Db · العنصر 105 · فلز انتقالي
سُمّي نسبةً إلى دوبنا، البلدة الروسية التي شهدت ريادة جانب كبير من كيمياء العناصر فائقة الثقل.
البنية
ليس مخططًا لنقاط على حلقات — بل عينة مونتِ كارلو من كثافة الاحتمال الفعلية |ψ|² لكل غلاف فرعي مشغول. اسحب للتدوير. يشير الأزرق والبنفسجي إلى الإشارتين المتعاكستين لدالة الموجة، وهذا ما يجعل الترابط ممكنًا.
القيم المقاسة
يوضح كل شريط موضع دوبنيوم بين جميع العناصر الـ118 بالنسبة إلى تلك الخاصية.
المصادر: الأوزان الذرية القياسية لـ IUPAC لعام 2021 · دليل CRC للكيمياء والفيزياء · NIST. القيم المعلّمة بـ ~ متوقعة وليست مقاسة.
الحجم، وفق المقياس
نصف القطر 247 pm — أي 0.247 nm، ولذلك فإن نحو 2.02 مليون ذرة منها متجاورة ستغطي ملليمترًا واحدًا.
المدى الحراري
لم تُقَس أيٌّ من الحالتين الانتقاليتين لـ دوبنيوم — إذ لم توجد قط ذرات كافية منه في الوقت نفسه.
موضعه
القصة
سُمّي نسبةً إلى دوبنا، البلدة الروسية التي شهدت ريادة جانب كبير من كيمياء العناصر فائقة الثقل.
أصبح اكتشاف الدوبنيوم مرحلة أخرى من التنافس الحاد في الحرب الباردة بين العلماء السوفييت في دوبنا والباحثين الأمريكيين في بيركلي. وادعى الفريقان أولوية إنشاء العنصر 105، مما أدى إلى أسماء متنافسة وجدال استمر عقوداً وحسمته لجنة دولية.
في عام 1967، أعلن فريق جورجي فليروف في المعهد المشترك للأبحاث النووية إنشاء العنصر 105 بقذف الأمريكيوم-243 بأيونات النيون-22. واقترح الفريق تسميته «نييلسبوهريوم» نسبةً إلى الفيزيائي الدنماركي نيلس بور، رائد نظرية البنية الذرية.
في عام 1970، أعلن فريق ألبرت غيورسو في مختبر بيركلي تخليقاً مستقلاً باستخدام البركليوم-249 المقذوف بأيونات النيتروجين-15. واقترح الفريق اسم «هانيوم» تكريماً للكيميائي الألماني أوتو هان، مكتشف الانشطار النووي، مما خلق معضلة دبلوماسية بشأن التسمية.
حسم الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية الجدل باعتماد اسم «دوبنيوم» في عام 1997، تكريماً لمدينة الأبحاث الروسية دوبنا حيث يقع المعهد المشترك للأبحاث النووية. واعترف هذا القرار بإسهامات الفريقين مع اختيار اسم محايد جغرافياً.
أكدت تقنيات الكشف المتقدمة الحديثة خصائص الدوبنيوم، ومكّنت من اكتشاف نظائر جديدة، بما في ذلك تحديد الدوبنيوم-255 في عام 2025 مع دراسات تفصيلية للانشطار، مما يؤكد التنبؤات النظرية المتعلقة بالسلوك النووي للعناصر فائقة الثقل.
الاستخدامات
يُستخدم الدوبنيوم موضوعاً تجريبياً مهماً لفهم الدورية الكيميائية في العناصر فائقة الثقل، مما يساعد العلماء على تحديد كيفية تغير الخصائص الكيميائية في ظل ظروف الشحنة النووية القصوى. وتركز الأبحاث على التحقق من التنبؤات النظرية المتعلقة بكيمياء المجموعة 5 في منطقة العناصر فائقة الثقل.
يستخدم العلماء الدوبنيوم لدراسة عمليات الانشطار التلقائي وحدود الاستقرار النووي. ويوفر الاكتشاف الحديث للدوبنيوم-255 رؤى جديدة حول سلوك انشطار النظائر ذات العدد الذري الفردي، مما يسهم في فهم البنية النووية عند حدود وجود الذرات.
يتيح الدوبنيوم إجراء دراسات رائدة في الكيمياء النسبية، حيث تقترب سرعات الإلكترونات من كسور كبيرة من سرعة الضوء بسبب الشحنة النووية القصوى. وتتحقق هذه الدراسات من الحسابات الميكانيكية الكمومية وتتنبأ بالسلوك الكيميائي للعناصر الأثقل غير المكتشفة.
تستخدم فرق البحث بيانات الدوبنيوم لاختبار النماذج النووية النظرية التي تتنبأ بخصائص العناصر فائقة الثقل واستقرارها ومسارات تصنيعها المثلى، ثم تحسينها. ويوجه هذا البحث المحاولات المستقبلية لإنشاء عناصر في ما يُتنبأ بأنه «جزيرة الاستقرار».
تدفع دراسات الدوبنيوم إلى الابتكار في طرائق إنتاج العناصر فائقة الثقل، بما في ذلك تحسين طاقات حزم الأيونات، وتقنيات إعداد الأهداف، وكيمياء الفصل لعزل ذرات فردية من نواتج التفاعل المعقدة.
تظل تطبيقات الدوبنيوم محصورة في مختبرات الأبحاث النووية الرائدة، بما في ذلك مركز GSI هلمهولتز، ومختبر بيركلي، وRIKEN، ومختبر فليروف التابع لـ JINR دوبنا. وتستخدم هذه المؤسسات الدوبنيوم في أبحاث الفيزياء والكيمياء الأساسية للعناصر فائقة الثقل.
تستخدم فرق البحث الدوبنيوم في القياسات النووية الدقيقة، بما في ذلك مطيافية اضمحلال ألفا، وكشف أشعة غاما، وتحديد الأعمار النووية. وتوفر هذه التجارب بيانات أساسية لفهم البنية النووية في منطقة العناصر فائقة الثقل.
يجري العلماء كيمياء ذرة واحدة في كل مرة باستخدام الدوبنيوم، ويدرسون الخصائص الكيميائية بواسطة تقنيات متقدمة للكروماتوغرافيا والاستخلاص. وتمثل هذه الدراسات الحد الأقصى من التقدم، حيث يمكن توصيف الذرات الفردية كيميائياً.
يتطلب بحث الدوبنيوم تطوير أنظمة كشف فائقة الحساسية، بما في ذلك الفواصل المغناطيسية، ومحللات زمن الطيران، وأنظمة متطورة لتحديد الجسيمات، مما يدفع حدود قدرات الأجهزة النووية.
مصدره
0 mg/kg من القشرة الأرضية · أوفر من 0% من العناصر
لا يوجد الدوبنيوم بصورة طبيعية في أي مكان في الكون، ولا يمكن إنشاؤه إلا من خلال التخليق النووي الاصطناعي في مسرعات الجسيمات المتقدمة. ويمثل هذا العنصر فائق الثقل مادة لم توجد طبيعياً قط منذ بدء التخليق النووي الكوني.
ينشئ العلماء الدوبنيوم بقذف أهداف من البركليوم-249 بأيونات النيتروجين-15، أو بقذف الأمريكيوم-243 بأيونات النيون-22 في المسرعات الخطية. وتتطلب تفاعلات الاندماج هذه معايرة دقيقة للطاقة لتجاوز الحواجز الكهروستاتيكية الهائلة.
يمتلك نظير الدوبنيوم الأكثر استقراراً، 268Db، عمر نصف لا يتجاوز 1.2 days، بينما تتحلل معظم النظائر خلال ثوانٍ أو دقائق. ويُظهر 255Db المكتشف حديثاً نطاق الاستقرار النووي في النظائر فائقة الثقل ذات العدد الذري الفردي.
يُقاس إنتاج الدوبنيوم في جميع أنحاء العالم بـ ذرات مفردة لكل حدث تخليق، إذ تنتج التجارب الناجحة ربما 1-5 ذرات في الساعة أثناء التشغيل الأمثل. ويبلغ الإنتاج السنوي العالمي أقل من آلاف الذرات في جميع المرافق مجتمعة.
على خلاف العناصر المتكوّنة من خلال التخليق النووي النجمي أو المستعرات العظمى أو تفاعلات الأشعة الكونية، لا يمكن للدوبنيوم أن يتكوّن طبيعياً بسبب عمر نصفه القصير للغاية ومتطلبات تفاعله النووي المحددة جداً. ولا يوجد إلا بفضل الإنجاز التكنولوجي البشري.
التعامل
دوبنيوم مشع. لا يملك نظيرًا مستقرًا — تتحلل كل نواة. يتطلب التعامل معه تدريعًا وترخيصًا مناسبين.
حذر شديد: الدوبنيوم عنصر فائق الثقل شديد الإشعاعية، يخضع لاضمحلال ألفا والانشطار التلقائي، مطلقاً جسيمات عالية الطاقة وخطيرة وإشعاعاً نيوترونياً. وحتى الكميات المجهرية تتطلب أقصى حماية من الإشعاع وأنظمة احتواء متخصصة.
تطلق نظائر الدوبنيوم جسيمات ألفا عالية الطاقة وتخضع للانشطار التلقائي، مما يسبب مخاطر إشعاعية متعددة تشمل شظايا الانشطار والنيوترونات وأشعة غاما. وقد يؤدي التلوث الداخلي إلى تسمم إشعاعي شديد وربما إلى متلازمة الإشعاع الحادة المميتة.
يتطلب البحث خلايا ساخنة محمية بدرجة كبيرة، وأنظمة مناولة عن بُعد، ومعدات لكشف النيوترونات، ومراقبة إشعاعية مستمرة متعددة المعايير. ويجب على العاملين الحفاظ على مسافات آمنة واستخدام المناولة الروبوتية حصراً عند العمل مع عينات الدوبنيوم.
تصبح جميع المواد التي تلامس الدوبنيوم نفايات مشعة عالية المستوى تتطلب تخزيناً ومراقبة متخصصين على المدى الطويل. وينشئ التلوث مخاطر إشعاعية مستمرة يجب إدارتها وفق أكثر بروتوكولات ولوائح السلامة النووية صرامة.
إجابات سريعة
دوبنيوم (رمزه Db) هو العنصر 105 في الجدول الدوري، وينتمي إلى فلز انتقالي في الدورة 7 والمجموعة 5. سُمّي نسبةً إلى دوبنا، البلدة الروسية التي شهدت ريادة جانب كبير من كيمياء العناصر فائقة الثقل. في درجة حرارة الغرفة، يكون صلباً، وهو مشع.
[Rn] 5f¹⁴ 6d³ 7s²، ويشغل 7 مستويات من مستويات الطاقة بتوزيع 2, 8, 18, 32, 32, 11, 2.لا يملك دوبنيوم أي نظير مستقر، ولذلك لا يملك وزناً ذرياً معيارياً. والرقم المذكور، 268، هو العدد الكتلي لأطول نظائره المعروفة عمراً.
يُتوقع أن تبلغ كثافة دوبنيوم نحو 29.3 g/cm³، مع أنه لم تُصنع قط عينة كبيرة بما يكفي لوزنها. تبلغ كثافة الماء 1.0 g/cm³ للمقارنة.
اكتُشف دوبنيوم في 1967 على يد JINR Dubna & Berkeley. سُمّي على اسم دوبنا، روسيا.
لا يوجد دوبنيوم طبيعيًا على الأرض بأي كمية تُذكر — بل يُنتج في مفاعل أو مُسرّع.
نعم. لا يوجد لـ دوبنيوم أي نظير مستقر — إذ تتحلل كل نواته. لا يوجد في الطبيعة بكميات قابلة للاستخدام، ويجب تصنيعه.