Db · Élément 105 · Métal de transition
Nommé d’après Doubna, la ville russe où une grande partie de la chimie des éléments superlourds a été développée.
Structure
Il ne s’agit pas d’un diagramme de points sur des anneaux — mais d’un échantillon de Monte-Carlo de la véritable densité de probabilité |ψ|² pour chaque sous-couche occupée. Faites glisser pour faire pivoter. Le bleu et le violet indiquent les signes opposés de la fonction d’onde, ce qui rend la liaison possible.
Valeurs mesurées
Chaque barre indique où se situe dubnium parmi les 118 éléments pour cette propriété.
Sources : masses atomiques standard de l’IUPAC 2021 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. Les valeurs marquées ~ sont prédites plutôt que mesurées.
Taille, à l’échelle
Rayon de 247 pm — soit 0,247 nm ; il en faudrait donc environ 2,02 millions côte à côte pour couvrir un millimètre.
Plage thermique
Aucun des deux états de transition n’a été mesuré pour dubnium — trop peu d’atomes ont jamais existé simultanément.
Où il se trouve
Dubnium se trouve dans la période 7, groupe 5. Tous les éléments du groupe 5 possèdent le même nombre d’électrons externes, ce qui explique qu’ils se comportent de manière si similaire.
Autres Métaux de transition
Tous les métaux de transitionL’histoire
Nommé d’après Doubna, la ville russe où une grande partie de la chimie des éléments superlourds a été développée.
La découverte du dubnium est devenue un nouvel épisode de l’intense rivalité de la guerre froide entre les scientifiques soviétiques de Dubna et les chercheurs américains de Berkeley. Les deux équipes ont revendiqué la priorité dans la création de l’élément 105, ce qui a donné lieu à des noms concurrents et à une controverse de plusieurs décennies, finalement résolue par un comité international.
En 1967, l’équipe de Georgy Flerov du Joint Institute for Nuclear Research a signalé la création de l’élément 105 en bombardant de l’américium-243 avec des ions de néon-22. Elle a proposé de le nommer « nielsbohrium » en hommage au physicien danois Niels Bohr, pionnier de la théorie de la structure atomique.
En 1970, l’équipe d’Albert Ghiorso de Berkeley Lab a signalé une synthèse indépendante utilisant du berkélium-249 bombardé avec des ions d’azote-15. Elle a proposé le nom « hahnium » en hommage au chimiste allemand Otto Hahn, découvreur de la fission nucléaire, créant un dilemme diplomatique quant au nom.
L’IUPAC a résolu la controverse en adoptant « dubnium » en 1997, en hommage à la ville russe de Dubna, où se trouve le Joint Institute for Nuclear Research. Cette décision a reconnu les contributions des deux équipes tout en choisissant un nom géographiquement neutre.
Des techniques avancées de détection ont récemment confirmé les propriétés du dubnium et permis la découverte de nouveaux isotopes, notamment l’identification en 2025 du dubnium-255 accompagnée d’études détaillées de la fission, validant les prédictions théoriques sur le comportement nucléaire des éléments superlourds.
Applications
Le dubnium sert de sujet d’étude crucial pour comprendre la périodicité chimique des éléments superlourds et aide les scientifiques à déterminer comment les propriétés chimiques évoluent dans des conditions de charge nucléaire extrême. Les recherches portent sur la validation des prédictions théoriques concernant la chimie du groupe 5 dans la région des éléments superlourds.
Les scientifiques utilisent le dubnium pour étudier les processus de fission spontanée et les limites de la stabilité nucléaire. La découverte récente du dubnium-255 apporte de nouvelles informations sur le comportement de fission des isotopes à Z impair et contribue à la compréhension de la structure nucléaire aux limites de l’existence atomique.
Le dubnium permet des études inédites de la chimie relativiste, dans laquelle la vitesse des électrons atteint une fraction importante de la vitesse de la lumière en raison de la charge nucléaire extrême. Ces études valident les calculs de mécanique quantique et prédisent le comportement chimique d’éléments encore plus lourds et non découverts.
Les équipes de recherche utilisent les données sur le dubnium pour tester et perfectionner les modèles nucléaires théoriques qui prédisent les propriétés, la stabilité et les voies de synthèse optimales des éléments superlourds. Ces recherches orientent les futures tentatives de création d’éléments dans l’« îlot de stabilité ».
Les études sur le dubnium stimulent l’innovation dans les méthodes de production des éléments superlourds, notamment l’optimisation de l’énergie des faisceaux d’ions, des techniques de préparation des cibles et de la chimie de séparation pour isoler des atomes individuels parmi des produits de réaction complexes.
Les applications du dubnium restent limitées à des laboratoires de recherche nucléaire de premier plan, notamment le GSI Helmholtz Centre, Berkeley Lab, RIKEN et le Flerov Laboratory du JINR Dubna. Ces institutions utilisent le dubnium pour des recherches fondamentales en physique et en chimie des éléments superlourds.
Les équipes de recherche utilisent le dubnium pour effectuer des mesures nucléaires de précision, notamment la spectroscopie de désintégration alpha, la détection des rayons gamma et la détermination de la durée de vie nucléaire. Ces expériences fournissent des données essentielles à la compréhension de la structure nucléaire dans la région des éléments superlourds.
Les scientifiques réalisent une chimie atome par atome pionnière avec le dubnium, en étudiant ses propriétés chimiques à l’aide de techniques avancées de chromatographie et d’extraction. Ces études représentent la frontière ultime où des atomes individuels peuvent être caractérisés chimiquement.
La recherche sur le dubnium nécessite le développement de systèmes de détection ultrasensibles, notamment des séparateurs magnétiques, des analyseurs de temps de vol et des systèmes sophistiqués d’identification des particules, qui repoussent les limites des capacités de l’instrumentation nucléaire.
D’où il vient
0 mg/kg de la croûte terrestre · plus abondant que 0 % des éléments
Le dubnium n’existe pas naturellement dans l’Univers et ne peut être créé que par synthèse nucléaire artificielle dans des accélérateurs de particules avancés. Cet élément superlourd représente une matière qui n’a jamais existé naturellement depuis le début de la nucléosynthèse cosmique.
Les scientifiques créent le dubnium en bombardant des cibles de berkélium-249 avec des ions d’azote-15, ou en bombardant de l’américium-243 avec des ions de néon-22 dans des accélérateurs linéaires. Ces réactions de fusion nécessitent un étalonnage précis de l’énergie pour surmonter d’énormes barrières électrostatiques.
L’isotope du dubnium le plus stable, 268Db, a une demi-vie de seulement 1.2 days, tandis que la plupart des isotopes se désintègrent en quelques secondes ou minutes. Le 255Db récemment découvert montre l’étendue de la stabilité nucléaire des isotopes superlourds à Z impair.
La production mondiale de dubnium se mesure en atomes individuels par événement de synthèse, les expériences réussies produisant peut-être 1-5 atomes par heure lors des cycles optimaux. La production annuelle mondiale totalise moins de milliers d’atomes dans l’ensemble des installations.
Contrairement aux éléments formés par nucléosynthèse stellaire, dans les supernovæ ou lors d’interactions avec les rayons cosmiques, le dubnium ne peut pas se former naturellement en raison de sa demi-vie extrêmement courte et de ses exigences très spécifiques en matière de réactions nucléaires. Il n’existe que grâce aux avancées technologiques humaines.
Manipulation
Dubnium est radioactif. Il ne possède aucun isotope stable : chaque noyau se désintègre. Sa manipulation exige un blindage et des autorisations appropriés.
PRUDENCE EXTRÊME : Le dubnium est un élément superlourd hautement radioactif qui subit une désintégration alpha et une fission spontanée, en émettant des particules dangereuses de haute énergie ainsi que des neutrons. Même des quantités microscopiques nécessitent une protection maximale contre les rayonnements et des systèmes de confinement spécialisés.
Les isotopes du dubnium émettent des particules alpha de haute énergie et subissent une fission spontanée, créant plusieurs risques radiologiques, notamment des fragments de fission, des neutrons et des rayons gamma. Une contamination interne provoquerait un empoisonnement sévère par les rayonnements et potentiellement un syndrome d’irradiation aiguë mortel.
Les recherches nécessitent des cellules chaudes fortement blindées, des systèmes de manipulation à distance, des équipements de détection des neutrons et une surveillance continue des rayonnements selon plusieurs paramètres. Le personnel doit maintenir des distances de sécurité et utiliser exclusivement une manipulation robotisée lors du travail avec des échantillons de dubnium.
Tous les matériaux en contact avec le dubnium deviennent des déchets radioactifs de haute activité nécessitant un stockage et une surveillance spécialisés à long terme. La contamination crée des risques radiologiques persistants qui doivent être gérés conformément aux protocoles et réglementations les plus stricts en matière de sécurité nucléaire.
Réponses rapides
Dubnium (symbole Db) est l’élément 105 du tableau périodique, un Métal de transition de la période 7, du groupe 5. Nommé d’après Doubna, la ville russe où une grande partie de la chimie des éléments superlourds a été développée. À température ambiante, c’est un solide et il est radioactif.
[Rn] 5f¹⁴ 6d³ 7s² ; elle comporte 7 couches occupées, avec la répartition 2, 8, 18, 32, 32, 11, 2.Dubnium n’a aucun isotope stable ; il n’a donc pas de masse atomique standard. La valeur indiquée, 268, est le nombre de masse de son isotope connu ayant la plus longue durée de vie.
On prévoit que Dubnium aura une masse volumique d’environ 29.3 g/cm³, bien qu’aucun échantillon suffisamment grand pour être pesé n’ait jamais été produit. À titre de comparaison, l’eau a une masse volumique de 1.0 g/cm³.
Dubnium a été découvert en 1967 par JINR Dubna & Berkeley. Il porte le nom de dubna, Russie.
Dubnium n’existe pas naturellement sur Terre en quantité significative — il est produit dans un réacteur ou un accélérateur.
Oui. Dubnium ne possède aucun isotope stable — chacun de ses noyaux se désintègre. Il n’existe pas dans la nature en quantités utilisables et doit être synthétisé.