Unbiunium - Unbiunium

Unbiunium,  121 Ubu
Unbiunium
Prononciation / ˌ U n b u n i ə m / ( OON -by- OON -ee-əm )
Noms alternatifs élément 121, éka-actinium
Unbiunium dans le tableau périodique
Hydrogène Hélium
Lithium Béryllium Bore Carbone Azote Oxygène Fluor Néon
Sodium Magnésium Aluminium Silicium Phosphore Soufre Chlore Argon
Potassium Calcium Scandium Titane Vanadium Chrome Manganèse Le fer Cobalt Nickel Le cuivre Zinc Gallium Germanium Arsenic Sélénium Brome Krypton
Rubidium Strontium Yttrium Zirconium Niobium Molybdène Technétium Ruthénium Rhodié Palladium Argent Cadmium Indium Étain Antimoine Tellure Iode Xénon
Césium Baryum Lanthane Cérium Praséodyme Néodyme Prométhium Samarium Europium Gadolinium Terbium Dysprosium Holmium Erbium Thulium Ytterbium Lutécium Hafnium Tantale Tungstène Rhénium Osmium Iridium Platine Or Mercure (élément) Thallium Mener Bismuth Polonium Astatine Radon
Francium Radium Actinium Thorium Protactinium Uranium Neptunium Plutonium Américium Curium Berkélium Californie Einsteinium Fermium Mendélévie nobélium Lawrencium Rutherfordium Dubnium Seaborgium Bohrium Hassium Meitnerium Darmstadtium Roentgenium Copernicium Nihonium Flérovium Moscou Livermorium Tennessine Oganesson
Ununenium Unbinilium
Unquadtrium Quadruple Unquadpentium Unquadhexium Unquadseptium Unquadoctium Unquadennium Unpentnilium Unpentunium Unpentbium Unpenttrium Unpentquadium Unpentium Unpenthexium Unpentseptium Unpentoctium Unpentennium Unhexnilium Unhexunium Unhexbium Unhextrium Unhexquadium Unhexpentium Unhexhexium Unhexseptium Unhexoctium Unhexennium Unseptnilium Unseptunium Unseptbium
Unbiunium Unbibium Unbitrium Unbiquadium Unbipentium Unbihexium Unbiseptium Unbioctium Hors biennium Untrinilium Untriunium Untribium Untritrium Untriquadium Untripentium Untrihexium Untriseptium Untrioctium Untriennium Unquadnilium Unquadunium Unquadbium
-

Ubu

-
unbiniliumunbiuniumunbibium
Numéro atomique ( Z ) 121
Grouper groupe n/a
Période période 8
Bloquer   bloc g
Configuration électronique [ Og ] 8s 2 8p 1 (prédit)
Électrons par coquille 2, 8, 18, 32, 32, 18, 8, 3
(prédit)
Propriétés physiques
inconnu
Phase à  STP inconnu
Propriétés atomiques
États d'oxydation (+1), ( +3 ) (prédit)
Énergies d'ionisation
Autres propriétés
Numero CAS 54500-70-8
Histoire
Appellation Nom de l'élément systématique IUPAC
| les références

Unbiunium , également connu sous le nom d' eka-actinium ou simplement d' élément 121 , est l' élément chimique hypothétique avec le symbole Ubu et le numéro atomique 121. Unbiunium et Ubu sont respectivement le nom et le symbole systématiques temporaires de l'IUPAC , qui sont utilisés jusqu'à ce que l'élément soit découvert, confirmé, et un nom permanent est décidé. Dans le tableau périodique des éléments, il devrait être le premier des superactinides et le troisième élément de la huitième période . Il a attiré l'attention en raison de certaines prédictions selon lesquelles il pourrait se trouver dans l' île de stabilité , bien que des calculs plus récents prévoient que l'île se produira à un numéro atomique légèrement inférieur, plus proche de copernicium et de flerovium . Il est également susceptible d'être le premier d'un nouveau g-bloc d'éléments.

L'unbiunium n'a pas encore été synthétisé. Il devrait être l'un des derniers éléments accessibles avec la technologie actuelle ; la limite pourrait être n'importe où entre les éléments 120 et 124 . Il sera également probablement beaucoup plus difficile à synthétiser que les éléments connus à ce jour jusqu'à 118, et encore plus difficile que les éléments 119 et 120. L'équipe de RIKEN au Japon a l'intention de tenter la synthèse de l'élément 121 à l'avenir après celui-ci. tente les éléments 119 et 120.

La position de l'unbiunium dans le tableau périodique suggère qu'il aurait des propriétés similaires à celles du lanthane et de l' actinium ; cependant, des effets relativistes peuvent faire en sorte que certaines de ses propriétés diffèrent de celles attendues d'une application directe de tendances périodiques . Par exemple, on s'attend à ce que l'unbiunium ait comme configuration électronique de valence 2 p , au lieu du s 2 d du lanthane et de l'actinium ou du s 2 g attendu de la règle de Madelung , mais cela ne devrait pas beaucoup affecter sa chimie. Il abaisserait en revanche considérablement sa première énergie d'ionisation au-delà de ce que l'on pourrait attendre des tendances périodiques.

introduction

Une représentation graphique d'une réaction de fusion nucléaire
Une représentation graphique d'une réaction de fusion nucléaire . Deux noyaux fusionnent en un seul, émettant un neutron . Les réactions qui ont créé de nouveaux éléments à ce moment étaient similaires, avec la seule différence possible que plusieurs neutrons singuliers étaient parfois libérés, voire aucun.
Vidéo externe
icône vidéo Visualisation d'une fusion nucléaire infructueuse, basée sur des calculs de l' Australian National University

Les noyaux atomiques les plus lourds sont créés dans des réactions nucléaires qui combinent deux autres noyaux de taille inégale en un seul ; grosso modo, plus les deux noyaux sont inégaux en termes de masse, plus grande est la possibilité que les deux réagissent. Le matériau constitué des noyaux les plus lourds est transformé en une cible, qui est ensuite bombardée par le faisceau de noyaux plus légers. Deux noyaux ne peuvent fusionner en un seul que s'ils se rapprochent suffisamment l'un de l'autre ; normalement, les noyaux (tous chargés positivement) se repoussent en raison de la répulsion électrostatique . L' interaction forte peut vaincre cette répulsion mais seulement à très faible distance d'un noyau ; les noyaux du faisceau sont ainsi fortement accélérés afin de rendre une telle répulsion insignifiante par rapport à la vitesse du noyau du faisceau. Se rapprocher seul ne suffit pas pour que deux noyaux fusionnent : lorsque deux noyaux se rapprochent, ils restent généralement ensemble pendant environ 10 à 20  secondes puis se séparent (pas nécessairement dans la même composition qu'avant la réaction) plutôt que de former un seul noyau. Si la fusion se produit, la fusion temporaire - appelée noyau composé - est un état excité . Pour perdre son énergie d'excitation et atteindre un état plus stable, un noyau composé se fissonne ou éjecte un ou plusieurs neutrons , qui emportent l'énergie. Cela se produit environ 10 à 16  secondes après la collision initiale.

Le faisceau traverse la cible et atteint la chambre suivante, le séparateur ; si un nouveau noyau est produit, il est transporté avec ce faisceau. Dans le séparateur, le noyau nouvellement produit est séparé des autres nucléides (celui du faisceau d'origine et de tout autre produit de réaction) et transféré vers un détecteur à barrière de surface , qui arrête le noyau. L'emplacement exact de l'impact à venir sur le détecteur est marqué ; également marqués sont son énergie et l'heure de l'arrivée. Le transfert prend environ 10 -6  secondes ; pour être détecté, le noyau doit survivre aussi longtemps. Le noyau est enregistré à nouveau une fois sa désintégration enregistrée, et l'emplacement, l' énergie et le temps de désintégration sont mesurés.

La stabilité du noyau est assurée par l'interaction forte. Cependant, sa portée est très courte ; à mesure que les noyaux deviennent plus gros, son influence sur les nucléons les plus externes ( protons et neutrons) s'affaiblit. Dans le même temps, le noyau est déchiré par la répulsion électrostatique entre les protons, car il a une portée illimitée. Les noyaux des éléments les plus lourds sont donc théoriquement prédits et on a jusqu'à présent observé qu'ils se désintègrent principalement via des modes de désintégration provoqués par une telle répulsion : désintégration alpha et fission spontanée ; ces modes sont prédominants pour les noyaux d' éléments superlourds . Les désintégrations alpha sont enregistrées par les particules alpha émises et les produits de désintégration sont faciles à déterminer avant la désintégration réelle ; si une telle désintégration ou une série de désintégrations consécutives produit un noyau connu, le produit original d'une réaction peut être déterminé arithmétiquement. La fission spontanée, cependant, produit divers noyaux en tant que produits, de sorte que le nucléide d'origine ne peut pas être déterminé à partir de ses filles.

Les informations dont disposent les physiciens désireux de synthétiser l'un des éléments les plus lourds sont donc les informations recueillies au niveau des détecteurs : localisation, énergie et heure d'arrivée d'une particule au détecteur, et celles de sa désintégration. Les physiciens analysent ces données et cherchent à conclure qu'elles ont bien été causées par un nouvel élément et ne pouvaient pas avoir été causées par un nucléide différent de celui revendiqué. Souvent, les données fournies sont insuffisantes pour conclure qu'un nouvel élément a été définitivement créé et il n'y a pas d'autre explication pour les effets observés ; des erreurs d'interprétation des données ont été commises.

Histoire

Un graphique 2D avec des cellules rectangulaires colorées en noir et blanc, allant de la llc à l'urc, avec des cellules devenant pour la plupart plus claires plus près de cette dernière
Carte de stabilité des nucléides telle qu'utilisée par l'équipe de Dubna en 2010. Les isotopes caractérisés sont indiqués avec des bordures. Au-delà de l'élément 118 (oganesson, le dernier élément connu), la ligne de nucléides connus devrait entrer rapidement dans une région d'instabilité, sans demi-vie supérieure à une microseconde après l'élément 121. La région elliptique enferme l'emplacement prévu de l'île de stabilité.

Les éléments transactinides , tels que l'unbiunium, sont produits par fusion nucléaire . Ces réactions de fusion peuvent être divisées en fusion "chaude" et "froide", en fonction de l'énergie d'excitation du noyau composé produit. Dans les réactions de fusion à chaud, des projectiles très légers et à haute énergie sont accélérés vers des cibles très lourdes ( actinides ), donnant naissance à des noyaux composés à des énergies d'excitation élevées (~ 40–50  MeV ) qui peuvent fissionner ou évaporer plusieurs (3 à 5) neutrons . Dans les réactions de fusion froide (qui utilisent des projectiles plus lourds, généralement de la quatrième période , et des cibles plus légères, généralement du plomb et du bismuth ), les noyaux fusionnés produits ont une énergie d'excitation relativement faible (~10-20 MeV), ce qui diminue la probabilité que ces les produits subiront des réactions de fission. Lorsque les noyaux fusionnés se refroidissent jusqu'à l' état fondamental , ils ne nécessitent l'émission que d'un ou deux neutrons. Cependant, les réactions de fusion à chaud ont tendance à produire davantage de produits riches en neutrons car les actinides ont les rapports neutrons/protons les plus élevés de tous les éléments pouvant actuellement être fabriqués en quantités macroscopiques ; c'est actuellement la seule méthode pour produire les éléments superlourds à partir du flerovium (élément 114).

Les tentatives de synthèse des éléments 119 et 120 repoussent les limites de la technologie actuelle, en raison des sections efficaces décroissantes des réactions de production et de leurs demi-vies probablement courtes , attendues de l'ordre de la microseconde. Les éléments plus lourds, à commencer par l'élément 121, auraient probablement une durée de vie trop courte pour être détectés avec la technologie actuelle, se désintégrant en une microseconde avant d'atteindre les détecteurs. On ne sait pas où se situe cette limite d'une microseconde des demi-vies, et cela peut permettre la synthèse de certains isotopes des éléments 121 à 124, avec la limite exacte dépendant du modèle choisi pour prédire les masses de nucléides. Il est également possible que l'élément 120 soit le dernier élément accessible avec les techniques expérimentales actuelles, et que les éléments à partir de 121 nécessitent de nouvelles méthodes.

En raison de l'impossibilité actuelle de synthétiser des éléments au-delà du californium ( Z = 98) en quantités suffisantes pour créer une cible, les cibles d' einsteinium ( Z = 99) étant actuellement envisagées, la synthèse pratique d'éléments au-delà de l'oganesson nécessite des projectiles plus lourds, tels que le titane - 50, chrome -54, fer -58 ou nickel -64. Ceci, cependant, a l'inconvénient d'entraîner des réactions de fusion plus symétriques qui sont plus froides et moins susceptibles de réussir. Par exemple, la réaction entre 243 Am et 58 Fe devrait avoir une section efficace de l'ordre de 0,5 fb , plusieurs ordres de grandeur inférieurs aux sections efficaces mesurées dans les réactions réussies ; un tel obstacle rendrait cette réaction et des réactions similaires infaisables pour la production d'unbiunium.

Tentatives de synthèse

Passé

La synthèse d'unbiunium a été tentée pour la première fois en 1977 en bombardant une cible d' uranium-238 avec des ions de cuivre -65 à la Gesellschaft für Schwerionenforschung à Darmstadt , en Allemagne :

238
92
U
+ 65
29
Cu
303
121
Ubu
* → pas d'atomes

Aucun atome n'a été identifié.

Prévu

Modes de désintégration prévus des noyaux superlourds. La ligne des noyaux riches en protons synthétisés devrait être rompue peu après Z = 120, en raison du raccourcissement des demi-vies jusqu'à environ Z = 124, de la contribution croissante de la fission spontanée au lieu de la désintégration alpha à partir de Z = 122 jusqu'à ce qu'elle domine de Z = 125, et la ligne de goutte à goutte de protons autour de Z = 130. Au-delà se trouve une région de stabilité légèrement accrue des nucléides de seconde vie autour de Z = 124 et N = 198, mais elle est séparée du continent des nucléides qui peuvent être obtenu avec les techniques actuelles. L'anneau blanc indique l'emplacement attendu de l'îlot de stabilité ; les deux carrés entourés de blanc indiquent le 291 Cn et le 293 Cn, qui devraient être les nucléides à la vie la plus longue de l'île avec des demi-vies de siècles ou de millénaires.

Actuellement, les intensités des faisceaux dans les installations d'éléments superlourds font qu'environ 10 12 projectiles frappent la cible par seconde ; cela ne peut pas être augmenté sans brûler la cible et le détecteur, et produire de plus grandes quantités des actinides de plus en plus instables nécessaires pour la cible est peu pratique. L'équipe de l' Institut commun pour la recherche nucléaire (JINR) à Doubna construit une nouvelle usine d'éléments superlourds (usine SHE) avec des détecteurs améliorés et la capacité de travailler à plus petite échelle, mais même ainsi, au-delà de l'élément 120 et peut-être 121 serait un grand défi. Le chimiste, écrivain et philosophe des sciences Eric Scerri a noté que le développement de nouvelles technologies dans le domaine a été motivé par la quête de nouveaux éléments, de sorte que l'incapacité d'aller au-delà des éléments 120 et 121 avec les technologies actuelles n'entraîne pas nécessairement un très longue pause dans les découvertes.

Il est possible que l'ère des réactions de fusion-évaporation pour produire de nouveaux éléments superlourds touche à sa fin en raison des demi-vies de plus en plus courtes de la fission spontanée et de la ligne de goutte à goutte de protons imminente , de sorte que de nouvelles techniques telles que les réactions de transfert nucléaire (par ex. Par exemple, tirer des noyaux d'uranium les uns sur les autres et les laisser échanger des protons, produisant potentiellement des produits avec environ 120 protons) serait nécessaire pour atteindre les superactinides. D'autre part, de nombreux changements dans les techniques ont été nécessaires pour synthétiser des éléments transuraniens , de la capture de neutrons (jusqu'à Z = 100 ) au bombardement d'ions légers (jusqu'à Z = 110 ) à la fusion froide (jusqu'à Z = 113 ) et maintenant à la fusion chaude avec 48 Ca (jusqu'à Z = 118 ), sans parler de la différence essentielle avant et après l' uranium entre trouver les éléments dans la nature chimiquement ou spectroscopiquement et les synthétiser. Malgré cela, le taux de découverte d'éléments nouveaux est resté à un tous les deux ans et demi en moyenne depuis deux siècles et demi.

L'équipe de RIKEN a inscrit la synthèse de l'élément 121 parmi ses plans futurs. Parce que les sections efficaces de ces réactions de fusion-évaporation augmentent avec l'asymétrie de la réaction, le titane serait un meilleur projectile que le chrome pour la synthèse de l'élément 121, bien que cela nécessite une cible en einsteinium . Cela pose de sérieux défis en raison de l'échauffement et des dommages importants de la cible en raison de la radioactivité élevée de l'einsteinium-254, mais ce serait probablement l'approche la plus prometteuse pour l'élément 119 avec 48 faisceaux de Ca et éventuellement l'élément 121 avec 50 faisceaux de Ti. Cela nécessiterait également de travailler à plus petite échelle en raison de la quantité inférieure de 254 Es pouvant être produite. Ce travail à petite échelle ne pourrait dans un avenir proche être effectué que dans l'usine SHE de Dubna.

254
99
Es
+ 50
22
Ti
300
121
Ubu
+ 4 1
0

m
254
99
Es
+ 50
22
Ti
301
121
Ubu
+ 3 1
0

m

Pour d'autres éléments jusqu'à 124, étant donné que l'augmentation du nombre de neutrons permet de se rapprocher de la couche neutronique fermée prédite à N = 184 qui confèrerait la stabilité, l'utilisation de fer 60 faiblement radioactif (avec une demi-vie de 2,6 millions d'années ) au lieu du fer-58 stable en tant que projectile a été envisagé. Les isotopes 299 Ubu, 300 Ubu et 301 Ubu qui pourraient être produits dans ces réactions via les canaux 3n et 4n devraient être les seuls isotopes de l'unbiunium accessibles avec des demi-vies suffisamment longues pour être détectés ; les sections transversales repousseraient néanmoins les limites de ce qui peut être détecté actuellement. Par exemple, la section efficace de la réaction susmentionnée entre 254 Es et 50 Ti devrait être de l'ordre de 7 fb dans le canal 4n, quatre fois inférieure à la section efficace mesurée la plus basse pour une réaction réussie. Si une telle réaction réussissait, cependant, les noyaux résultants se désintégreraient à travers des isotopes d'ununenium qui pourraient être produits par des bombardements croisés dans les réactions 248 Cm+ 51 V ou 249 Bk+ 50 Ti, qui seront essayées respectivement à RIKEN et JINR en 2017 –2020, grâce aux isotopes connus de la tennessine et du moscovium synthétisés dans les réactions 249 Bk+ 48 Ca et 243 Am+ 48 Ca. La multiplicité des états excités peuplés par la désintégration alpha des noyaux impairs peut cependant exclure des cas clairs de bombardement croisé, comme cela a été vu dans le lien controversé entre 293 Ts et 289 Mc. On s'attend à ce que les isotopes plus lourds soient plus stables; 320 L' Ubu devrait être l'isotope d'unbiunium le plus stable, mais il n'y a aucun moyen de le synthétiser avec la technologie actuelle car aucune combinaison de cible utilisable et de projectile ne pourrait fournir suffisamment de neutrons.

Les laboratoires de RIKEN au Japon et du JINR en Russie sont les mieux adaptés à ces expériences car ils sont les seuls au monde où de longs temps de faisceau sont accessibles pour des réactions avec des sections efficaces prédites aussi faibles.

Appellation

En utilisant la nomenclature de Mendeleïev pour les éléments sans nom et non découvertes , unbiunium doit être connu sous le nom eka- actinium . En utilisant les recommandations de l' IUPAC de 1979 , l'élément devrait être temporairement appelé unbiunium (symbole Ubu ) jusqu'à ce qu'il soit découvert, la découverte soit confirmée et un nom permanent choisi. Bien que largement utilisées dans la communauté chimique à tous les niveaux, des classes de chimie aux manuels avancés, les recommandations sont pour la plupart ignorées parmi les scientifiques qui travaillent théoriquement ou expérimentalement sur des éléments superlourds, qui l'appellent "élément 121", avec le symbole E121 , (121) , ou 121 .

Stabilité nucléaire et isotopes

La stabilité des noyaux diminue considérablement avec l'augmentation du numéro atomique après le curium , élément 96, dont la demi-vie est de quatre ordres de grandeur plus longue que celle de tout élément actuellement connu de numéro supérieur. Tous les isotopes dont le numéro atomique est supérieur à 101 subissent une désintégration radioactive avec des demi-vies inférieures à 30 heures. Aucun élément dont le numéro atomique est supérieur à 82 (après le plomb ) n'a d'isotope stable. Néanmoins, pour des raisons encore mal comprises, il y a une légère augmentation de la stabilité nucléaire autour des numéros atomiques 110114 , ce qui conduit à l'apparition de ce que l'on appelle en physique nucléaire « l' îlot de stabilité ». Ce concept, proposé par le professeur Glenn Seaborg de l'Université de Californie et issu des effets stabilisants des enveloppes nucléaires fermées autour de Z = 114 (ou éventuellement 120 , 122 , 124 ou 126) et N = 184 (et peut-être aussi N = 228) , explique pourquoi les éléments superlourds durent plus longtemps que prévu. En fait, la simple existence d'éléments plus lourds que le rutherfordium peut être attestée aux effets de coque et à l'îlot de stabilité, car la fission spontanée provoquerait rapidement la désintégration de tels noyaux dans un modèle négligeant de tels facteurs.

Un calcul de 2016 des demi-vies des isotopes de l'unbiunium de 290 Ubu à 339 Ubu a suggéré que ceux de 290 Ubu à 303 Ubu ne seraient pas liés et se désintégreraient par émission de protons , ceux de 304 Ubu à 314 Ubu subiraient une désintégration alpha. , et ceux de 315 Ubu à 339 Ubu subiraient une fission spontanée. Seuls les isotopes de 309 Ubu à 314 Ubu aurait assez longue durée de vie désintégrations alpha à détecter dans les laboratoires, à partir des chaînes de désintégration se terminant par fission spontanée à moscovium , tennessine ou Ununennium . Cela poserait un grave problème pour les expériences visant à synthétiser les isotopes de l'unbiunium si cela est vrai, car les isotopes dont la désintégration alpha pourrait être observée ne pourraient être atteints par aucune combinaison actuellement utilisable de cible et de projectile. Les calculs effectués en 2016 et 2017 par les mêmes auteurs sur les éléments 123 et 125 suggèrent un résultat moins sombre, avec des chaînes de désintégration alpha des nucléides 300-307 Ubt les plus accessibles passant par l'unbiunium et menant au bohrium ou au nihonium . Il a également été suggéré que la désintégration en amas pourrait être un mode de désintégration important en compétition avec la désintégration alpha et la fission spontanée dans la région au-delà de Z = 120, ce qui poserait un autre obstacle à l'identification expérimentale de ces nucléides.

Chimie prédite

L'unbiunium devrait être le premier élément d'une série de transitions d'une longueur sans précédent, appelée les superactinides par analogie aux actinides antérieurs. Si son comportement n'est probablement pas très distinct de celui du lanthane et de l'actinium, il est susceptible de poser une limite à l'applicabilité de la loi périodique ; après l'élément 121, les orbitales 5g, 6f, 7d et 8p 1/2 devraient se remplir ensemble en raison de leurs énergies très proches, et autour des éléments à la fin des années 150 et 160, les 9, 9p 1/2 et Les sous- couches 8p 3/2 se joignent, de sorte que la chimie des éléments juste au-delà de 121 et 122 (les derniers pour lesquels des calculs complets ont été effectués) devrait être si similaire que leur position dans le tableau périodique serait purement une question formelle .

Sur la base du principe Aufbau , on s'attendrait à ce que la sous-couche 5g commence à se remplir au niveau de l'atome d'unbiunium. Cependant, alors que le lanthane a une implication 4f significative dans sa chimie, il n'a pas encore d'électron 4f dans sa configuration en phase gazeuse à l'état fondamental ; un retard plus important se produit pour 5f, où ni les atomes d'actinium ni de thorium n'ont d'électron 5f bien que 5f contribue à leur chimie. Il est prédit qu'une situation similaire d'effondrement "radial" retardé pourrait se produire pour l'unbiunium, de sorte que les orbitales 5g ne commencent à se remplir qu'autour de l'élément 125, même si une certaine implication chimique 5g peut commencer plus tôt. En raison de l'absence de nœuds radiaux dans les orbitales 5g, analogues aux orbitales 4f mais pas aux orbitales 5f, la position de l'unbiunium dans le tableau périodique devrait être plus proche de celle du lanthane que celle de l'actinium parmi ses congénères, et certains ont proposé de renommer les superactinides en « superlanthanides » pour cette raison. L'absence de nœuds radiaux dans les orbitales 4f contribue à leur comportement semblable à un noyau dans la série des lanthanides, contrairement aux orbitales 5f plus proches de la valence dans les actinides ; cependant, l'expansion relativiste et la déstabilisation des orbitales 5g devraient compenser en partie leur manque de nœuds radiaux et donc leur étendue plus petite.

Unbiunium devrait remplir l' orbitale 8p 1/2 en raison de sa stabilisation relativiste, avec une configuration de [Og] 8s 2 8p 1 . Néanmoins, la configuration [Og] 7d 1 8s 2 , qui serait analogue au lanthane et à l'actinium, devrait être un état excité bas à seulement 0,412  eV , et la configuration attendue [Og] 5g 1 8s 2 du Madelung la règle devrait être à 2,48 eV. Les configurations électroniques des ions d'unbiunium devraient être Ubu + , [Og]8s 2 ; Ubu 2+ , [Og]8s 1 ; et Ubu 3+ , [Og]. L'électron 8p de l'unbiunium devrait être très faiblement lié, de sorte que son énergie d'ionisation prévue de 4,45 eV est inférieure à celle de l'ununennium (4,53 eV) et de tous les éléments connus à l'exception des métaux alcalins du potassium au francium . Une grande réduction similaire de l'énergie d'ionisation est également observée dans le lawrencium , un autre élément ayant une configuration s 2 p anormale en raison d' effets relativistes .

Malgré le changement de configuration électronique et la possibilité d'utiliser la coque 5g, l'unbiunium ne devrait pas se comporter chimiquement très différemment du lanthane et de l'actinium. Un calcul de 2016 sur le monofluorure d'unbiunium (UbuF) a montré des similitudes entre les orbitales de valence de l'unbiunium dans cette molécule et celles de l'actinium dans le monofluorure d'actinium (AcF) ; dans les deux molécules, l' orbitale moléculaire occupée la plus élevée devrait être sans liaison, contrairement au monofluorure de nihonium (NhF) superficiellement plus similaire où il se lie. Le nihonium a la configuration électronique [Rn] 5f 14 6d 10 7s 2 7p 1 , avec une configuration de valence s 2 p. Unbiunium peut donc être un peu comme le lawrencium en ayant une configuration s 2 p anormale qui n'affecte pas sa chimie: les énergies de dissociation des liaisons, les longueurs de liaison et les polarisabilités de la molécule UbuF devraient poursuivre la tendance à travers le scandium, l'yttrium, le lanthane et l'actinium, qui ont tous trois électrons de valence au-dessus d'un noyau de gaz noble. La liaison Ubu-F devrait être forte et polarisée, tout comme pour les monofluorures de lanthane et d'actinium.

Les électrons non liants sur l'unbiunium dans UbuF devraient pouvoir se lier à des atomes ou des groupes supplémentaires, entraînant la formation des trihalogénures d' unbiunium UbuX 3 , analogues à LaX 3 et AcX 3 . Par conséquent, le principal état d'oxydation de l'unbiunium dans ses composés devrait être +3, bien que la proximité des niveaux d'énergie des sous-couches de valence puisse permettre des états d'oxydation plus élevés, tout comme dans les éléments 119 et 120. Le potentiel d'électrode standard pour l'Ubu 3+ / Le couple Ubu est prédit comme -2,1 V.

Remarques

Les références

Bibliographie

Lectures complémentaires