Ununennium

Eigenschaften
Eigenschaften (soweit bekannt)
Name, Symbol, Ordnungszahl	Ununennium, Uue, 119
Elementkategorie	Unbekannt
Gruppe, Periode, Block	1, 8, s
CAS-Nummer	54143-88-3
Atomar
Atommasse	geschätzt 295 u
Elektronenkonfiguration	[Og] 8s1 (?)
Elektronen pro Energieniveau	2, 8, 18, 32, 32, 18, 8, 1
	Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. Besonders fragliche Werte sind mit (?) gekennzeichnet

Ununennium ist ein derzeit hypothetisches chemisches Element mit der Ordnungszahl 119, es wird auch als Eka-Francium bezeichnet.

Im Periodensystem steht es zwischen dem ₁₁₈Oganesson (2006 erstmals synthetisiert) und dem ₁₂₀Unbinilium. Das Element kommt in der Natur nicht vor, es könnte nur zukünftig durch Kernreaktion hergestellt werden.

Im erweiterten Periodensystem (es liegt außerhalb des „normalen“ Periodensystems) gehört es zu den Alkalimetallen und zu den Transactinoiden. Der Name ist der temporäre systematische IUPAC-Name und steht für die drei Ziffern (Un-un-enn-ium) der Ordnungszahl. Des Weiteren beginnt mit ihm die bisher unerforschte 8. Periode. Im Periodensystem der Elemente wird erwartet, dass es ein s-Block-Element, ein Alkalimetall und das erste Element der achten Periode ist.

Synthesewege

Ununennium ist das Element mit der kleinsten Ordnungszahl, das bisher noch nicht synthetisiert wurde. Mehrere Versuche wurden von amerikanischen, deutschen und russischen Teams durchgeführt, um dieses Element zu synthetisieren. Sie sind alle erfolglos geblieben. Experimente lassen vermuten, dass die Synthese von Ununennium (und folgenden Elementen) wahrscheinlich viel schwieriger als die der vorherigen Elemente sein wird. Vielleicht ist es auch schon das vorletzte Element, das mit aktueller Technologie überhaupt synthetisiert werden kann. Seine Position als das siebte Alkalimetall deutet darauf hin, dass es ähnliche Eigenschaften wie die leichteren Elemente der 1. Hauptgruppe haben könnte. Allerdings können relativistische Effekte dazu führen, dass sich einige Eigenschaften von den zu erwartenden Trends unterscheiden. Zum Beispiel wird erwartet, dass Ununennium weniger reaktiv ist als Cäsium und Francium und sich eher wie Kalium oder Rubidium verhält sowie neben der charakteristischen +1-Oxidationszahl der Alkalimetalle auch eine +3-Oxidationszahl aufweisen könnte.

Fehlgeschlagene Syntheseversuche

Bereits 1985 wurde am Linearbeschleuniger superHILAC in Berkeley vergeblich versucht, Ununennium durch den Beschuss von Einsteinium-254 mit Calcium-48-Ionen zu erzeugen.[1]

\,_{\ 99}^{254}\mathrm {Es} +\,_{20}^{48}\mathrm {Ca} \ \to \ \,_{119}^{302}\mathrm {U\;\!\!ue} ^{*}\qquad \longrightarrow \qquad

keine Atome

Es ist unwahrscheinlich, dass diese Reaktion erfolgreich sein wird, da es sehr schwierig ist, eine ausreichende Menge des Einsteinium-Targets herzustellen.

Von April bis September im Jahr 2012 wurde am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt ein Projekt zur Synthese von ²⁹⁵Uue und ²⁹⁶Uue durch Beschuss von Berkelium-249 mit Titan-50 durchgeführt.[2][3] Aufgrund der theoretisch vorausgesagten hohen Wahrscheinlichkeit, wurde angenommen, dass man Ununennium innerhalb fünf Monate nach Projektstart synthetisieren könne.[4]

\,_{\ 97}^{249}\mathrm {Bk} +\,_{22}^{50}\mathrm {Ti} \ \to \ \,_{119}^{299}\mathrm {U\;\!\!ue} ^{*}\ \to \ \,_{119}^{296}\mathrm {U\;\!\!ue} \ +3\ \,_{0}^{1}{\mathsf {n}}

\,_{\ 97}^{249}\mathrm {Bk} +\,_{22}^{50}\mathrm {Ti} \ \to \ \,_{119}^{299}\mathrm {U\;\!\!ue} ^{*}\ \to \ \,_{119}^{295}\mathrm {U\;\!\!ue} \ +4\ \,_{0}^{1}{\mathsf {n}}

Das Experiment wurde frühzeitig gestoppt, um das verwendete Berkelium-249 als Ziel (unter Beschuss von Calcium-48) zur Bestätigung der Synthese von Tenness verwenden zu können.[5] Aufgrund der vermuteten extrem kurzen Halbwertszeit benutzte das GSI-Team neu entwickelte Geräte, welche Kernzerfall in Mikrosekunden registrieren.[3] Keine Ununenniumatome konnten identifiziert werden, was einen beschränkenden Wirkungsquerschnitt von 65 fp andeutet.[5][6] Der vorausgesagte tatsächliche Wirkungsquerschnitt liegt bei 40 fb, was zur Zeit des Projekts das Limit der Technologie war.[4]

Target-Projektil-Kombinationen für Kerne mit Z=119

Die folgende Tabelle gibt alle Kombinationen für Targets und Projektile wieder, die zur Erzeugung von Kernen mit einer Ladungszahl von 119 benutzt werden könnten.

Die Tabelle enthält alle Kombinationen, deren

Halbwertszeit (sowohl Target wie Projektil) mindestens 73 Tage (T_1/2 > 0,2 a) beträgt,
das Projektil nicht schwerer als das Target ist,
die Summe der Protonenzahl 119 beträgt und
die Summe der Neutronenzahl mindestens 294 beträgt.

Eine ähnliche Zusammenstellung findet man hier[7].

Target		Projektil		Produkt
Kern	HWZ (a)	Kern	HWZ (a)	Kern	n	Kern	$\sigma _{ER}$ (fb)	$E_{CN}^{*}$ (MeV)	Bemerkung
²⁰⁸Pb	stabil	⁸⁷Rb	48 Mrd.	²⁹⁵Uue	3 n	²⁹²Uue			zu neutronenarm °)
²³²Th	14 Mrd.	⁶⁵Cu	stabil	²⁹⁷Uue	3 n	²⁹⁴Uue
²³⁸U	4,5 Mrd.	⁵⁹Co	stabil	²⁹⁷Uue	3 n	²⁹⁴Uue
²³⁸U	4,5 Mrd.	⁶⁰Co	5,3	²⁹⁸Uue	3 n	²⁹⁵Uue
²³⁷Np	2,1 Mio.	⁵⁸Fe	stabil	²⁹⁵Uue	3 n	²⁹²Uue			zu neutronenarm °)
²³⁷Np	2,1 Mio.	⁶⁰Fe	2,6 Mio.	²⁹⁷Uue	3 n	²⁹⁴Uue
²⁴⁴Pu	80 Mio.	⁵⁵Mn	stabil	²⁹⁹Uue	3 n	²⁹⁶Uue
²⁴³Am	7370	⁵⁴Cr	stabil	²⁹⁷Uue	3 n	²⁹⁴Uue
²⁴⁸Cm	340000	⁵¹V	stabil	²⁹⁹Uue	3 n	²⁹⁶Uue
²⁵⁰Cm	9000	⁵¹V	stabil	³⁰¹Uue	3 n	²⁹⁸Uue
²⁴⁷Bk	1380	⁵⁰Ti	stabil	²⁹⁷Uue	4 n	²⁹³Uue	0024	45
²⁴⁸Bk	9	⁵⁰Ti	stabil	²⁹⁸Uue	3 n	²⁹⁵Uue
²⁴⁹Bk	0,88	⁵⁰Ti	stabil	²⁹⁹Uue	4 n	²⁹⁵Uue	13...570	36...45
²⁴⁹Bk	0,88	⁵⁰Ti	stabil	²⁹⁹Uue	3 n	²⁹⁶Uue	35...040	27...41
²⁴⁹Cf	351	⁴⁵Sc	stabil	²⁹⁴Uue	3 n	²⁹¹Uue	0990	37	zu neutronenarm °)
²⁵⁰Cf	13	⁴⁵Sc	stabil	²⁹⁵Uue	3 n	²⁹²Uue			zu neutronenarm °)
²⁵¹Cf	900	⁴⁵Sc	stabil	²⁹⁶Uue	3 n	²⁹³Uue	0380	37	zu neutronenarm °)
²⁵²Cf	2,6	⁴⁵Sc	stabil	²⁹⁷Uue	3 n	²⁹⁴Uue
²⁵²Es	1,3	⁴⁴Ca	stabil	²⁹⁶Uue	3 n	²⁹³Uue	4320	35
²⁵²Es	1,3	⁴⁸Ca	~stabil	³⁰⁰Uue	4 n	²⁹⁶Uue	0200	43
²⁵⁴Es	0,75	⁴⁴Ca	~stabil	²⁹⁸Uue	4 n	²⁹⁸Uue
²⁵⁴Es	0,75	⁴⁸Ca	~stabil	³⁰²Uue	4 n	²⁹⁸Uue	0015	41
²⁵⁴Es	0,75	⁴⁸Ca	~stabil	³⁰²Uue	3 n	²⁹⁹Uue	0300	35

°) Folgt man dem Trend der letzten erzeugten Isotope von ₁₁₅Moscovium und ₁₁₇Tenness, enthalten diese Kerne deutlich zu wenig Neutronen, um längere Halbwertszeiten aufweisen zu können.

Vorhersage der Zerfallscharakteristik

Die Alpha-Zerfall-Halbwertszeiten von 1700 Isotopen mit der Ladungszahl zwischen 100 und 130 wurden aufgrund von heuristischen Modellrechnungen abgeschätzt.[8][9][10] Die dabei gefundenen Halbwertszeiten für ^291–307Uue belaufen sich je nach Modell und Isotop auf Werte zwischen 0,06 und 500 µs. Die längste Halbwertszeit von geschätzten 25 bis 500 µs sollte das Isotop ²⁹⁴Uue haben, gefolgt von ²⁹⁸Uue mit 100 bis 300 µs.

Einzelnachweise

R. W. Lougheed, J. H. Landrum, E. K. Hulet, J. F. Wild, R. J. Dougan, A. D. Dougan, H. Gäggeler, M. Schädel, K. J. Moody, K. E. Gregorich, G. T. Seaborg: Search for superheavy elements using the ⁴⁸Ca + ²⁵⁴Es^g reaction. In: Physical Review C. Band 32, Nr. 5, 1985, S. 1760–1763, doi:10.1103/PhysRevC.32.1760.
Turning a line. In: The Economist. 12. Mai 2012, ISSN 0013-0613 (economist.com [abgerufen am 12. September 2021]).
J. Khuyagbaatar: Superheavy Element Search Campaign at TASCA. Abgerufen am 12. September 2021.
Valeriy Zagrebaev, Alexander Karpov, Walter Greiner: Future of superheavy element research: Which nuclei could be synthesized within the next few years? In: Journal of Physics: Conference Series. Band 420, 25. März 2013, ISSN 1742-6588, S. 012001, doi:10.1088/1742-6596/420/1/012001 (iop.org [abgerufen am 12. September 2021]).
Alexander Yakushev: Superheavy Element Research at TASCA. Abgerufen am 12. September 2021.
J. Khuyagbaatar, A. Yakushev, Ch. E. Düllmann, D. Ackermann, L.-L. Andersson: Search for elements 119 and 120. In: Physical Review C. Band 102, Nr. 6, 2. Dezember 2020, ISSN 2469-9985, S. 064602, doi:10.1103/PhysRevC.102.064602 (aps.org [abgerufen am 12. September 2021]).
https://arxiv.org/pdf/2108.13614.pdf
C. Samanta, P. R Chowdhury, D. N. Basu: Predictions of alpha decay half lives of heavy and superheavy elements. In: Nuclear Physics, Section A. Band 789, Nr. 1–4, 2007, S. 142–154, doi:10.1016/j.nuclphysa.2007.04.001, arxiv:nucl-th/0703086v2.
P. Roy Chowdhury, C. Samanta, D. N. Basu: Search for long lived heaviest nuclei beyond the valley of stability. In: Physical Review C (Nuclear Physics). Band 77, Nr. 4, 2008, S. 044603-10, doi:10.1103/PhysRevC.77.044603, arxiv:0802.3837v1.
P. R Chowdhury, C. Samanta, D. N. Basu: Nuclear half-lives for α-radioactivity of elements with 100 ≤ Z ≤ 130. In: Atomic Data and Nuclear Data Tables. Band 94, Nr. 6, 2008, S. 781–806, doi:10.1016/j.adt.2008.01.003, arxiv:0802.4161v2.

Literatur

V. Zagrebaev, A. Karpov, W. Greiner: Future of superheavy element research: Which nuclei could be synthesized within the next few years? In: Journal of Physics: Conference Series. Band 420, Nr. 1. 1742-6588, ISSN 1742-6588, doi:10.1088/1742-6596/420/1/012001, arxiv:1207.5700, bibcode:2013JPhCS.420a2001Z.

Weblinks

Wiktionary: Ununennium – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Datenblatt zu Ununennium

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[1] R. W. Lougheed, J. H. Landrum, E. K. Hulet, J. F. Wild, R. J. Dougan, A. D. Dougan, H. Gäggeler, M. Schädel, K. J. Moody, K. E. Gregorich, G. T. Seaborg: Search for superheavy elements using the ⁴⁸Ca + ²⁵⁴Es^g reaction. In: Physical Review C. Band 32, Nr. 5, 1985, S. 1760–1763, doi:10.1103/PhysRevC.32.1760.

[2] Turning a line. In: The Economist. 12. Mai 2012, ISSN 0013-0613 (economist.com [abgerufen am 12. September 2021]).

[:0-3] J. Khuyagbaatar: Superheavy Element Search Campaign at TASCA. Abgerufen am 12. September 2021.

[:1-4] Valeriy Zagrebaev, Alexander Karpov, Walter Greiner: Future of superheavy element research: Which nuclei could be synthesized within the next few years? In: Journal of Physics: Conference Series. Band 420, 25. März 2013, ISSN 1742-6588, S. 012001, doi:10.1088/1742-6596/420/1/012001 (iop.org [abgerufen am 12. September 2021]).

[:2-5] Alexander Yakushev: Superheavy Element Research at TASCA. Abgerufen am 12. September 2021.

[6] J. Khuyagbaatar, A. Yakushev, Ch. E. Düllmann, D. Ackermann, L.-L. Andersson: Search for elements 119 and 120. In: Physical Review C. Band 102, Nr. 6, 2. Dezember 2020, ISSN 2469-9985, S. 064602, doi:10.1103/PhysRevC.102.064602 (aps.org [abgerufen am 12. September 2021]).

[7] ttps://arxiv.org/pdf/2108.13614.pdf

[npa07-8] C. Samanta, P. R Chowdhury, D. N. Basu: Predictions of alpha decay half lives of heavy and superheavy elements. In: Nuclear Physics, Section A. Band 789, Nr. 1–4, 2007, S. 142–154, doi:10.1016/j.nuclphysa.2007.04.001, arxiv:nucl-th/0703086v2.

[9] P. Roy Chowdhury, C. Samanta, D. N. Basu: Search for long lived heaviest nuclei beyond the valley of stability. In: Physical Review C (Nuclear Physics). Band 77, Nr. 4, 2008, S. 044603-10, doi:10.1103/PhysRevC.77.044603, arxiv:0802.3837v1.

[10] P. R Chowdhury, C. Samanta, D. N. Basu: Nuclear half-lives for α-radioactivity of elements with 100 ≤ Z ≤ 130. In: Atomic Data and Nuclear Data Tables. Band 94, Nr. 6, 2008, S. 781–806, doi:10.1016/j.adt.2008.01.003, arxiv:0802.4161v2.