Унбинилиум

Унбинилиум  (₁₂₀Ubn)

Општи својства
Име и симбол	унбинилиум (Ubn)
Други имиња	120 елемент, ека-радиум
Унбинилиумот во периодниот систем
Ra ↑ Ubn ↓ (Uhh) унунениум ← унбинилиум → унбиуниум
Атомски број	120
Стандардна атомска тежина (Ar)	[320] (предвидена)
Категорија	непозната, но најверојатно земноалакален метал
Група и блок	група 2 (земноалкални), s-блок
Периода	VIII периода
Електронска конфигурација	[Uuo] 8s2 (предвидена)
по обвивка	2, 8, 18, 32, 32, 18, 8, 2 (предвидени)
Физички својства
Фаза	цврста (предвидена)
Точка на топење	953 K ​(680 °C) (предвидена)
Точка на вриење	1.973 K ​(1.700 °C) (предвидена)
Густина близу с.т.	7 г/см3 (предвидена)
Топлина на топење	8,03–8,58 kJ/mol (екстраполирана)
Атомски својства
Оксидациони степени	1, 2, 4 (предвиден)
Енергии на јонизација	I: 578,9 kJ/mol (предвидена) II: 895,4–918,5 kJ/mol (екстраполирана)
Атомски полупречник	емпириски: 200 пм (предвиден)
Ковалентен полупречник	206–210 пм (екстраполиран)
Разни податоци
CAS-број	54143-58-7
Историја
Наречен по	IUPAC системско име на елементот
Најстабилни изотопи
изо ПЗ полураспад РР РЕ (MeV) РП 295Ubn (предвиден) веш 40 μs α 291Uuo 296Ubn (предвиден) веш 7 μs α 292Uuo 298Ubn (предвиден) веш 11 μs α 12,96 294Uuo 299Ubn (предвиден) веш 15 μs α 12,89 295Uuo 300Ubn (предвиден) веш 2,5 μs α 12,93 296Uuo

Унбинилиум, познат и како ека-радиум или елемент 120 — неоткриен хипотетички хемиски елемент; има симбол Ubn и атомски број 120. Унбинилиум и Ubn е соодветно привремено систематско име и симбол на Меѓународниот сојуз за чиста и применета хемија, кој се користи додека елементот не биде откриен, потврден и не се одлучи за постојано име. Во периодниот систем на елементите, се очекува да биде елемент од s-блокот, алкален метал и вториот елемент во осмата периода. Привлекол внимание поради некои предвидувања дека можеби е на островот на стабилноста.

Унбинилиумот сè уште не е синтетизиран, и покрај повеќекратните обиди на германски и руски научни екипи. Експерименталните докази од овие обиди покажуваат дека елементите од периода 8 веројатно би биле многу потешки за синтеза од претходните познати елементи. Новите обиди на американски, руски и кинески тимови да синтетизираат унбинилиум се планира да започнат во средината на 2020-тите.

Местоположбата на унбинилиумот како седми земноалкален метал сугерира дека тој би имал слични својства на неговите полесни конгенери; сепак, релативистичките ефекти може да предизвикаат некои од неговите својства да се разликуваат од оние што се очекуваат од директна примена на периодични трендови. На пример, унбинилиумот се очекува да биде помалку реактивен од бариумот и радиумот, да биде поблизок во однесувањето до стронциумот, и додека треба да ја покаже карактеристичната +2 оксидациска состојба на металите на алкалните земји, исто така се предвидува да ги покаже +4 и +6 оксидационите состојби, кои се непознати кај кој било друг земноалкален метал.

Вовед

This section is an excerpt from Супертежок елемент § Вовед.[уреди]

Синтеза на супертешки јадра

Графички приказ на реакција на јадрено соединување. Две јадра се спојуваат во едно, испуштајќи неутрон. Реакциите што создаале нови елементи до овој момент биле слични, со единствената можна разлика што понекогаш биле ослободени неколку единечни неутрони, или воопшто немало такви.

Претешкото атомско јадро се создава во јадрена реакција која комбинира две други јадра со нееднаква големина во едно; колку понееднакви се двете јадра во однос на масата, толку е поголема можноста двете да реагираат. Материјалот направен од потешките јадра се прави цел, која потоа е бомбардирана од снопот на полесни јадра. Две јадра можат да се спојат во едно само доколку се приближат доволно блиску едно до друго; нормално, јадрата (сите позитивно наелектризирани) се одбиваат меѓусебно поради електростатско одбивање. Силното заемнодејство може да ја надмине оваа одбивност, но само на многу кратко растојание од јадрото; јадрата на зракот на тој начин се многу забрзани со цел таквото одбивање да биде незначително во споредба со брзината на јадрото на зракот. Енергијата што се применува на јадрата на зракот за да ги забрза може да предизвика тие да достигнат брзина до една десетина од брзината на светлината. Меѓутоа, доколку се примени премногу енергија, јадрото на зракот може да се распадне.

Самото приближување не е доволно за две јадра да се спојат: кога две јадра се приближуваат едно до друго, тие обично остануваат заедно околу 10⁻²⁰ секунди и потоа се разделуваат (не мора да бидат во истиот состав како пред реакцијата) наместо да формираат едно јадро. Ова се случува затоа што при обидот за формирање на едно јадро, електростатското одбивање го раскинува јадрото што се формира. Секој пар на цел и зрак се карактеризира со неговиот пресек - веројатноста дека ќе дојде до јадрено соединување доколку две јадра се приближат едно кон друго изразено во однос на попречната област што треба да ја погоди упадната честичка за да дојде до соединувањето. Оваа соединување може да настане како резултат на квантниот ефект во кој јадрата можат да тунелираат преку електростатско одбивање. Доколку двете јадра можат да останат блиску покрај таа фаза, повеќекратните јадрени заемни дејства резултираат со прераспределба на енергијата и енергетска рамнотежа.

Надворешни видеоснимки

Visualization of unsuccessful nuclear fusion, based on calculations from the Australian National University

Добиеното спојување претставува возбудена состојба - наречена сложено јадро - и затоа е многу нестабилно. За да се постигне постабилна состојба, привременото спојување може да се расцепи без да се формира постабилно јадро. Алтернативно, сложеното јадро може да исфрли неколку неутрони, кои би ја однеле енергијата на возбудувањето; доколку второто не е доволно за исфрлање на неутрони, спојувањето би создало гама-зрак. Ова се случува околу 10⁻¹⁶ секунди по првичниот јадрен судир и резултира со создавање на постабилно јадро. Дефиницијата на Заедничката работна група на МСЧПХ и МСЧПФ вели дека хемискиот елемент може да се препознае како откриен само доколку неговото јадро не се распадне во рок од 10⁻¹⁴ секунди. Оваа вредност била избрана како проценка за тоа колку време му е потребно на јадрото да стекне електрони и на тој начин да ги прикаже неговите хемиски својства.

Распаѓање и откривање

Зракот поминува низ целта и стигнува до следната комора, сепараторот; доколку се произведе ново јадро, тоа се носи со овој зрак. Во сепараторот, новопроизведеното јадро е одвоено од другите нуклиди (оној на оригиналниот зрак и сите други продукти на реакцијата){{Efn|Ова раздвојување се заснова на тоа што добиените јадра се движат покрај целта побавно отколку јадрата на нереагираните зраци. Сепараторот содржи електрични и магнетни полиња чии ефекти врз подвижната честичка се поништуваат за одредена брзина на честичка. Таквото раздвојување може да биде потпомогнато и со мерење на време на летот и мерење на енергијата на повратен удар; комбинација од двете може да овозможи да се процени масата на јадрото. и се пренесува во детектор со површинска бариера, кој го запира јадрото. Означена е точната местоположба на претстојното влијание врз детекторот; означени се и неговата енергија и времето на пристигнување. Преносот трае околу 10⁻⁶ секунди; за да биде откриено, јадрото мора да преживее толку долго. Јадрото повторно се забележува откако ќе се регистрира неговото распаѓање и се мерат местоположбата, енергијата и времето на распаѓање.

Стабилноста на јадрото е обезбедена од силното заемно дејство. Сепак, неговиот опсег е многу краток; како што јадрата стануваат поголеми, неговото влијание врз најоддалечените нуклеони (протони и неутрони) слабее. Во исто време, јадрото е растргнато со електростатско одбивање помеѓу протоните, а неговиот опсег не е ограничен. Вкупната врзувачка енергија обезбедено од големото заемно дејство се зголемува линеарно со бројот на нуклеоните, додека електростатското одбивање се зголемува со квадратот на атомскиот број, односно вториот расте побрзо и станува сè поважен за тешките и супертешките јадра. Така, супертешките јадра се теоретски предвидени и досега е забележано дека претежно се распаѓаат преку начини на распаѓање кои се предизвикани од таквото одбивање: алфа-распад и спонтано цепење. Речиси сите алфа емитери имаат над 210 нуклеони, и најлесниот нуклид кој примарно е подложен на спонтано цепење има 238. Во двата режима на распаѓање, јадрата се спречени да се распаѓаат со соодветните енергетски бариери за секој режим, но тие можат да бидат тунелирани.

Алфа честичките најчесто се произведуваат во радиоактивни распаѓања бидејќи масата на алфа честичка по нуклеон е доволно мала за да остави малку енергија за алфа честичката да се употреби како кинетичка енергија за да го напушти јадрото. Спонтаното цепење е предизвикано од електростатско одбивање што го раскинува јадрото и создава различни јадра во различни случаи на идентични јадра. Како што се зголемува атомскиот број, спонтаното цепење брзо станува поважно: делумниот полураспад на спонтаното цепење се намалува за 23 редови на големина од ураниум (елемент 92) до нобелиум (елемент 102), и до 30 редови на големина од ториум (елемент 90) до фермиум (елемент 100). Така, претходниот „модел на течни капки“ сугерирал дека спонтаното цепење ќе се случи скоро веднаш поради исчезнувањето на бариерата за цепење за јадра со околу 280 нуклеони. Подоцнежниот јадрен слоест модел сугерира дека јадрата со околу 300 нуклеоните би формирале остров на стабилност во кој јадрата ќе бидат поотпорни на спонтаното цепење и првенствено ќе претрпат алфа распаѓање со подолг полураспад. Последователните откритија сугерирале дека предвидениот остров може да биде подалеку од првично предвиденото; тие, исто така, покажале дека јадрата меѓу долговечните актиноиди и предвидениот остров се деформирани и добиваат дополнителна стабилност од ефектите на обвивката. Експериментите на полесни супертешки јадра, како и оние поблиску до очекуваниот остров, покажале поголема стабилност од претходно очекуваната против спонтаното цепење, покажувајќи ја важноста на ефектите на обвивката врз јадрата.

Алфа-распадите се регистрирани од емитираните алфа честички, а распадните производи лесно се одредуваат пред вистинското распаѓање; доколку таквото распаѓање или низа последователни распаѓања произведе познато јадро, оригиналниот производ на реакцијата може лесно да се одреди. (Дека сите распаѓања во ланецот на распаѓање навистина биле поврзани едни со други, се утврдува од местоположбата на овие распаѓања, кои мора да бидат на истото место.) Познатото јадро може да се препознае по специфичните карактеристики на распаѓањето што го претрпува, како што е енергијата на распаѓање (или поконкретно, кинетичката енергија на емитираната честичка). Спонтаното цепење, сепак, произведува различни јадра како производи, така што оригиналниот нуклид не може да се одреди од неговите ќерки.

Според тоа, информациите достапни за физичарите кои имаат за цел да вештачки да создадат супертежок елемент се информациите собрани во детекторите: местоположбата, енергија и времето на пристигнување на честичката до детекторот и оние на неговото распаѓање. Физичарите ги анализираат овие податоци и се обидуваат да заклучат дека тие навистина биле предизвикани од нов елемент и дека не можел да биде предизвикан од различен нуклид од оној што се тврди. Честопати, обезбедените податоци се недоволни за заклучок дека дефинитивно е создаден нов елемент и нема друго објаснување за набљудуваните ефекти; биле направени грешки при толкувањето на податоците.

Историја

Елементите од 114 до 118 (флеровиум преку оганесон) биле откриени во реакциите на „топло соединување“ со бомбардирање на актиноидите плутониум преку калифорниум со калциум-48, квазистабилен изотоп богат со неутрони кој може да се употребува како проектил за да се произведат повеќе елементи богати со неутрони на супертехнички изотопски елементи. Ова не може лесно да се продолжи со елементите 119 и 120, бидејќи ќе бара цел на следните актиноиди ајнштаниум и фермиум. Десетици милиграми од нив би биле потребни за да се создадат такви цели, но досега се произведени единствеено микрограми ајнштајниум и пикограми фермиум. Попрактично производство на понатамошни супертешки елементи би барало бомбардирање на актиноиди со проектили потешки од ⁴⁸Ca, но се очекува ова да биде потешко. Обидите да се синтетизираат елементите 119 и 120 ги поместуваат границите на денешната технологија, поради намалувањето на пресеците на производните реакции и нивниот веројатно краток полураспад, се очекува да биде од редот на микросекунди.

Обиди за синтеза

Минати обиди

По нивниот успех во добивањето оганесон со реакцијата помеѓу ²⁴⁹Cf и ⁴⁸Ca во 2006 година, тимот од Заедничкиот институт за јадрени истражувања (ЗИЈИ) во Дубна започнал експерименти во март-април 2007 година за да се обиде да создаде унбинилум со зрак од ⁵⁸Fe и цел од ²⁴⁴Pu. Обидот бил неуспешен, и рускиот тим планирал да ги надгради своите капацитети пред повторно да се обиде да реагира.

244
94Pu
+ 58
26Fe
→ 302
120Ubn
* → без атоми

Во април 2007 година, тимот од Центарот за истражување на тешки јони (ЦИТЈ) во Дармштад, Германија се обидел да создаде унбинилиум користејќи цел од ²³⁸U и зрак од ⁶⁴Ni:

238
92U
+ 64
28Ni
→ 302
120Ubn
* → без атоми

Не биле откриени атоми. Центарот за истражување на тешки јони (ЦИТЈ) го повторил експериментот со поголема чувствителност во три одделни серии во април-мај 2007 година, јануари-март 2008 година и септември-октомври 2008 година, сите со негативни резултати, достигнувајќи граница на пресек од 90 fb.

Во 2011 година, по надградбата на нивната опрема за да се овозможи употреба на повеќе радиоактивни цели, научниците од Центарот за истражување на тешки јони (ЦИТЈ) направиле обид со прилично асиметрична реакција на соединување:

248
96Cm
+ 54
24Cr
→ 302
120Ubn
* → без атоми

Се очекувало дека промената во реакцијата ќе ја зголеми петкратната веројатност за синтетизирање на унбинилиум, бидејќи приносот на таквите реакции во голема мера зависи од нивната асиметрија. Иако оваа реакција е помалку асиметрична од реакцијата ²⁴⁹Cf+⁵⁰Ti, таа исто така создава повеќе изотопи на унбинилиум богати со неутрони кои треба да добијат зголемена стабилност од нивната близина до затворањето на обвивката на N = 184. Во мај 2011 година биле забележани три сигнали; била разгледана можната задача на ²⁹⁹Ubn и нејзините ќерки, но не можело да се потврди, и различна анализа сугерирала дека она што било забележано е едноставно случаен редослед на настани.

Во август-октомври 2011 година, различен тим во Центарот за истражување на тешки јони (ЦИТЈ) користејќи го објектот TASCA се обидел со нова, уште поасиметрична реакција:

249
98Cf
+ 50
22Ti
→ 299
120Ubn
* → без атоми

Поради нејзината асиметрија, се предвидувало дека реакцијата помеѓу ²⁴⁹Cf и ⁵⁰Ti е најповолната практична реакција за синтетизирање на унбинилиум, иако таа произведува изотоп на унбинилиум помалку богат со неутрони од која било друга испитувана реакција. Не биле идентификувани атоми на унбинилум.

Оваа реакција била истражена повторно во април до септември 2012 година во Центарот за истражување на тешки јони (ЦИТЈ). Овој експеримент користел цел од ²⁴⁹Bk и зрак од ⁵⁰Ti за да го произведе елементот 119, но бидејќи ²⁴⁹Bk се распаѓа на ²⁴⁹Cf со полураспад од околу 327 денови, и двата елементи 119 и 120 може да се пребаруваат истовремено:

249
97Bk
+ 50
22Ti
→ 299
119Uue
* → без атоми

249
98Cf
+ 50
22Ti
→ 299
120Ubn
* → без атоми

Ниту елементот 119 ниту елементот 120 не биле забележани.

Планирани обиди

Плановите на Заедничкиот институт за јадрени истражувања (ЗИЈИ) да ја истражи реакцијата ²⁴⁹Cf+ ⁵⁰ Ti во нивниот нов објект биле нарушени со руската инвазија на Украина во 2022 година, по што соработката помеѓу Заедничкиот институт за јадрени истражувања (ЗИЈИ) и другите институти целосно престанала поради санкции. Така, ²⁴⁹Cf повеќе не може да се употребува како цел, бидејќи ќе мора да се произведува во Националната лабораторија Оук Риџ во САД. Наместо тоа, ќе се употреби реакцијата ²⁴⁸Cm+ ⁵⁴Cr. Во 2023 година, директорот на ЗИЈИ, Григориј Трубников, изјавил дека се надева дека експериментите за синтеза на елементот 120 ќе започнат во 2025 година. Како подготовка за ова, ЗИЈИ објавил успех во реакцијата ²³⁸U+⁵⁴Cr кон крајот на 2023 година, правејќи нов изотоп на ливермориум, ²⁸⁸Lv. Ова било неочекувано добар резултат; Целта била експериментално да се одреди пресекот на реакцијата со проектили од ⁵⁴Cr и да се подготви за синтеза на елементот 120. Тоа е првата успешна реакција која произведува супертежок елемент користејќи цел на актиноид и проектил потежок од ⁴⁸Ca.

Тимот од Националната лабораторија Лоренс Беркли (НЛЛБ) во Беркли, Калифорнија, САД планира да го искористи 88-инчниот циклотрон за да направи нови елементи употребувајќи проектили од ⁵⁰ Ti. Прво, била тестирана реакцијата ²⁴⁴Pu+ ⁵⁰Ti, со што успешно биле создадени два атома од ²⁹⁰Lv во 2024 година. Бидејќи ова било успешно, се планирал обид да се направи елементот 120 во реакцијата ²⁴⁹Cf+ ⁵⁰Ti да започне во 2025 година. Националната лабораторија Лоренс Ливермор (НЛЛЛ), која претходно соработувала со ЗИЈИ, ќе соработува со НЛЛБ на овој проект.

Тимот од Истражувачкиот објект за тешки јони во Ланжу, кој е управуван од Институтот за современа физика (IMP) на Кинеската академија на науките, исто така планира да ги синтетизира елементите 119 и 120. Користените реакции ќе вклучуваат цели на актиноид (на пр. ²⁴³Am, ²⁴⁸Cm) и проектили од преодни метали од првиот ред (на пр. ⁵⁰Ti, ⁵¹V, ⁵⁴Cr, ⁵⁵Mn).

Именување

Користејќи ја номенклатурата на Менделеев за неименувани и неоткриени елементи, таа би го нарекла унбинилум екарадиум. Користејќи ги препораките на Меѓународниот сојуз за чиста и применета хемија од 1979 година елементот треба привремено да се нарекува unbinilium (симбол Ubn) додека не се открие, откритието не се потврди и не се избере трајно име. Иако широко се користат во хемиската заедница на сите нивоа, од училници по хемија до напредни учебници, препораките главно се игнорираат меѓу научниците кои работат теоретски или експериментално на супертешки елементи, кои го нарекуваат „елемент 120“, со симболот E120, (120) или 120 .

Предвидени својства

Јадрена стабилност и изотопи

Табела за стабилност на нуклиди како што ја користел тимот на Дубна во 2010 година. Карактеризираните изотопи се прикажани со граници. Надвор од елементот 118 (оганесон, последниот познат елемент), линијата познати нуклиди се очекува брзо да навлезе во регион на нестабилност, без полураспад над една микросекунда по елементот 121. Белиот прстен ја опфаќа предвидената местоположба на островот на стабилност.

Орбиталите со висок азимутален квантен број се зголемуваат во енергија, елиминирајќи го она што инаку би било јаз во орбиталната енергија што одговара на затворена протонска обвивка во елементот 114, како што е прикажано на левиот дијаграм кој не го зема предвид овој ефект. Ова ја подига следната протонска обвивка во регионот околу елементот 120, како што е прикажано на десниот дијаграм, потенцијално зголемувајќи го полураспадот на изотопите на елементот 119 и 120.

Стабилноста на јадрата значително се намалува со зголемувањето на атомскиот број по кириумот, елементот 96, чиј полураспад е четири реда на големина подолг од оној на кој било моментално познат елемент со поголем број. Сите изотопи со атомски број над 101 се подложени на радиоактивно распаѓање со полураспад помал од 30 часови. Ниту еден елемент со атомски број над 82 (по олово) нема стабилни изотопи. Сепак, од причини кои се уште не се добро познати, има мало зголемување на јадрената стабилност околу атомските броеви 110 – 114, што доведува до појава на она што во јадрената физика е познато како „остров на стабилноста“. Овој концепт, предложен од професорот на Универзитетот во Калифорнија, Глен Сиборг, објаснува зошто супертешките елементи траат подолго од предвиденото.

Се предвидува дека изотопите на унбинилиумот имаат полураспад на алфа-распаѓање од редот на микросекунди. Во модел на квантно тунелирање со проценки на масата од макроскопско-микроскопски модел, полураспадот на алфа-распадот на неколку изотопи на унбинилум (^292-304Ubn) се предвидени да бидат околу 1-20 микросекунди. Некои потешки изотопи може да бидат постабилни; Фрике и Вабер предвидиле дека ³²⁰Ubn ќе биде најстабилен изотоп на унбинилиумот во 1971 година. Со оглед на тоа што се очекува унбинилиумот да се распаѓа преку каскада од алфа распаѓања што доведува до спонтано цепење околу копернициум, вкупниот полураспад на изотопите на унбинилиум исто така се предвидува да се мери во микросекунди. Ова има последици за синтезата на унбинилиум, бидејќи изотопи со полураспад под една микросекунда ќе се распаднат пред да стигнат до детекторот. Сепак, новите теоретски модели покажуваат дека очекуваниот јаз во енергијата помеѓу протонските орбитали 2f_7/2 (наполнети во елементот 114) и 2f_5/2 (пополнет во елементот 120) е помал од очекуваното, така што елементот 114 повеќе не изгледа како стабилна сферична затворена јадрена обвивка, а оваа енергетска способност може да ја зголеми стабилноста на елементите 119 и 120. Следното двојно волшебно јадро се очекува да биде околу сферичното ³⁰⁶ Ubb (елемент 122), но очекуваниот низок полураспад и нискиот производствен пресек на овој нуклеид ја прави неговата синтеза предизвик.

Со оглед на тоа што елементот 120 ја исполнува протонската орбитала 2f_5/2, многу внимание е посветено на сложеното јадро ³⁰²Ubn* и неговите својства. Биле направени неколку експерименти помеѓу 2000 и 2008 година во Флеровата Лабораторија за јадрени реакции (ФЛЈР) во Дубна, проучувајќи ги карактеристиките на цепење на сложеното јадро ³⁰²Ubn*. Искористени се две јадрени реакции, имено ²⁴⁴Pu+ ⁵⁸Fe и ²³⁸U+ ⁶⁴Ni. Резултатите откриле како јадрата како оваа цепење претежно со исфрлање на јадра од затворена обвивка како ¹³²Sn ( Z = 50, N = 82). Исто така, било откриено дека приносот за патеката на соединување-цепење е сличен помеѓу проектилите од ⁴⁸Ca и ⁵⁸Fe, што укажува на можна идна употреба на проектили од ⁵⁸Fe во формирањето на супертешки елементи.

Во 2008 година, тимот од Големиот национален акцелератор за тешки јони (ГНАТЈ), Франција, ги опишал резултатите од новата техника која се обидува да го измери полураспадот на цепење на сложеното јадро при висока енергија на возбудување, бидејќи приносите се значително повисоки отколку од каналите за испарување на неутроните. Тоа е, исто така, корисен метод за испитување на ефектите од затворањето на обвивките врз опстанокот на сложените јадра во супертешкиот регион, што може да укаже на точната местоположба на следната протонска обвивка (Z = 114, 120, 124 или 126). Тимот ја проучувал реакцијата на јадреното цепење помеѓу јони на ураниум и цел на природен никел:

238
92U
+ nat
28Ni
→ 296,298,299,300,302
120Ubn
* → цепење

Резултатите покажале дека јадрата на унбинилиум биле произведени на висока (≈70 MeV) енергија на побудување која претрпела цепење со мерлив полураспад нешто повеќе од 10^-18s. Иако е многу краток (навистина недоволно за да постои елементот што треба да го смета МСЧПХ, бидејќи сложеното јадро нема внатрешна структура и неговите нуклеони не се наредени во обвивки додека не опстане 10^-14 секунди, кога формира електронски облак), способноста да се измери таков процес укажува на силен ефект на обвивката во Z = 120. При пониска енергија на возбудување (види испарување на неутроните), ефектот на обвивката ќе биде зацврстен и може да се очекува дека јадрата во основната состојба ќе имаат релативно долг полураспад. Овој резултат може делумно да го објасни релативно долгиот полураспад на ²⁹⁴Og измерен во експериментите во Дубна. Слични експерименти укажале на сличен феномен кај елементот 124, но не и кај флеровиумот, што сугерира дека следната протонска обвивка всушност се наоѓа надвор од елементот 120. Во септември 2007 година, тимот на РИКЕН започнал програма со искористување цели од ²⁴⁸Cm и укажал на идни експерименти за испитување на можноста 120 да биде следниот волшебен број на протон (и 184 да биде следниот волшебен број на неутрони) користејќи ги гореспоменатите јадрени реакции за да формираат ³⁰²Ubn*, како и ²⁵⁴Cm + ²⁵⁴Cm. Тие, исто така, планирале дополнително да го нацртаат регионот со истражување на блиските сложени јадра ²⁹⁶Og*, ²⁹⁸Og*, ³⁰⁶Ubb* и ³⁰⁸Ubb*.

Најверојатните изотопи на унбинилиум што ќе се синтетизираат во блиска иднина се ²⁹⁵Ubn до ²⁹⁹Ubn, бидејќи тие можат да бидат произведени во 3n и 4n каналите на ^249–251 Cf+ ⁵⁰ Ti, ²⁴⁵ Cm+ ⁵⁴ Cr и ²⁴⁸ Cm+ ⁵⁴ Cr.

Атомски и физички својства

Како елемент од првата периода 8, се предвидува дека унунениумот е алкален метал, заземајќи го своето место во периодниот систем под литиум, натриум, калиум, рубидиум, цезиум и франциум. Секој од овие елементи има по еден валентен електрон во најоддалечената s-орбитала (конфигурација на валентни електрони n s¹), која лесно се губи во хемиските реакции за да формира +1 оксидациона состојба: така, алкалните метали се многу реактивни елементи. Се предвидува дека унунениумот ќе го продолжи трендот и ќе има конфигурација на валентни електрони од 8s¹. Затоа се очекува да се однесува слично како неговите полесни конгенери; сепак, се предвидува и дека ќе се разликува од полесните алкални метали по некои својства.

Главната причина за предвидените разлики помеѓу унунениумот и другите алкални метали е заемното дејство спин-орбита (СО) - меѓусебната интеракција помеѓу движењето на електроните и спинот. Интеракцијата на СО е особено силна за супертешките елементи бидејќи нивните електрони се движат побрзо - со брзина споредлива со брзината на светлината - отколку оние во полесни атоми. Во атомите на унунениум, тој ги намалува нивоата на енергија на електроните 7p и 8s, стабилизирајќи ги соодветните електрони, но две од нивоата на енергија на електроните 7p се постабилизирани од другите четири. Ефектот се нарекува разделување на подобвивката, бидејќи ја дели 7p подобвивката на повеќе стабилизирани и помалку стабилизирани делови. Пресметковните хемичари ја разбираат поделбата како промена на вториот (азимутален) квантен број ℓ од 1 во  ¹⁄₂ и  ³⁄₂ за постабилизираните и помалку стабилизираните делови од 7p подобвивка, соодветно. Така, надворешните 8s електрони на унбинилиум се стабилизираат и стануваат потешко да се отстранат од очекуваното, додека електроните 7p _3/2 се соодветно дестабилизирани, можеби дозволувајќи им да учествуваат во хемиските реакции. Оваа стабилизација на најоддалечената s-орбитала (веќе значајна во радиум) е клучниот фактор што влијае на хемијата на унбинилиумот и предизвикува сите трендови за атомските и молекуларните својства на алкалните земјени метали да ја сменат насоката по бариумот.

Емпириски (Na–Cs, Mg–Ra) и предвидени (Fr–Uhp, Ubn–Uhh) атомски полупречници на алкалните и земноалкалните метали од третиот до деветтиот период, измерени во ангстроми

Емпириски (Na–Cs), полуемпириски (Fr) и предвидени (Uue) електронски афинитети на алкалните метали од третиот до осмиот период, измерени во електрон волти Тие се намалуваат од Li до Cs, но вредноста на Fr, 492 ± 10, е 20 meV повисока од онаа на Cs, а онаа на Uue е многу повисока сè уште на 662 meV.

Емпириска (Na–Fr, Mg–Ra) и предвидена (Uue–Uhp, Ubn–Uhh) енергија на јонизација на алкалните и земноалкалните метали од трета до петтата периода, мерена во електрон волти

Поради стабилизирањето на неговите надворешни 8s електрони, првата енергија на јонизација на унбинилумот - енергијата потребна за отстранување на електрон од неутрален атом - се предвидува да биде 6,0 eV, споредлива со онаа на калциумот. Електронот на атомот на унбинилиум сличен на водород - оксидиран така што има само еден електрон, Ubn¹¹⁹⁺ - се предвидува дека ќе се движи толку брзо што неговата маса е 2,05 пати поголема од онаа на недвижен електрон, карактеристика што доаѓа од релативистичките ефекти. За споредба, бројката за радиум слична на водород е 1,30, а за бариум сличен на водород е 1,095. Според едноставни екстраполации на законите на релативноста, тоа индиректно укажува на контракција на атомскиот полупречник на околу 200 pm, многу блиску до онаа на стронциумот (215 pm); јонскиот полупречник на Ubn²⁺ е исто така соодветно намален на 160 pm. Трендот во афинитетот на електроните, исто така, се очекува да ја смени насоката на сличен начин кај радиумот и унбинилиумот.

Унбинилиумот треба да биде цврст на собна температура, со точка на топење 680 °C: ова го продолжува надолниот тренд по групата, пониско од вредноста 700 °C за радиум. Точката на вриење на унбинилиумот се очекува да биде околу 1700 година °C, што е пониско од онаа на сите претходни елементи во групата (особено, радиумот врие на 1737 г. °C), следејќи го надолниот периодичен тренд. Густината на унбинилиумот е предвидена да биде 7 g/cm ³, продолжувајќи го трендот на зголемување на густината низ групата: вредноста за радиум е 5,5 g/cm ³ .

Хемиски својства

Должините на врската и енергиите на дисоцијација на врската на димерите на алкалните земјени метали. Се предвидуваат податоци за Ba ₂, Ra ₂ и Ubn ₂ .

Соединение	Должина на врската (Å)	Енергија на разложување на хемиската врска (eV)
Ca 2	4.277	0,14
Sr 2	4.498	0,13
Ба 2	4.831	0,23
Ра 2	5.19	0,11
Ubn 2	5,65	0,02

Се предвидува дека хемијата на унбинилиумот е слична на онаа на земноалкалните метали, но веројатно ќе се однесува повеќе како калциум или стронциум отколку бариум или радиум. Како и стронциумот, унбинилиумот треба енергично да реагира со воздухот за да формира оксид (UbnO) и со вода за да формира хидроксид (Ubn(OH)₂), кој би бил силна база и ослободувајќи водороден гас. Исто така, треба да реагира со халогените за да формира соли како UbnCl₂. Иако овие реакции би можеле да се очекуваат од периодични трендови, нивниот намален интензитет е нешто невообичаен, бидејќи игнорирајќи ги релативистичките ефекти, периодичните трендови би предвиделе дека унбинилиумот ќе биде уште пореактивен од бариумот или радиумот. Оваа намалена реактивност се должи на релативистичката стабилизација на валентниот електрон на унбинилиум, зголемувајќи ја првата енергија на јонизација на унбинилумот и намалувајќи ги металните и јонските полупречници; овој ефект е веќе забележан за радиумот. Од друга страна, јонскиот полупречник на јонот Ubn²⁺ се предвидува да биде поголем од оној на Sr²⁺, бидејќи орбиталите 7p се дестабилизирани и затоа се поголеми од p-орбиталите на долните обвивки.

Унбинилиумот може да ја покаже и оксидациската состојба +4, што не е забележана кај ниту еден друг алкален земјен метал, покрај +2 оксидационата состојба која е карактеристична за другите земноалкални метали и е исто така главна оксидациска состојба на сите познати земноалкални метали: ова е поради дестабилизацијата и проширувањето на 7p_3/2 спинорот предизвикувајќи неговите најоддалечени електрони да имаат пониска енергија на јонизација од она што инаку би се очекувало. Состојбата +6 која ги вклучува сите 7p _3/2 електрони е предложена во хексафлуорид, UbnF₆ . Состојбата +1 може да биде и изолирана. Многу соединенија на унбинилиум се очекува да имаат голем ковалентен карактер, поради вклученоста на 7p _3/2 електроните во поврзувањето: овој ефект е забележан во помала мера и кај радиумот, што покажува некои 6s и 6p _3/2 придонес во поврзувањето на радиум флуорид (RaF₂) и астатид (RaF₂), што резултира со овие соединенија да имаат повеќе ковалентен карактер. Стандардниот потенцијал за намалување на парот Ubn²⁺ /Ubn се предвидува да биде −2,9 V, што е скоро точно исто како и за парот стронциум Sr²⁺/Sr ( − 2,899 V).

Должините на врската и енергиите на дисоцијација на врската на MAu (M = метал на алкална земја). Сите податоци се предвидени, освен за CaAu.

Соединение	Должина на врската (Å)	Енергија на разложување на хемиската врска (kJ/mol)
CaAu	2.67	2,55
SrAu	2.808	2.63
BaAu	2.869	3.01
РаАу	2.995	2.56
UbnAu	3.050	1,90

Во гасната фаза, земноалкалните метали обично не формираат ковалентно врзани дијатомски молекули како што прават алкалните метали, бидејќи таквите молекули ќе имаат ист број електрони во поврзувачките и антиврзувачките орбитали и би имале многу ниски енергии на дисоцијација. Така, М-М врската во овие молекули е претежно преку вандервалсовите сили. Должините на врската метал-метал во овие M₂ молекули се зголемуваат во групата од Ca₂ до Ubn₂. Од друга страна, нивните енергии на дисоцијација на врската меѓу метал-метал генерално се зголемуваат од Ca₂ до Ba₂ и потоа паѓаат до Ubn₂, што треба да биде најслабо врзано од сите хомодијатомски молекули од групата 2. Причината за овој тренд е зголеменото учество на електроните p p _3/2 и d, како и на релативистички договорената s-орбитала. Од овие М₂ енергии на дисоцијација, енталпијата на сублимација (Δ H_sub) на унбинилиум се предвидува да биде 150 kJ/mol.

Должини на врската, хармонична фреквенција, вибрациона анхармонија и енергии на дисоцијација на врската на MH и MAu (M = метал на алкална земја). Се предвидуваат податоци за UbnH и UbnAu. Податоците за BaH се земени од експериментот, освен енергијата на дисоцијација на врската. Податоците за BaAu се земени од експериментот, освен енергијата на дисоцијација на врската и должината на врската.

Соединение	Должина на врскатa (Å)	Хармоничna фреквенција, cm −1	Вибрационa анхармонијa cm −1	Енергија на разложување на хемиската врска (eV)
UbnH	2.38	1070	20.1	1.00 часот
BaH	2.23	1168 година	14.5	2.06
UbnAu	3.03	100	0,13	1,80
BaAu	2.91	129	0,18	2.84

Врската Ubn–Au треба да биде најслабата од сите врски помеѓу златото и земноалкалниот метал, но сепак треба да биде стабилна. Ова дава екстраполирани средни адсорпциски енталпии (−Δ H ads) од 172 kJ/mol на злато (вредноста на радиумот треба да биде 237 kJ/mol) и 50 kJ/mol на среброто, најмалиот од сите земноалкални метали, што покажува дека би било изводливо да се проучува хроматографската адсорпција на унбинилиум на површини направени од благородни метали. Вредностите на Δ H sub и −Δ H _ads се во корелација за земноалкалните метали.

Библиографија

• Audi, G.; Kondev, F. G.; Wang, M.; и др. (2017). „The NUBASE2016 evaluation of nuclear properties“ (PDF). Chinese Physics C. 41 (3): 030001. Bibcode:2017ChPhC..41c0001A. doi:10.1088/1674-1137/41/3/030001.
• Beiser, A. (2003). Concepts of modern physics (6th. изд.). McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-244848-1. OCLC 48965418.
• Hoffman, D. C.; Ghiorso, A.; Seaborg, G. T. (2000). The Transuranium People: The Inside Story. World Scientific. ISBN 978-1-78-326244-1.
• Kragh, H. (2018). From Transuranic to Superheavy Elements: A Story of Dispute and Creation. Springer. ISBN 978-3-319-75813-8.
• Zagrebaev, V.; Karpov, A.; Greiner, W. (2013). „Future of superheavy element research: Which nuclei could be synthesized within the next few years?“ (PDF). 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. Архивирано од изворникот (PDF) на 2015-10-03. Посетено на 2025-03-04.