Унбинилиум

**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

## 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 <sup>249</sup>Cf 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 <sup>58</sup>Fe и цел од 244Pu. Обидот бил неуспешен, и рускиот тим планирал да ги надгради своите капацитети пред повторно да се обиде да реагира.

:  +  → * → 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:

:  +  → * → 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:
:  +  → * → 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:

:  +  → * → 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&nbsp;денови, и двата елементи 119 и 120 може да се пребаруваат истовремено:

:  +  → * → без атоми
:  +  → * → 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, <sup>288</sup>Lv. 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 *[[Радиум|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
алт=A 2D graph with rectangular cells colored in black-and-white colors, spanning from the llc to the urc, with cells mostly becoming lighter closer to the latter|мини|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.
[класа=skin-invert-image|мини| Орбиталите со висок [Орбитален квантен број|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 2f7/2 (наполнети во елементот 114) и 2f5/2 (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 2f5/2, 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 ( *[[Атомски број|Z]]*&nbsp;=&nbsp;50, *N*&nbsp;=&nbsp;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*&nbsp;=&nbsp;114, 120, 124 или 126). Тимот ја проучувал реакцијата на јадреното цепење помеѓу јони на ураниум и цел на природен никел:

:  +  → * → цепење

Резултатите покажале дека јадрата на унбинилиум биле произведени на висока (≈70&nbsp;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&nbsp;секунди, кога формира електронски облак), способноста да се измери таков процес укажува на силен ефект на обвивката во *Z*&nbsp;=&nbsp;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  и  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. 

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&nbsp;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&nbsp;pm, многу блиску до онаа на стронциумот (215&nbsp;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&nbsp;°C: ова го продолжува надолниот тренд по групата, пониско од вредноста 700&nbsp;°C за радиум. Точката на вриење на унбинилиумот се очекува да биде околу 1700 година&nbsp;°C, што е пониско од онаа на сите претходни елементи во групата (особено, радиумот врие на 1737 г.&nbsp;°C), следејќи го надолниот периодичен тренд.  Густината на унбинилиумот е предвидена да биде 7&nbsp;g/cm 3, продолжувајќи го трендот на зголемување на густината низ групата: вредноста за радиум е 5,5&nbsp;g/cm 3 .

### Хемиски својства

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 7p3/2 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&nbsp;V, што е скоро точно исто како и за парот стронциум Sr2+/Sr ( − 2,899&nbsp;V).

Во гасната фаза, земноалкалните метали обично не формираат ковалентно врзани двоатомски 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 хомодвоатомски 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&nbsp;kJ/mol.

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&nbsp;kJ/mol на злато (вредноста на радиумот треба да биде 237&nbsp;kJ/mol) и 50&nbsp;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.

## Белешки

## Наводи

## Библиографија
* 
* 
* 
* 
* 

Категорија:Земноалкални метали

Категорија:Неоткриени хемиски елементи