Db · Элемент 105 · Переходный металл
Назван в честь Дубны, российского города, где были заложены основы химии сверхтяжёлых элементов.
Строение
Это не диаграмма из точек на кольцах, а выборка методом Монте-Карло из фактической плотности вероятности |ψ|² для каждой занятой подоболочки. Перетаскивайте, чтобы вращать. Синий и фиолетовый цвета обозначают противоположные знаки волновой функции, благодаря чему возможно образование химических связей.
Измеренные значения
Каждый столбец показывает положение дубний среди всех 118 элементов по этому свойству.
Источники: стандартные атомные веса IUPAC 2021 года · Справочник CRC по химии и физике · NIST. Значения, отмеченные символом ~, являются расчётными, а не измеренными.
Размер в масштабе
Радиус 247 pm — это 0,247 нм, поэтому около 2,02 миллионов таких атомов, расположенных бок о бок, протянулись бы на миллиметр.
Тепловой диапазон
Ни одно из переходов не измерялось для дубний — одновременно существовало слишком мало атомов.
Положение
История
Назван в честь Дубны, российского города, где были заложены основы химии сверхтяжёлых элементов.
Открытие дубния стало очередным проявлением острого соперничества времён холодной войны между советскими учёными в Дубне и американскими исследователями в Berkeley. Обе группы заявили о первенстве в создании элемента 105, что привело к конкурирующим названиям и продолжавшемуся десятилетиями спору, разрешённому международным комитетом.
В 1967 году группа Георгия Флёрова из Объединённого института ядерных исследований сообщила о создании элемента 105 бомбардировкой америция-243 ионами неона-22. Учёные предложили назвать его «нильсборием» в честь датского физика Нильса Бора, одного из основоположников теории строения атома.
В 1970 году группа Альберта Гиорсо из Berkeley Lab сообщила о независимом синтезе с использованием берклия-249, бомбардируемого ионами азота-15. Учёные предложили название «ганий» в честь немецкого химика Отто Гана, открывшего ядерное деление, что создало дипломатическую проблему с названием.
IUPAC разрешил спор, утвердив в 1997 году название «дубний» в честь российского научного города Дубна, где расположен Объединённый институт ядерных исследований. Это решение признало вклад обеих групп и одновременно выбрало географически нейтральное название.
Современные передовые методы обнаружения подтвердили свойства дубния и позволили открыть новые изотопы, включая идентифицированный в 2025 году дубний-255, подробные исследования деления которого подтвердили теоретические предсказания о поведении сверхтяжёлых ядер.
Применение
Дубний служит важным объектом исследований для понимания периодичности химических свойств сверхтяжёлых элементов, помогая учёным определить, как химические свойства изменяются в условиях чрезвычайно высокого ядерного заряда. Исследования сосредоточены на проверке теоретических предсказаний химии элементов 5-й группы в области сверхтяжёлых элементов.
Учёные используют дубний для изучения процессов спонтанного деления и пределов ядерной стабильности. Недавнее открытие дубния-255 даёт новые сведения о поведении при делении изотопов с нечётным атомным номером, способствуя пониманию строения ядра на пределе существования атомов.
Дубний позволяет проводить передовые исследования релятивистской химии, в которой скорости электронов приближаются к значительным долям скорости света из-за чрезвычайно высокого ядерного заряда. Эти исследования подтверждают квантово-механические расчёты и позволяют предсказывать химическое поведение ещё более тяжёлых неоткрытых элементов.
Исследовательские группы используют данные о дубнии для проверки и уточнения теоретических ядерных моделей, предсказывающих свойства и стабильность сверхтяжёлых элементов, а также оптимальные пути их синтеза. Эти исследования направляют будущие попытки создать элементы в предсказанном «острове стабильности».
Исследования дубния стимулируют инновации в методах получения сверхтяжёлых элементов, включая оптимизацию энергий ионных пучков, методов подготовки мишеней и разделительной химии для выделения отдельных атомов из сложных продуктов реакций.
Применение дубния ограничено ведущими ядерными исследовательскими лабораториями, включая GSI Helmholtz Centre, Berkeley Lab, RIKEN и Лабораторию Флерова Объединённого института ядерных исследований в Дубне. Эти учреждения используют дубний для фундаментальных исследований физики и химии сверхтяжёлых элементов.
Исследовательские группы используют дубний для высокоточных ядерных измерений, включая спектроскопию альфа-распада, регистрацию гамма-излучения и определение времени жизни ядер. Эти эксперименты дают необходимые данные для понимания строения ядра в области сверхтяжёлых элементов.
Учёные проводят передовые исследования химии атомов по одному с дубнием, изучая химические свойства с помощью современных хроматографических методов и методов экстракции. Эти исследования представляют собой передний край науки, где отдельные атомы можно охарактеризовать химическими методами.
Исследования дубния требуют разработки сверхчувствительных систем обнаружения, включая магнитные сепараторы, анализаторы времени пролёта и сложные системы идентификации частиц, расширяющие возможности ядерной измерительной аппаратуры.
Откуда он происходит
0 мг/кг земной коры · более распространён, чем 0% элементов
Дубний не встречается в природе нигде во Вселенной и может быть создан только искусственным ядерным синтезом на современных ускорителях частиц. Этот сверхтяжёлый элемент представляет собой материю, которая никогда не существовала в природе с начала космического нуклеосинтеза.
Учёные создают дубний, бомбардируя мишени из берклия-249 ионами азота-15, либо бомбардируя америций-243 ионами неона-22 в линейных ускорителях. Для этих реакций синтеза требуется точная настройка энергии, чтобы преодолеть огромные электростатические барьеры.
Наиболее стабильный изотоп дубния, 268Db, имеет период полураспада всего 1,2 дня, тогда как большинство изотопов распадается за секунды или минуты. Недавно открытый 255Db демонстрирует диапазон ядерной стабильности сверхтяжёлых изотопов с нечётным атомным номером.
Мировое производство дубния измеряется единичными атомами за один цикл синтеза; во время оптимальных экспериментов удаётся получить примерно 1–5 атомов в час. Совокупное мировое годовое производство во всех лабораториях составляет менее нескольких тысяч атомов.
В отличие от элементов, образующихся в процессе нуклеосинтеза в звёздах, сверхновых или при взаимодействии космических лучей, дубний не может образовываться естественным путём из-за чрезвычайно короткого периода полураспада и крайне специфических требований к ядерным реакциям. Он существует только благодаря достижениям человеческих технологий.
Обращение
Дубний радиоактивен. У него нет стабильных изотопов — каждое ядро распадается. Для обращения требуются соответствующие средства защиты и лицензия.
ЧРЕЗВЫЧАЙНАЯ ОСТОРОЖНОСТЬ: Дубний — чрезвычайно радиоактивный сверхтяжёлый элемент, подвергающийся альфа-распаду и спонтанному делению с испусканием опасных высокоэнергетических частиц и нейтронного излучения. Даже микроскопические количества требуют максимальной радиационной защиты и специализированных систем изоляции.
Изотопы дубния испускают высокоэнергетические альфа-частицы и подвергаются спонтанному делению, создавая несколько радиационных опасностей, включая осколки деления, нейтроны и гамма-лучи. Внутреннее загрязнение приведёт к тяжёлому радиационному отравлению и потенциально смертельному острому лучевому синдрому.
Исследования требуют сильно защищённых горячих камер, систем дистанционного управления, оборудования для обнаружения нейтронов и непрерывного многопараметрического радиационного мониторинга. Персонал должен соблюдать безопасную дистанцию и использовать исключительно роботизированные манипуляторы при работе с образцами дубния.
Все материалы, соприкасающиеся с дубнием, становятся высокоактивными радиоактивными отходами, требующими специализированного долгосрочного хранения и мониторинга. Загрязнение создаёт постоянные радиационные опасности, которыми необходимо управлять в соответствии с самыми строгими протоколами и нормами ядерной безопасности.
Краткие ответы
Дубний (символ Db) — элемент 105 в периодической таблице, представитель семейства переходный металл в 7 периоде, 5 группе. Назван в честь Дубны, российского города, где были заложены основы химии сверхтяжёлых элементов. При комнатной температуре это твёрдое вещество, и оно радиоактивно.
[Rn] 5f¹⁴ 6d³ 7s²; она включает 7 занятых электронных оболочек с распределением 2, 8, 18, 32, 32, 11, 2.У Дубний нет стабильных изотопов, поэтому для него не существует стандартной атомной массы. Указанное значение 268 — массовое число наиболее долгоживущего известного изотопа.
Предполагается, что плотность Дубний составляет около 29.3 г/см³, хотя образец, достаточно большой для взвешивания, ещё ни разу не был получен. Для сравнения, плотность воды — 1,0 г/см³.
Дубний был открыт в 1967 году JINR Dubna & Berkeley. Назван в честь дубна, Россия.
Дубний практически не встречается в природе на Земле — его получают в реакторе или ускорителе.
Да. Дубний не имеет стабильных изотопов — каждое его ядро распадается. В природе он не встречается в количествах, пригодных для использования, и должен быть синтезирован.