Prvok 119 (Ununennium, Uue): vlastnosti, predpovede a výskum

Prvok 119 (Ununennium, Uue): prehľad predpovedaných vlastností, izotopov, reaktivity a aktuálneho výskumu — budúcnosť superťažkého prvku v periodickej tabuľke.

Ununennium alebo prvok 119 je chemický prvok. Jeho symbol v periodickej tabuľke prvkov je Uue. Ununennium a Uue sú náhradné názvy vytvorené IUPAC, kým nebudú udelené trvalé oficiálne názvy. Ununennium je prvok s najmenším atómovým číslom, ktorý zatiaľ nebol experimentálne vytvorený. Prirodzené vlastnosti Ununennium nie sú známe priamo z experimentu, ale vedecké modely a počítačové výpočty umožňujú uviesť odhad jeho správania a chemických vlastností. Predpokladá sa, že všetky jeho izotopy budú rádioaktívne. Na základe jeho pozície v tabuľke môže byť zaradený medzi alkalické kovy, hoci relatívne efekty môžu spôsobiť významné odchýlky od očakávaného správania.

Predpokladané vlastnosti

Na základe periodickej polohy by mal mať Ununennium vonkajšie elektronové usporiadanie približne …8s1 (po periodickej tabuľke prvkov nasleduje rad 8). Toto naznačuje, že jeho bežný oxidačný stav by mohol byť +1, podobne ako u ľahších členov skupiny 1 (napr. lítium, sodík, draslík, rubídium, cézium a francium). Súčasne sa očakáva, že u takto ťažkého prvku budú veľké relativistické efekty (rýchlosť vnútorných elektrónov blízko rýchlosti svetla) viesť k stabilizácii 8s elektrónu a k zmene energetického usporiadania orbitálov. To môže mať tieto dôsledky:

• ionizačná energia môže byť vyššia, než by sme očakávali jednoduchým extrapolovaním z ľahších alkalických kovov;
• chemická reaktivita môže byť znížená, takže Uue by mohol byť menej reaktívny než cézium alebo francium a v určitých ohľadoch sa správať podobnejšie draslíku alebo rubídiu;
• môžu sa objaviť nečakané oxidačné stavy alebo väzbové charakteristiky v dôsledku miešania orbitálov a účinkov spin- orbitálnej interakcie;
• fyzikálne vlastnosti (ako atómový a iónový polomer, hustota, teplota topenia a varu) sú predmetom teoretických odhadov a môžu sa líšiť od trendov v nižších periódach.

Izotopy, stabilita a „ostrov stability”

Žiadne stabilné izotopy Uue neexistujú. Predikcie naznačujú, že izotopy s veľmi vysokým počtom neutrónov (blízko predpokladaného magického čísla N ≈ 184) by mohli mať relatívne dlhšie polčasy rozpadu — fenomén známy ako ostrov stability. Pre Ununennium by to znamenalo, že ak by sa podarilo vytvoriť izotopy s A ≈ 300 a viac, ich polčasy by mohli byť dlhšie (dostatočné na to, aby sa zistili a charakterizovali), avšak takéto reakcie si vyžadujú vzácne a ťažké cieľové materiály a veľmi intenzívne zväzky častíc. Väčšina teoretických modelov predpovedá, že bežne dostupné syntetizované izotopy by mali veľmi krátke polčasy (microsekundy až sekundy), čo sťažuje detekciu a chemickú štúdiu.

Syntéza a experimentálne výzvy

Viaceré tímy po celom svete sa pokúsili prvok 119 vytvoriť spájaním ťažkých iónov v zariadeniach pre syntézu superťažkých prvkov. Americké, nemecké a ruské tímy uskutočnili experimenty, ale žiadny z nich nahlásil potvrdenú syntézu. Plánované a navrhované experimenty v minulosti zahŕňali spoluprácu pracovísk v Japonsku (RIKEN), Rusku (JINR v Dubne) a Európe (GSI Darmstadt), pričom dátumy skúšok sa priebežne menili podľa dostupnosti cieľových materiálov a zdrojov sväzkov. Hlavné experimentálne problémy sú:

• extrémne nízke produkčné prieniky (cross-sections) — počty vytvorených jadier môžu byť iba jednotky alebo menej na niekoľko týždňov prevádzky;
• potreba vzácnych a rádioaktívnych cieľových izotopov, ktoré sú ťažko dostupné a drahé;
• krátke polčasy rozpadu produktov, čo si vyžaduje veľmi citlivé a rýchle detekčné systémy na rozlíšenie jednotlivých rozpadových reťazcov (alfa-rozpad, spontánna delokalizácia/fission);
• konkurencia s spontánnou fragmentáciou a rýchlym rozpadom, ktoré môžu skryť signál úspechu.

Detekcia a identifikácia

Pri úspešných pokusoch o syntézu sa nové jadrá obvykle identifikujú pomocou sledovania charakteristických alfa-čiar a následných rozpadových reťazcov až k dobre známych jadrovým stavom. Alternatívnou stopou je pozorovanie spontánnej štiepnosti. Kvôli nízkemu počtu udalostí sú vyžadované prísne štatistické kritériá na potvrdenie objavu.

Možné použitie a význam

Ak by sa Ununennium podarilo vytvoriť, jeho praktické použitie by bolo v najbližšom období obmedzené na základný výskum. Štúdium takýchto superťažkých prvkov pomáha lepšie porozumieť jadrovej fyzike, silným a slabým jadrovým väzbám, relativistickým efektom v atómoch a hraniciam periodickej tabuľky. Všetky experimentálne izotopy by boli rádioaktívne a implicitne nebezpečné pri manipulácii, preto výskumné práce prebiehajú v prísne kontrolovaných laboratórnych podmienkach.

Zhrnutie

Miesto Ununennium v periodickej tabuľke prvkov naznačuje, že by mohlo vykazovať podobnosti s ľahšími alkalickými kovmi, ako sú lítium, sodík, draslík, rubídium, cézium a francium, avšak kvôli silným relativistickým účinkom môžu byť niektoré jeho vlastnosti odlišné od očakávaní. Napríklad Ununennium môže byť menej reaktívne než cézium a francium a v určitých aspektoch sa môže správať podobnejšie draslíku alebo rubídiu. Doterajšie pokusy vytvoriť tento prvok neboli úspešné a ak bude objavený, pravdepodobne bude slúžiť výhradne na vedecké účely.

Otázky a odpovede

Otázka: Čo je to Ununennium?

Otázka: Čo znamená symbol Uue?

Otázka: Bolo ununénium vytvorené už skôr?

Otázka: Aké sú vlastnosti Ununennium?

Otázka: Ktoré krajiny sa pokúsili vyrobiť Ununennium?

Otázka: Ktoré krajiny plánujú pracovať na Ununennium v rokoch 2019 a 2020?

Otázka: Prečo sa Ununennium niekedy označuje ako Uue?

Hľadajte podľa písmena