Dubnio

elemento químico de la tabla periódica, con número atómico es 105

El dubnio es un elemento químico de la tabla periódica de los elementos cuyo símbolo es Db y su número atómico 105. El elemento fue nombrado en honor a la ciudad de Dubná, Rusia, sede del Instituto Central de Investigaciones Nucleares, donde fue producido por primera vez. Es un elemento sintético y radiactivo; y su isótopo más estable conocido, dubnio-268, tiene un período de semidesintegración de aproximadamente veintiocho horas.[n 1]

Rutherfordio ← DubnioSeaborgio
    Capa electrónica 105 Dubnio.svg
 
105
Db
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
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Información general
Nombre, símbolo, número Dubnio, Db, 105
Serie química Metales de transición
Grupo, período, bloque 5, 7, d
Masa atómica [262] u
Configuración electrónica [Rn] 5f14 6d3 7s2[1]
Electrones por nivel (imagen)
Apariencia Desconocido; probablemente
metálico plateado blanco o gris
Propiedades atómicas
Radio atómico (calc) 139 (estimado) pm (radio de Bohr)
Radio covalente 149 (estimado) pm
Estado(s) de oxidación 5, 4, 3 (previstos)
Propiedades físicas
Estado ordinario Presuntamente sólido
Isótopos más estables
Artículo principal: Isótopos del dubnio
iso AN Periodo MD Ed PD
MeV
258Dbsint.4.5 s64% α
36% β+
< 1% FE
254Lr
258Rf
261Dbsint.4.5 s73% FE
27% α
257Lr
262Dbsint.34 s67% α
33% FE
8.66,8.45258Lr
263Dbsint.23 s56% FE
41% α
3% ε

8.3

259Lr
263mRf
266Dbsint.22 mFE
ε

266Rf
267Dbsint.1.2 hFE
268Dbsint.29 hFE
ε

268Rf
270Dbsint.23.15 hFE
Valores en el SI y condiciones normales de presión y temperatura, salvo que se indique lo contrario.

En la tabla periódica de los elementos, es un elemento del bloque d y es un elemento transactínido. Es un miembro del séptimo período y pertenece al grupo 5 de elementos. Experimentos químicos confirmaron que dubnio se comporta como el homólogo más pesado que tantalio en el grupo 5. Las propiedades químicas del dubnio se conocen parcialmente. El elemento es similar a otros del grupo 5.

En los años sesenta, se produjeron cantidades microscópicas de dubnio en laboratorios de la Unión Soviética y California. Fue descubierto por el ruso Gueorgui Fliórov en 1967-1970, y por el estadounidense Albert Ghiorso en 1970. Cuando se descubrió, la prioridad del descubrimiento y por lo tanto el nombramiento del elemento, se disputó entre los científicos soviéticos y estadounidenses, que unos propusieron llamarlo Nielsbohrio y los otros Hahnio, aunque estos nombres no fueron reconocidos internacionalmente. Desde entonces el elemento se pasó a llamar temporalmente unnilpentio, hasta que en 1997 la Unión Internacional de Química Pura y AplicadaIUPAC por sus siglas en inglés— estableció como el nombre oficial del elemento a dubnio.

HistoriaEditar

DescubrimientoEditar

La existencia del dubnio fue indicada por primera vez en 1968 por científicos rusos del Instituto Central de Investigaciones Nucleares (ICIN) en Dubná, Unión Soviética (actualmente Rusia). Allí los investigadores bombardearon un blanco de americio-243 con iones de neón-22. Se informó la medición de emisiones de actividad alfa de 9,40 MeV y 9,70 MeV y determinaron que los decaimientos provenían de los isótopos 260Db o 261Db:

 

Dos años después el equipo de Dubná separó sus productos de reacción mediante el uso de cromatografía de gradiente térmico después de la conversión a cloruros por la interacción con NbCl5. El equipo observó una actividad de fisión espontánea de 2,2 segundos contenida en un cloruro volátil que poseía propiedades eka-tantalio, probablemente pentacloruro de dubnio-261, 261DbCl5.

A finales de abril de 1970, un grupo de investigadores liderados por Albert Ghiorso de la Universidad de California, publicaron los detalles de la síntesis de 260Db mediante el bombardeo de un blanco de californio-249 con iones de nitrógeno-15, y midieron la desintegración alfa de 260Db con un período de semidesintegración de 1,6 segundos y una energía de desintegración de 9,10 MeV, correlacionada con el producto de desintegración de lawrencio-256:

 

Estos resultados de los científicos de Berkeley no confirmaron los hallazgos soviéticos con respecto a la desintegración alfa de 9,40 MeV o 9,70 MeV de dubnio-260, dejando solo al dubnio-261 como el isótopo posiblemente producido. En 1971, el equipo de Dubná repitió su reacción con una mejor puesta en marcha y fueron capaces de confirmar los datos de desintegración para 260Db con la reacción:

 

En 1976, el equipo de Dubná continuó su estudio de la reacción mediante la cromatografía de gradiente térmico, y lograron identificar el producto como pentabromuro de dubnio-260, 260DbBr5.

En 1992, el IUPAC/IUPAP Transfermium Working Group evaluó las pretensiones de los dos grupos y concluyó que la confianza en el descubrimiento creció a partir de los resultados de ambos laboratorios, y por lo tanto, la pretensión del descubrimiento debería ser compartida.[2]

Controversia sobre la denominaciónEditar

Niels Bohr
Otto Hahn
Originalmente el equipo soviético había propuesto que el elemento 105 fuera llamado nielsbohrio (Ns) en honor al físico nuclear danés Niels Bohr (en la imagen izquierda). El equipo estadounidense inicialmente propuso que el elemento fuera nombrado Hahnio en honor al químico alemán Otto Hahn (en la imagen derecha), conocido como el pionero en el campo de la radiactividad y radioquímica.

El equipo soviético propuso el nombre nielsbohrio (Ns) en honor al físico nuclear danés Niels Bohr. El equipo estadounidense propuso que el nuevo elemento debería llamarse hahnio (Ha), en honor al químico alemán Otto Hahn. Por consiguiente, hahnio fue el nombre que muchos científicos estadounidenses y europeos occidentales usaban, y aparecía en muchos escritos publicados en ese momento, y nielsbohrio fue usado en la Unión Soviética y los países del Bloque del Este.

Así estalló una controversia entre los dos grupos acerca de la denominación del elemento. Por lo tanto, la IUPAC adoptó unnilpentio (Unp) como el nombre temporal sistemático del elemento. En 1994, intentando resolver el problema, la IUPAC propuso el nombre joliotio (Jl), en honor al físico francés Frédéric Joliot-Curie, nombre que había sido propuesto por el equipo soviético para el elemento 102, nombrado posteriormente como nobelio. Los dos pretendientes principales siguieron en desacuerdo sobre los nombres de los elementos 104 a 106. Sin embargo, en 1997, se resolvió la disputa y se adoptó el nombre actual, dubnio (Db), en honor a la ciudad rusa de Dubna, la ubicación del Instituto Central de Investigaciones Nucleares. Sobre esto la IUPAC alegó que el laboratorio de Berkeley ya había sido reconocido varias veces en la denominación de los elementos (por ejemplo, berkelio, californio, americio) y que la aceptación de los nombres rutherfordio y seaborgio para los elementos 104 y 106 debería compensarse mediante el reconocimiento de las contribuciones del equipo ruso en el descubrimiento de los elementos 104, 105 y 106.[3][4]

IsótoposEditar

 
Un gráfico de estabilidad de nucleidos utilizado por JINR en 2012. Los isótopos caracterizados se muestran con bordes. [5]

El dubnio, que tiene un número atómico de 105, es un elemento superpesado; como todos los elementos con números atómicos tan altos, es muy inestable. El isótopo conocido de mayor duración del dubnio, 268Db, tiene una vida media de alrededor de un día.[6]​ No se han visto isótopos estables y un 2012 el cálculo de JINR sugirió que las vidas medias de todos los isótopos de dubnio no superarían significativamente un día.[7]​ El valor experimental actual es 28+11
−4
 horas para 268Db, pero la ley de los grandes números estadística, en la que se basa la determinación de las vidas medias, no se puede aplicar directamente debido a un número muy limitado número de experimentos (decaimientos). El rango de incertidumbre es una indicación de que el período de vida media se encuentra dentro de este rango con un 95 % de probabilidad. El dubnio solo se puede obtener mediante producción artificial. La teoría moderna del núcleo atómico no sugiere una larga duración isótopo vivo del dubnio, pero en el pasado se afirmaron que isótopos desconocidos de elementos superpesados existían primordialmente en la Tierra: por ejemplo, tal afirmación se planteó para 267108 de una vida media de 400 a 500 millones de años en 1963[8]​ o 292122 de una vida media de más de 100 millones de años en 2009;[9]​ ninguna afirmación obtuvo aceptación.

La corta vida media del dubnio limita la experimentación. Esto se ve agravado por el hecho de que los isótopos más estables son los más difíciles de sintetizar.[10]​ Los elementos con un número atómico más bajo tienen isótopos estables con un relación neutrón-protón que aquellos con un número atómico más alto, lo que significa que los núcleos objetivo y de haz que podrían emplearse para crear el elemento superpesado tienen menos neutrones de los necesarios para formar estos isótopos más estables. (Diferentes técnicas basadas en captura rápida de neutrones y reacciones de transferencia se están considerando a partir de la década de 2010, pero aquellas basadas en la colisión de un núcleo grande y pequeño todavía dominan la investigación en el área.)[11][12]

Solo se pueden producir unos pocos átomos de 268Db en cada experimento y, por lo tanto, las vidas útiles medidas varían significativamente durante el proceso. Durante tres experimentos, se crearon 23 átomos en total, con una vida media resultante de 28+11
−4
 horas
.[13]​ El segundo isótopo más estable, 270Db, se ha producido en cantidades aún más pequeñas: tres átomos en total, con una vida útil de 33,4 h,[14]​ 1,3 h y 1,6 h.[15]​ Estos dos son los isótopos de dubnio más pesados hasta la fecha, y ambos se produjeron como resultado de la descomposición de los núcleos más pesados 288Mc y 294Ts en lugar de directamente, porque los experimentos que los produjeron se diseñaron originalmente en Dubna para [[calcio-48|48Ca] ] vigas.[16]​ Por su masa, 48Ca tiene, con diferencia, el mayor exceso de neutrones de todos los núcleos prácticamente estables, tanto cuantitativos como relativos,[6]​ que, en consecuencia, ayuda a sintetizar núcleos superpesados con más neutrones, pero esta ganancia se compensa con la menor probabilidad de fusión para números atómicos altos.[17]

NotasEditar

  1. Experimentos físicos determinaron un período de semidesintegración de aproximadamente dieciséis horas mientras que experimentos físicos proveyeron un valor de aproximadamente treinta y dos horas. El período de semidesintegración se toma a menudo como ~28 horas debido al número mayor de átomos detectados por medios químicos.

ReferenciasEditar

  1. Hoffman, D; Lee, D; Pershina, V (2006). «Transactinides and the future elements». En Morss; Edelstein, N; Fuger, J, eds. The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements (en inglés) (Tercera edición). Dordrecht: Springer Science+Business Media. ISBN 978-1-4020-3555-5. OCLC 1113045368. 
  2. Barber, R. C.; Greenwood, N. N.; Hrynkiewicz, A. Z.; Jeannin, Y. P.; Lefort, M.; Sakai, M.; Ulehla, I.; Wapstra, A. P.; Wilkinson, D. H. (1993). «Discovery of the transfermium elements. Part II: Introduction to discovery profiles. Part III: Discovery profiles of the transfermium elements». Pure and Applied Chemistry (en inglés) 65 (8): 1757. doi:10.1351/pac199365081757. 
  3. «Names and symbols of transfermium elements (IUPAC Recommendations 1994)». Pure and Applied Chemistry (en inglés) 66 (12): 2419. 1994. doi:10.1351/pac199466122419. 
  4. «Names and symbols of transfermium elements (IUPAC Recommendations 1997)». Pure and Applied Chemistry (en inglés) 69 (12): 2471. 1997. doi:10.1351/pac199769122471. 
  5. Karpov, A. V.; Zagrebaev, V. I.; Palenzuela, Y. M.; Greiner, W. (2013). «Superheavy Nuclei: Decay and Stability». En Greiner, W., ed. Exciting Interdisciplinary Physics. FIAS Interdisciplinary Science Series (en inglés). Springer International Publishing. pp. 69-79. ISBN 978-3-319-00046-6. doi:10.1007/978-3-319-00047-3_6. 
  6. a b Audi, G.; Kondev, F. G.; Wang, M.; Pfeiffer, B.; Dom, X.; Blachot, J.; MacCormick, M. (2012). [https: //web.archive.org/web/20160706052152/http://amdc.in2p3.fr/nubase/Nubase2012-v3.pdf «La evaluación NUBASE2012 de propiedades nucleares»]. Chinese Physics C 36 (12): 1157-1286. Bibcode:2012ChPhC..36....1A. doi:10.1088/1674-1137/36/12/001. Archivado desde el original el 6 de julio de 2016. 
  7. Error en la cita: Etiqueta <ref> no válida; no se ha definido el contenido de las referencias llamadas Gráfico de Karpov
  8. Emsley, J. (2011). Bloques de construcción de la naturaleza: una guía de la A a la Z de los elementos (New edición). Nueva York: Oxford University Press. pp. 215-217. ISBN 978-0-19-960563-7. 
  9. Marinov, A.; Rodushkin, I.; Kolb, D.; Pape, A.; Kashiv, Y.; Brandt, R.; Gentry, R.V.; Miller, H.W. (2010). «Evidencia de un núcleo superpesado de larga vida con número de masa atómica A=292 y número atómico Z=~122 en Th natural». International Journal of Modern Physics E 19 (1): 131-140. Bibcode:2010IJMPE..19..131M. S2CID 117956340. arXiv:0804.3869. doi:10.1142/S0218301310014662. 
  10. Karpov, A. V.; Zagrebaev, V. I.; Palenzuela, S. M.; Greiner, W. (2013). «Núcleos superpesados: descomposición y estabilidad». Emocionante física interdisciplinaria. FIAS Serie de ciencia interdisciplinaria. p. 69. ISBN 978-3-319-00046-6. doi:10.1007/978-3-319-00047-3_6. 
  11. Botvina, Al.; Mishustin, I.; Zagrebaev, V.; Greiner, W. (2010). «Posibilidad de sintetizar elementos superpesados en explosiones nucleares». International Journal of Modern Physics E 19 (10): 2063-2075. Bibcode:2010IJMPE..19.2063B. S2CID 55807186. arXiv:1006.4738. doi:10.1142/S0218301310016521. 
  12. Wuenschel, S.; Hagel, K.; Barbui, M.; Gauthier, J. (2018). «Un estudio experimental de la producción de elementos pesados en descomposición alfa en las reacciones de 238U +232Th a 7,5- 6.1 MeV/nucleon». Physical Review C 97 (6): 064602. Bibcode:2018PhRvC..97f4602W. S2CID 67767157. arXiv:1802.03091. doi:10.1103/PhysRevC.97.064602. 
  13. Stoyer, N. J.; Landrum, J. H.; Wilk, P. A.; Moody, K. J.; Kenneally, J. M.; Shaughnessy, D. A.; Stoyer, M. A.; Wild, J. F. et al. (2007). /ark:/67531/metadc888416/ «Identificación química de un isótopo de larga vida de dubnio, un descendiente del elemento 115». Física nuclear A. Actas de la Novena Conferencia Internacional sobre Núcleo-Núcleo Colisiones 787 (1): 388-395. Bibcode:2007NuPhA.787..388S. doi:10.1016/j.nuclphysa.2006.12.060. 
  14. Oganessian, Yu. Ts.; Abdullín, F. Sh.; Bailey, P. D.; Benker, D. E.; Bennett, M. E.; Dmitriev, S. N.; Ezold, J. G.; Hamilton, J. H. et al. (2010). «Síntesis de un nuevo elemento con número atómico Z=117». Physical Review Letters 104 (14): 142502. Bibcode:2010PhRvL.104n2502O. PMID 20481935. doi:10.1103/PhysRevLett.104.142502. Archivado desde el original el 19 de diciembre de 2016. 
  15. Khuyagbaatar, J.; Yakushev, A.; Düllmann, Cap. E.; Ackermann, D.; Andersson, L.-L.; Asai, M.; Block, M.; Boll, R. A. et al. (2014). «48Ca + 249Bk Reacción de fusión que conduce al elemento Z = 117: Decadencia α de larga duración 270Db y descubrimiento de 266Lr». Physical Review Letters 112 (17): 172501. Bibcode:2014PhRvL.112q2501K. PMID 24836239. doi:10.1103/PhysRevLett.112.172501. hdl:1885/ 148814. 
  16. Wills, S.; Berger, L. (2011). SciencePodcast_110909.pdf «Podcast de la revista Science. Transcripción, 9 de septiembre de 2011». Science (en inglés). Archivado desde el original el 18 de octubre de 2016. Consultado el 12 de octubre de 2016. 
  17. Oganessian, Yu. Ts.; Sobiczewski, A.; Ter-Akopian, G. M. (2017). «Núcleos superpesados: de la predicción al descubrimiento». Physica Scripta 92 (2): 023003. Bibcode:92b3003O 2017PhyS... 92b3003O. doi:10.1088/1402-4896/aa53c1. 

Bibliografía adicionalEditar

Véase tambiénEditar

Enlaces externosEditar