как возрастающая тенденция к образованию неэкстрагируемых комплексов с множественными отрицательными зарядами. Дальнейшие эксперименты в 1992 году подтвердили стабильность состояния +5: было показано, что Db(V) извлекается из катионообменных колонок с α-гидроксиизобутиратом, как и элементы группы 5 и протактиний; Db(III) и Db(IV) не извлекаются. В 1998 и 1999 годах новые прогнозы показали, что дубний будет извлекаться из галогенидных растворов почти так же хорошо, как ниобий, и лучше, чем тантал, что позднее подтвердилось. [3]

Первые эксперименты по изотермической газовой хроматографии были проведены в 1992 году с 262 Db (период полураспада 35 секунд). Летучесть ниобия и тантала была схожей в пределах погрешности, но дубний оказался значительно менее летучим. Было высказано предположение, что следы кислорода в системе могли привести к образованию DbOBr
3, который, как предполагалось, был менее изменчивым, чем DbBr
5. Более поздние эксперименты в 1996 году показали, что хлориды группы 5 были более летучими, чем соответствующие бромиды, за исключением тантала, предположительно из-за образования TaOCl
3. Более поздние исследования летучести хлоридов дубния и ниобия в зависимости от контролируемых парциальных давлений кислорода показали, что образование оксихлоридов и общая летучесть зависят от концентрации кислорода. Было показано, что оксихлориды менее летучи, чем хлориды. [3]

В 2004–2005 годах исследователи из Дубны и Ливермора идентифицировали новый изотоп дубния, 268 Db, как пятикратный продукт альфа-распада недавно созданного элемента 115. Этот новый изотоп оказался достаточно долгоживущим, чтобы позволить дальнейшие химические эксперименты, с периодом полураспада более суток. В эксперименте 2004 года тонкий слой с дубнием был удален с поверхности мишени и растворен в царской водке с трассерами и носителем лантана , из которого при добавлении гидроксида аммония были осаждены различные виды +3, +4 и +5 . Осадок был промыт и растворен в соляной кислоте, где он перешел в нитратную форму, а затем высушен на пленке и подсчитан. В основном содержащий вид +5, который был немедленно отнесен к дубнию, он также имел вид +4; на основании этого результата команда решила, что необходимо дополнительное химическое разделение. В 2005 году эксперимент был повторен, и конечным продуктом стал гидроксидный, а не нитратный осадок, который был далее обработан как в Ливерморе (на основе обращенно-фазовой хроматографии), так и в Дубне (на основе анионообменной хроматографии). Вид +5 был эффективно изолирован; дубний появлялся три раза во фракциях, содержащих только тантал, и никогда во фракциях, содержащих только ниобий. Было отмечено, что эти эксперименты были недостаточными для того, чтобы сделать выводы об общем химическом профиле дубния. [95]

В 2009 году на тандемном ускорителе JAEA в Японии дубний обрабатывался в растворе азотной и плавиковой кислот в концентрациях, при которых ниобий образует NbOF−
4и тантал образует TaF−
6. Поведение дубния было близко к поведению ниобия, но не тантала; таким образом, был сделан вывод, что дубний образовал DbOF−
4. Из имеющейся информации был сделан вывод, что дубний часто ведет себя как ниобий, иногда как протактиний, но редко как тантал. [96]

В 2021 году летучие оксихлориды тяжелой группы 5 MOCl 3 (M = Nb, Ta, Db) были экспериментально изучены на тандемном ускорителе JAEA. Было обнаружено, что тенденция летучести NbOCl 3 > TaOCl 3 ≥ DbOCl 3 , так что дубний ведет себя в соответствии с периодическими тенденциями. [97]

Примечания

  1. ^ В ядерной физике элемент называется тяжелым, если его атомный номер высок; свинец (элемент 82) является одним из примеров такого тяжелого элемента. Термин «сверхтяжелые элементы» обычно относится к элементам с атомным номером больше 103 (хотя существуют и другие определения, такие как атомный номер больше 100 [14] или 112 ; [15] иногда этот термин представляется эквивалентом термина «трансактинид», который устанавливает верхний предел перед началом гипотетического ряда суперактинидов ). [16] Термины «тяжелые изотопы» (данного элемента) и «тяжелые ядра» означают то, что можно было бы понять на обычном языке — изотопы большой массы (для данного элемента) и ядра большой массы соответственно.
  2. ^ В 2009 году группа ученых ОИЯИ под руководством Оганесяна опубликовала результаты своей попытки создать хассий в симметричной реакции 136 Xe +  136 Xe. Им не удалось наблюдать ни одного атома в такой реакции, установив верхний предел сечения, меры вероятности ядерной реакции, в 2,5  пб . [17] Для сравнения, реакция, которая привела к открытию хассия, 208 Pb + 58 Fe, имела сечение ~20 пб. (точнее, 19+19
    -11     pb), по оценкам первооткрывателей. [18]
  3. ^ Количество энергии, приложенной к частице пучка для ее ускорения, также может влиять на величину поперечного сечения. Например, в28
    14    Си
    +1
    0    н
    →28
    13    Эл
    +1
    1    п
    Реакция, сечение плавно изменяется от 370 мб при 12,3 МэВ до 160 мб при 18,3 МэВ, с широким пиком при 13,5 МэВ с максимальным значением 380 мб. [22]
  4. ^ Эта цифра также обозначает общепринятый верхний предел времени жизни составного ядра. [27]
  5. ^ Это разделение основано на том, что полученные ядра движутся мимо цели медленнее, чем не прореагировавшие ядра пучка. Сепаратор содержит электрические и магнитные поля, воздействие которых на движущуюся частицу компенсируется для определенной скорости частицы. [29] Такое разделение также может быть достигнуто с помощью измерения времени пролета и измерения энергии отдачи; комбинация этих двух методов может позволить оценить массу ядра. [30]
  6. ^ Не все моды распада вызваны электростатическим отталкиванием. Например, бета-распад вызван слабым взаимодействием . [37]
  7. ^ К 1960-м годам уже было известно, что основные состояния ядер различаются по энергии и форме, а также что определенные магические числа нуклонов соответствуют большей стабильности ядра. Однако предполагалось, что в сверхтяжелых ядрах нет ядерной структуры, поскольку они слишком деформированы, чтобы ее образовать. [42]
  8. ^ Поскольку масса ядра не измеряется напрямую, а скорее вычисляется из массы другого ядра, такое измерение называется косвенным. Прямые измерения также возможны, но по большей части они остаются недоступными для сверхтяжелых ядер. [47] Первое прямое измерение массы сверхтяжелого ядра было сообщено в 2018 году в LBNL. [48] Масса была определена по местоположению ядра после передачи (местоположение помогает определить его траекторию, которая связана с отношением массы к заряду ядра, поскольку передача была осуществлена ​​в присутствии магнита). [49]
  9. ^ Если бы распад произошел в вакууме, то, поскольку полный импульс изолированной системы до и после распада должен сохраняться , дочернее ядро ​​также получило бы небольшую скорость. Отношение двух скоростей и, соответственно, отношение кинетических энергий, таким образом, было бы обратно отношению двух масс. Энергия распада равна сумме известной кинетической энергии альфа-частицы и энергии дочернего ядра (точной дроби первой). [38] Расчеты справедливы и для эксперимента, но разница в том, что ядро ​​не движется после распада, поскольку оно привязано к детектору.
  10. ^ Спонтанное деление было открыто советским физиком Георгием Флеровым , [50] ведущим ученым ОИЯИ, и поэтому это было «коньком» для установки. [51] Напротив, ученые LBL считали, что информации о делении недостаточно для заявления о синтезе элемента. Они считали, что спонтанное деление недостаточно изучено, чтобы использовать его для идентификации нового элемента, поскольку было трудно установить, что составное ядро ​​испускало только нейтроны, а не заряженные частицы, такие как протоны или альфа-частицы. [27] Таким образом, они предпочли связать новые изотопы с уже известными с помощью последовательных альфа-распадов. [50]
  11. ^ Например, элемент 102 был ошибочно идентифицирован в 1957 году в Нобелевском институте физики в Стокгольме , Стокгольмский лен , Швеция . [52] Ранее не было никаких определенных заявлений о создании этого элемента, и элементу было присвоено название его шведскими, американскими и британскими первооткрывателями, нобелий . Позже было показано, что идентификация была неверной. [53] В следующем году RL не смогли воспроизвести шведские результаты и вместо этого объявили о своем синтезе элемента; это заявление также было позже опровергнуто. [53] ОИЯИ настаивали на том, что они были первыми, кто создал элемент, и предложили собственное название для нового элемента, йолиотий ; [54] советское название также не было принято (ОИЯИ позже назвал наименование элемента 102 «поспешным»). [55] Это название было предложено ИЮПАК в письменном ответе на их постановление о приоритете заявок на открытие элементов, подписанном 29 сентября 1992 года. [55] Название «нобелий» осталось неизменным ввиду его широкого использования. [56]
  12. ^ Это обозначение означает, что ядро ​​является ядерным изомером , распадающимся посредством спонтанного деления.
  13. ^ Текущее экспериментальное значение равно 16.+6
    −4     часов для 268 Дб, но статистический закон больших чисел , на котором основано определение периодов полураспада, не может быть напрямую применен из-за очень ограниченного числа экспериментов (распадов). Диапазон неопределенности является указанием на то, что период полураспада лежит в этом диапазоне с вероятностью 95%.
  14. ^ Современная теория атомного ядра не предполагает долгоживущего изотопа дубния, но в прошлом высказывались утверждения, что неизвестные изотопы сверхтяжелых элементов изначально существовали на Земле: например, такое утверждение было выдвинуто для 267 108 с периодом полураспада от 400 до 500 миллионов лет в 1963 году [86] или 292 122 с периодом полураспада более 100 миллионов лет в 2009 году; [87] ни одно из утверждений не получило признания.
  15. ^ Релятивистские эффекты возникают, когда объект движется со скоростью, сравнимой со скоростью света; в тяжелых атомах быстро движущимися объектами являются электроны.

Ссылки

  1. ^ "dubnium". Словарь Merriam-Webster.com . Merriam-Webster . Получено 24 марта 2018 г. .
  2. ^ "dubnium". Словарь английского языка Lexico UK . Oxford University Press . Архивировано из оригинала 18 декабря 2019 г.
  3. ^ abcdefghijklmnopq Хоффман, DC; Ли, DM; Першина, В. (2006). «Трансактиниды и будущие элементы». В Morss, LR; Edelstein, NM; Fuger, Jean (ред.). Химия актинидов и трансактинидов (3-е изд.). Springer Science+Business Media . стр. 1652–1752. ISBN 978-1-4020-3555-5.
  4. ^ abc Östlin, A.; Vitos, L. (2011). "Расчет структурной стабильности 6d-переходных металлов из первых принципов". Physical Review B. 84 ( 11). Bibcode :2011PhRvB..84k3104O. doi :10.1103/PhysRevB.84.113104.
  5. ^ ab Gyanchandani, Jyoti; Sikka, SK (10 мая 2011 г.). "Физические свойства элементов 6-й серии d из теории функционала плотности: близкое сходство с более легкими переходными металлами". Physical Review B. 83 ( 17): 172101. doi :10.1103/PhysRevB.83.172101.
  6. ^ Крац; Лизер (2013). Ядерная и радиохимия: основы и приложения (3-е изд.). стр. 631.
  7. ^ "Дубний". Королевское химическое общество . Получено 9 октября 2017 г.
  8. ^ Kondev, FG; Wang, M.; Huang, WJ; Naimi, S.; Audi, G. (2021). «Оценка ядерных свойств NUBASE2020» (PDF) . Chinese Physics C. 45 ( 3): 030001. doi :10.1088/1674-1137/abddae.
  9. ^ Мюнценберг, Г.; Гупта, М. (2011). «Производство и идентификация трансактинидных элементов». Справочник по ядерной химии . Springer. стр. 877. doi :10.1007/978-1-4419-0720-2_19.
  10. ^ ab Открыто шесть новых изотопов сверхтяжелых элементов. Лаборатория Беркли. Центр новостей. 26 октября 2010 г.
  11. ^ ab Оганесян, Ю. Ц.; Утёнков, В. К.; Коврижных, НД; и др. (2022). "Новый изотоп 286 Mc, полученный в реакции 243 Am+ 48 Ca". Physical Review C. 106 ( 064306). doi :10.1103/PhysRevC.106.064306.
  12. ^ abc Оганесян, Ю. Ц.; Утёнков, В. К.; Коврижных, Н. Д.; и др. (29 сентября 2022 г.). "Первый эксперимент на Фабрике сверхтяжелых элементов: высокое сечение 288Mc в реакции 243Am+48Ca и идентификация нового изотопа 264Lr". Physical Review C. 106 ( 3): L031301. doi :10.1103/PhysRevC.106.L031301. S2CID  252628992.
  13. ^ Khuyagbaatar, J.; Yakushev, A.; Düllmann, Ch. E.; et al. (2014). "Реакция синтеза 48Ca+249Bk, приводящая к элементу Z=117: долгоживущий α-распад 270Db и открытие 266Lr". Physical Review Letters . 112 (17): 172501. Bibcode :2014PhRvL.112q2501K. doi :10.1103/PhysRevLett.112.172501. hdl : 1885/148814 . PMID  24836239. S2CID  5949620.
  14. ^ Krämer, K. (2016). «Объяснение: сверхтяжелые элементы». Chemistry World . Получено 15 марта 2020 г.
  15. ^ "Открытие элементов 113 и 115". Национальная лаборатория Лоуренса в Ливерморе . Архивировано из оригинала 11 сентября 2015 года . Получено 15 марта 2020 года .
  16. ^ Элиав, Э.; Калдор, У.; Борщевский, А. (2018). «Электронная структура атомов трансактинидов». В Скотте, РА (ред.). Энциклопедия неорганической и бионеорганической химии . John Wiley & Sons . стр. 1–16. doi :10.1002/9781119951438.eibc2632. ISBN 978-1-119-95143-8. S2CID  127060181.
  17. ^ Оганесян, Ю. Ц.; Дмитриев, СН; Еремин, АВ; и др. (2009). "Попытка получения изотопов элемента 108 в реакции синтеза 136 Xe + 136 Xe". Physical Review C. 79 ( 2): 024608. doi :10.1103/PhysRevC.79.024608. ISSN  0556-2813.
  18. ^ Мюнценберг, Г .; Армбрустер, П .; Фолджер, Х.; и др. (1984). «Идентификация элемента 108» (PDF) . Zeitschrift für Physik A. 317 (2): 235–236. Бибкод : 1984ZPhyA.317..235M. дои : 10.1007/BF01421260. S2CID  123288075. Архивировано из оригинала (PDF) 7 июня 2015 года . Проверено 20 октября 2012 г.
  19. ^ Субраманян, С. (28 августа 2019 г.). «Создание новых элементов не окупается. Просто спросите этого ученого из Беркли». Bloomberg Businessweek . Получено 18 января 2020 г.
  20. ^ abcdef Иванов, Д. (2019). «Сверхтяжелые шаги в неизвестное». nplus1.ru (на русском языке) . Проверено 2 февраля 2020 г.
  21. ^ Хайнд, Д. (2017). «Что-то новое и сверхтяжелое в периодической таблице». The Conversation . Получено 30 января 2020 г.
  22. ^ Керн, Б. Д.; Томпсон, В. Э.; Фергюсон, Дж. М. (1959). «Сечения некоторых реакций (n, p) и (n, α)». Nuclear Physics . 10 : 226–234. Bibcode : 1959NucPh..10..226K. doi : 10.1016/0029-5582(59)90211-1.
  23. ^ Wakhle, A.; Simenel, C.; Hinde, DJ; et al. (2015). Simenel, C.; Gomes, PRS; Hinde, DJ; et al. (ред.). "Сравнение экспериментальных и теоретических распределений углов квазиделения". European Physical Journal Web of Conferences . 86 : 00061. Bibcode :2015EPJWC..8600061W. doi : 10.1051/epjconf/20158600061 . hdl : 1885/148847 . ISSN  2100-014X.
  24. ^ "Ядерные реакции" (PDF) . стр. 7–8 . Получено 27 января 2020 г. .Опубликовано как Loveland, WD; Morrissey, DJ; Seaborg, GT (2005). "Ядерные реакции". Современная ядерная химия . John Wiley & Sons, Inc. стр. 249–297. doi :10.1002/0471768626.ch10. ISBN 978-0-471-76862-3.
  25. ^ ab Krása, A. (2010). «Источники нейтронов для ADS». Факультет ядерных наук и физической инженерии . Чешский технический университет в Праге : 4–8. S2CID  28796927.
  26. ^ Wapstra, AH (1991). «Критерии, которые должны быть удовлетворены для признания открытия нового химического элемента» (PDF) . Pure and Applied Chemistry . 63 (6): 883. doi :10.1351/pac199163060879. ISSN  1365-3075. S2CID  95737691.
  27. ^ ab Hyde, EK; Hoffman, DC ; Keller, OL (1987). «История и анализ открытия элементов 104 и 105». Radiochimica Acta . 42 (2): 67–68. doi :10.1524/ract.1987.42.2.57. ISSN  2193-3405. S2CID  99193729.
  28. ^ abcd Chemistry World (2016). «Как создать сверхтяжелые элементы и закончить периодическую таблицу [видео]». Scientific American . Получено 27 января 2020 г. .
  29. ^ Хоффман, Гиорсо и Сиборг 2000, стр. 334.
  30. ^ Хоффман, Гиорсо и Сиборг 2000, стр. 335.
  31. ^ Загребаев, Карпов и Грейнер 2013, с. 3.
  32. ^ Бейзер 2003, стр. 432.
  33. ^ ab Pauli, N. (2019). "Альфа-распад" (PDF) . Введение в ядерную, атомную и молекулярную физику (часть ядерной физики) . Université libre de Bruxelles . Получено 16 февраля 2020 г. .
  34. ^ abcde Pauli, N. (2019). "Деление ядра" (PDF) . Введение в ядерную, атомную и молекулярную физику (часть ядерной физики) . Université libre de Bruxelles . Получено 16 февраля 2020 г. .
  35. ^ Staszczak, A.; Baran, A.; Nazarewicz, W. (2013). «Спонтанные режимы деления и времена жизни сверхтяжелых элементов в теории функционала ядерной плотности». Physical Review C. 87 ( 2): 024320–1. arXiv : 1208.1215 . Bibcode : 2013PhRvC..87b4320S. doi : 10.1103/physrevc.87.024320 . ISSN  0556-2813.
  36. ^ Ауди и др. 2017, стр. 030001-129–030001-138.
  37. ^ Бейзер 2003, стр. 439.
  38. ^ ab Beiser 2003, стр. 433.
  39. ^ Ауди и др. 2017, с. 030001-125.
  40. ^ Аксенов, Н.В.; Штайнеггер, П.; Абдуллин, Ф. Ш.; и др. (2017). «О летучести нихония (Nh, Z = 113)». The European Physical Journal A . 53 (7): 158. Bibcode :2017EPJA...53..158A. doi :10.1140/epja/i2017-12348-8. ISSN  1434-6001. S2CID  125849923.
  41. ^ Бейзер 2003, стр. 432–433.
  42. ^ abc Оганесян, Ю. (2012). «Ядра на «острове стабильности» сверхтяжелых элементов». Journal of Physics: Conference Series . 337 (1): 012005-1–012005-6. Bibcode : 2012JPhCS.337a2005O. doi : 10.1088/1742-6596/337/1/012005 . ISSN  1742-6596.
  43. ^ Моллер, П.; Никс, младший (1994). Свойства деления самых тяжелых элементов (PDF) . Симпозиум Dai 2 Kai Hadoron Tataikei no Simposium, Токай-мура, Ибараки, Япония. Университет Северного Техаса . Проверено 16 февраля 2020 г.
  44. ^ ab Оганесян, Ю. Ц. (2004). "Сверхтяжелые элементы". Physics World . 17 (7): 25–29. doi :10.1088/2058-7058/17/7/31 . Получено 16 февраля 2020 г. .
  45. ^ Шедель, М. (2015). «Химия сверхтяжелых элементов». Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences . 373 (2037): 20140191. Bibcode : 2015RSPTA.37340191S. doi : 10.1098/rsta.2014.0191 . ISSN  1364-503X. PMID  25666065.
  46. ^ Hulet, EK (1989). Биомодальное спонтанное деление . 50-летие деления ядра, Ленинград, СССР. Bibcode : 1989nufi.rept...16H.
  47. ^ Оганесян, Ю. Ц.; Рыкачевский, КП (2015). «Плацдарм на острове стабильности». Physics Today . 68 (8): 32–38. Bibcode : 2015PhT....68h..32O. doi : 10.1063/PT.3.2880 . ISSN  0031-9228. OSTI  1337838. S2CID  119531411.
  48. ^ Грант, А. (2018). «Взвешивание самых тяжелых элементов». Physics Today . doi :10.1063/PT.6.1.20181113a. S2CID  239775403.
  49. ^ Howes, L. (2019). «Изучение сверхтяжелых элементов в конце периодической таблицы». Chemical & Engineering News . Получено 27 января 2020 г. .
  50. ^ ab Robinson, AE (2019). «Трансфермиевые войны: научные стычки и оскорбления во время холодной войны». Дистилляции . Получено 22 февраля 2020 г.
  51. ^ "Популярная библиотека химических элементов. Сиборгий (экавольфрам)" [Популярная библиотека химических элементов. Сиборгий (эка-вольфрам). nt.ru (на русском языке) . Проверено 7 января 2020 г.Перепечатано из "Экавольфрам" [Эка-вольфрам]. Популярная библиотека полезных элементов. Серебро – Нильсборий и далее [ Популярная библиотека химических элементов. Серебро через нильсборий и далее . Наука . 1977.
  52. ^ "Нобелий - информация об элементах, свойства и применение | Периодическая таблица". Королевское химическое общество . Получено 1 марта 2020 г.
  53. ^ ab Kragh 2018, стр. 38–39.
  54. ^ Краг 2018, стр. 40.
  55. ^ ab Ghiorso, A.; Seaborg, GT; Oganessian, Yu. Ts.; et al. (1993). "Responses on the report 'Discovery of the Transfermium elements' following by reply to the responses by Transfermium Working Group" (PDF) . Pure and Applied Chemistry . 65 (8): 1815–1824. doi :10.1351/pac199365081815. S2CID  95069384. Архивировано (PDF) из оригинала 25 ноября 2013 г. . Получено 7 сентября 2016 г. .
  56. ^ Комиссия по номенклатуре неорганической химии (1997). «Названия и символы трансфермиевых элементов (Рекомендации ИЮПАК 1997 г.)» (PDF) . Чистая и прикладная химия . 69 (12): 2471–2474. doi :10.1351/pac199769122471.
  57. ^ Choppin, GR; Liljenzin, J.-O.; Rydberg, J. (2002). Радиохимия и ядерная химия . Elsevier . стр. 416. ISBN 978-0-7506-7463-8.
  58. ^ Хоффман, Д.К. (1996). Трансурановые элементы: от нептуния и плутония до элемента 112 (PDF) (Отчет). Национальная лаборатория Лоуренса в Ливерморе. Архивировано (PDF) из оригинала 9 октября 2017 г. Получено 10 октября 2017 г.
  59. ^ Кароль, П. (1994). «Трансфермиевые войны». Новости химии и машиностроения . 74 (22): 2–3. doi : 10.1021/cen-v072n044.p002 .
  60. ^ Zvara, IJ (2003). "Dubnium". Chemical and Engineering News . 81 (36): 182. doi :10.1021/cen-v081n036.p182. Архивировано из оригинала 31 декабря 2017 г. Получено 9 октября 2017 г.
  61. ^ abcdefghij Barber, RC; Greenwood, NN ; Hrynkiewicz, AZ; et al. (1993). "Открытие элементов Transfermium" (PDF) . Pure and Applied Chemistry . 65 (8): 1757. doi :10.1351/pac199365081757. S2CID  195819585. Архивировано (PDF) из оригинала 20 сентября 2016 г. . Получено 7 сентября 2016 г. .
  62. ^ "Дубний | химический элемент". Encyclopedia Britannica . Архивировано из оригинала 25 марта 2018 г. Получено 25 марта 2018 г.
  63. ↑ Советское научное обозрение. Издательство IPC Science and Technology Press. 1972.
  64. ↑ Industries atomiques et spatiales, том 16 (на французском). Швейцария. 1972. стр. 30–31. Архивировано из оригинала 23 декабря 2022 г. Получено 8 сентября 2022 г.{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
  65. ^ Радиохимия. Королевское химическое общество. 1972. ISBN 9780851862545. Архивировано из оригинала 8 октября 2024 г. . Получено 19 марта 2023 г. .
  66. ^ Suomen kemistilehti. Суомалаистен Кемистиен Сеура. 1971. Архивировано из оригинала 8 октября 2024 года . Проверено 19 марта 2023 г.
  67. ^ Фонтани, М.; Коста, М.; Орна, М.В. (2014). Потерянные элементы: теневая сторона Периодической таблицы. Oxford University Press. стр. 386. ISBN 978-0-19-938335-1. Архивировано из оригинала 27 февраля 2018 года.
  68. ^ Хоффманн, К. (1987). Можно ли сделать золото? Мошенники, обманщики и ученые в области элементов пищевой истории [ Можно ли делать золото? Аферисты, обманщики и учёные из истории химических элементов . Наука. стр. 180–181.Перевод из Хоффмана К. (1979). Канн ман Голд махен? Гаунер, Гауклер и Гелерте. Aus der Geschichte der chemischen Elemente [ Можно ли сделать золото? Мошенники, обманщики и учёные. Из истории химических элементов ] (на немецком языке). Урания.
  69. ^ abcde Ghiorso, A.; Seaborg, GT ; Oganessian, Yu. Ts.; et al. (1993). "Responses on the report 'Discovery of the Transfermium elements' following by reply to the responses by Transfermium Working Group" (PDF) . Pure and Applied Chemistry . 65 (8): 1815–1824. doi :10.1351/pac199365081815. S2CID  95069384. Архивировано (PDF) из оригинала 25 ноября 2013 г. . Получено 7 сентября 2016 г. .
  70. ^ Робинсон, А. (2017). «Попытка разрешить противоречия по элементам 104 и 105: встреча в России, 23 сентября 1975 г.». Бюллетень Американского физического общества . 62 (1): B10.003. Bibcode : 2017APS..APRB10003R. Архивировано из оригинала 22 сентября 2017 г. Получено 14 октября 2017 г.
  71. ^ Öhrström, L.; Holden, NE (2016). «Трехбуквенные символы элементов». Chemistry International . 38 (2). doi : 10.1515/ci-2016-0204 .
  72. ^ "Имена и символы трансфермиевых элементов (Рекомендации ИЮПАК 1994 г.)" (PDF) . Pure and Applied Chemistry . 66 (12): 2419–2421. 1994. doi :10.1351/pac199466122419. Архивировано (PDF) из оригинала 22 сентября 2017 г. . Получено 7 сентября 2016 г. .
  73. ^ Яррис, Л. (1994). «Название элемента 106 оспаривается международным комитетом». Архивировано из оригинала 1 июля 2016 г. Получено 7 сентября 2016 г.
  74. ^ Хоффман, Гиорсо и Сиборг 2000, стр. 389–394.
  75. ^ Loss, RD; Corish, J. (2012). «Имена и символы элементов с атомными номерами 114 и 116 (Рекомендации ИЮПАК 2012 г.)» (PDF) . Pure and Applied Chemistry . 84 (7): 1669–1672. doi :10.1351/PAC-REC-11-12-03. S2CID  96830750. Архивировано (PDF) из оригинала 3 августа 2017 г. . Получено 21 апреля 2018 г. .
  76. ^ Бера, Дж. К. (1999). «Названия более тяжелых элементов». Резонанс . 4 (3): 53–61. doi :10.1007/BF02838724. S2CID  121862853.
  77. ^ Хоффман, Гиорсо и Сиборг 2000, стр. 369–399.
  78. ^ «Названия и символы трансфермиевых элементов (Рекомендации ИЮПАК 1997 г.)». Чистая и прикладная химия . 69 (12): 2471–2474. 1997. doi : 10.1351/pac199769122471 .
  79. ^ "Периодическая таблица элементов". lbl.gov . Национальная лаборатория Лоуренса в Беркли. 1999. Архивировано из оригинала 21 апреля 2021 г. Получено 6 декабря 2022 г.
  80. ^ Wilk, PA (2001). Свойства трансактиниевых элементов пятой и седьмой групп (PhD). Калифорнийский университет в Беркли. doi : 10.2172/785268. OSTI  785268. Архивировано из оригинала 31 октября 2022 г. Получено 6 декабря 2022 г.
  81. ^ Бюлер, Брендан (2014). «Брендирование элементов: Беркли заявляет о своих претензиях на Периодическую таблицу». alumni.berkeley.edu . Ассоциация выпускников Калифорнийского университета. Архивировано из оригинала 31 октября 2022 г. Получено 6 декабря 2022 г. У бедного элемента 105 было пять разных названий — сторонники Беркли до сих пор называют его ганием.
  82. ^ @BerkeleyLab (8 января 2014 г.). «#16элементов из лаборатории Беркли: менделевий, нобелий, лоуренсий, резерфордий, ганий, сиборгий» ( Твит ) – через Twitter .
  83. ^ Армбрустер, Питер; Мюнценберг, Готтфрид (2012). «Экспериментальная парадигма, открывающая мир сверхтяжелых элементов». The European Physical Journal H . 37 (2): 237–309. Bibcode :2012EPJH...37..237A. doi :10.1140/epjh/e2012-20046-7. S2CID  123446987. Архивировано из оригинала 6 декабря 2022 г. . Получено 6 декабря 2022 г. .
  84. ^ ab Карпов, АВ; Загребаев, ВИ; Паленсуэла, ЮМ; Грейнер, В. (2013). "Сверхтяжелые ядра: распад и стабильность". В Грейнер, В. (ред.). Захватывающая междисциплинарная физика . Серия междисциплинарных наук FIAS. Springer International Publishing. стр. 69–79. doi :10.1007/978-3-319-00047-3_6. ISBN 978-3-319-00046-6.
  85. ^ ab Audi, G.; Kondev, FG; Wang, M.; et al. (2012). "Оценка ядерных свойств NUBASE2012" (PDF) . Chinese Physics C. 36 ( 12): 1157–1286. Bibcode : 2012ChPhC..36....1A. doi : 10.1088/1674-1137/36/12/001. S2CID  123457161. Архивировано из оригинала (PDF) 6 июля 2016 г.
  86. ^ Эмсли, Дж. (2011). Строительные блоки природы: путеводитель по элементам от А до Я (новое издание). Нью-Йорк: Oxford University Press. С. 215–217. ISBN 978-0-19-960563-7.
  87. ^ Маринов, А.; Родушкин, И.; Колб, Д.; и др. (2010). «Доказательства долгоживущего сверхтяжелого ядра с атомным массовым числом A=292 и атомным числом Z=~122 в натуральном Th». International Journal of Modern Physics E . 19 (1): 131–140. arXiv : 0804.3869 . Bibcode :2010IJMPE..19..131M. doi :10.1142/S0218301310014662. S2CID  117956340.
  88. ^ Карпов, АВ; Загребаев, ВИ; Паленсуэла, ЮМ; и др. (2013). "Сверхтяжелые ядра: распад и стабильность". Exciting Interdisciplinary Physics . Серия FIAS Interdisciplinary Science. стр. 69. doi :10.1007/978-3-319-00047-3_6. ISBN 978-3-319-00046-6.
  89. ^ Ботвина, Ал.; Мишустин, И.; Загребаев, В.; и др. (2010). «Возможность синтеза сверхтяжелых элементов при ядерных взрывах». International Journal of Modern Physics E . 19 (10): 2063–2075. arXiv : 1006.4738 . Bibcode :2010IJMPE..19.2063B. doi :10.1142/S0218301310016521. S2CID  55807186.
  90. ^ Wuenschel, S.; Hagel, K.; Barbui, M.; et al. (2018). "Экспериментальное исследование производства альфа-распада тяжелых элементов в реакциях 238 U + 232 Th при 7,5-6,1 МэВ/нуклон". Physical Review C. 97 ( 6): 064602. arXiv : 1802.03091 . Bibcode : 2018PhRvC..97f4602W. doi : 10.1103/PhysRevC.97.064602. S2CID  67767157.
  91. ^ Оганесян, Ю. Ц.; Абдуллин, Ф. Ш.; Бейли, ПД; и др. (2010). «Синтез нового элемента с атомным номером Z=117». Physical Review Letters . 104 (14): 142502. Bibcode : 2010PhRvL.104n2502O. doi : 10.1103/PhysRevLett.104.142502 . PMID  20481935. Архивировано из оригинала 19 декабря 2016 г.
  92. ^ Khuyagbaatar, J.; Yakushev, A.; Düllmann, Ch. E.; et al. (2014). "Реакция слияния 48Ca + 249Bk, приводящая к элементу Z = 117: долгоживущий α-распад 270Db и открытие 266Lr" (PDF) . Physical Review Letters . 112 (17): 172501. Bibcode :2014PhRvL.112q2501K. doi :10.1103/PhysRevLett.112.172501. hdl : 1885/148814 . PMID  24836239. S2CID  5949620. Архивировано (PDF) из оригинала 17 августа 2017 г.
  93. ^ Уиллс, С.; Бергер, Л. (2011). "Science Magazine Podcast. Транскрипт, 9 сентября 2011" (PDF) . Наука . Архивировано (PDF) из оригинала 18 октября 2016 г. . Получено 12 октября 2016 г. .
  94. ^ Оганесян, Ю. Ц.; Собичевский, А.; Тер-Акопян, ГМ (2017). «Сверхтяжелые ядра: от предсказания к открытию». Physica Scripta . 92 (2): 023003. Bibcode :2017PhyS...92b3003O. doi :10.1088/1402-4896/aa53c1. S2CID  125713877.
  95. ^ Stoyer, NJ; Landrum, JH; Wilk, PA; et al. (2006). Химическая идентификация долгоживущего изотопа дубния, потомка элемента 115 (PDF) (Отчет). IX Международная конференция по ядерно-ядерным столкновениям. Архивировано (PDF) из оригинала 31 января 2017 г. . Получено 9 октября 2017 г. .
  96. ^ Nagame, Y.; Kratz, JV; Schädel, M. (2016). "Химические свойства резерфордия (Rf) и дубния (Db) в водной фазе" (PDF) . EPJ Web of Conferences . 131 : 07007. Bibcode :2016EPJWC.13107007N. doi : 10.1051/epjconf/201613107007 . Архивировано (PDF) из оригинала 28 апреля 2019 г.
  97. ^ Chiera, Nadine M.; Sato, Tetsuya K.; Eichler, Robert; et al. (2021). «Химическая характеристика летучего соединения дубния, DbOCl3». Angewandte Chemie International Edition . 60 (33): 17871–17874. doi :10.1002/anie.202102808. PMC 8456785. PMID  33978998 . 

Библиография

  • Audi, G.; Kondev, FG; Wang, M.; et al. (2017). «Оценка ядерных свойств с помощью NUBASE2016». Chinese Physics C. 41 ( 3): 030001. Bibcode : 2017ChPhC..41c0001A. doi : 10.1088/1674-1137/41/3/030001.
  • Бейзер, А. (2003). Концепции современной физики (6-е изд.). McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-244848-1. OCLC  48965418.
  • Хоффман, Д.К.; Гиорсо , А.; Сиборг, Г.Т. (2000). Трансурановые люди: внутренняя история . World Scientific . ISBN 978-1-78-326244-1.
  • Краг, Х. (2018). От трансурановых до сверхтяжелых элементов: история спора и создания . Springer . ISBN 978-3-319-75813-8.
  • Загребаев, В.; Карпов, А.; Грейнер, В. (2013). «Будущее исследований сверхтяжелых элементов: какие ядра могут быть синтезированы в течение следующих нескольких лет?». Journal of Physics: Conference Series . 420 (1): 012001. arXiv : 1207.5700 . Bibcode : 2013JPhCS.420a2001Z. doi : 10.1088/1742-6596/420/1/012001. ISSN  1742-6588. S2CID  55434734.
На Викискладе есть медиафайлы по теме Дубний.
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Дубний&oldid=1252363327"