105, Dubnium (Db)

Russische Stadt Dubna

Das Element Dubnium:
         
  Hf Ta W  
  Rf Db Sg  
   
         
 
   
   
   
   
   
   
   
Natürliche Entstehung von Dubnium (Nukleosynthese): Dubnium entsteht primordial nur kurzzeitig nach Supernova-Explosionen durch Kernfusion zweier genügend großer Kerne. Durch r-Prozesse wird das Element mit einiger Sicherheit nicht mehr gebildetet werden können, da r-Prozesse bei Massenzahlen von über 250 zu Spontanspaltungen der entstehenden Kernen führen.
Vorkommen von Dubnium: Wie alle Elemente mit mehr als 94 Protonen existiert primordial gebildetes Dubnium nur kurzzeitig. Spätestens zehn Tage nach dem dubniumproduzierenden Ereignis sind auch die langlebigsten Isotope das Element schon zu über 99% zu leichteren Elementen zerfallen. Im Endeffekt entstehen aus Dubnium Thallium und Blei.

Irdisch kann das Element nur künstlich erzeugt werden. Im Rahmen der Synthesen entstehen jeweils nur einige hundert Atome des Elementes, die schnell zerfallen.
Dubnium-Gewinnung: Folgende Synthesen die zu Dubnium führen, sind zurzeit (2012, Januar) bekannt:[1]

Isotop Reaktion Wann Isotop Reaktion Wann
256Db 209Bi + 50Ti + 195 MeV → 256Db + 3n 1983?/2000 264Db Bisher keine Reaktion bekannt --
257m/gDb 209Bi + 50Ti + 186 MeV → 257Db + 2n 1985/2000 265Db Bisher keine Reaktion bekannt --
258Db 209Bi + 50Ti + 180 MeV → 258Db + n 1981 266Db 270Bh → 266Db + α + 9,30 MeV 2006
259Db 241Am + 22Ne + 89,5 MeV → 259Db + 4n 2001 267Db 271Bh → 267Db + α + 9,51 MeV 2003
260Db 249Cf + 15N + 66,1 MeV → 260Db + 4n 1970 268Db 272Bh → 268Db + α + 9,30 MeV 2003
261Db 249Bk + 16O + 71,6 MeV → 261Db + 4n 1971 269Db Bisher keine Reaktion bekannt --
262Db 249Bk + 18O + 77,6 MeV → 262Db + 5n 1971 270Db 274Bh → 270Db + α + 8,28 MeV 2010
263Db 249Bk + 18O + 70,3 MeV → 263Db + 4n 1971?/1990

Chemie von Dubnium: Von Dubnium hat man bereits einige Erkenntnisse aufgrund von Experimenten mit Gasthermographie gewinnen können: Hierzu werden die im Zyklotron erzeugten Atome in einer Falle separiert und diese dann mit verschiedenen Stoffen in Reaktion gebracht, die anschließend in einem Chromatograph erfasst werden können.

Dubnium als Eka-Tantal. Dubnium bildet mit den Halogenen Chlor und Brom nachweislich Verbindungen der Konstellation DbX5 und DbOX3 und verhält sich damit wie ein Homologes des Tantals. So konnten DbCl5, DbBr5, DbOCl3 und DbOBr3 erzeugt und nachgewiesen werden[1]. Dabei zeigte sich aber, dass die Bromide des Dubniums leichter flüchtig sind, als jene des Tantals.

Vorhergesagte Eigenschaften. Für Dubnium werden Ionisierungsenergien von 6,9 (1), 16 (2), 24,6 (3), 34,2 (4) und 44,6 (5) angenommen[2]. Es lässt sich berechnen, dass das Normalpotential von Db3+/Db5+ mit -1,16V etwa so negativ sein soll, wie jenes der entsprechenden Oxidationsstufen des Tantals (-1,13V). Dies bedeutet, dass die Oxidationsstufe +5 für Dubnium genau so stabil wie für das Tantal wäre. Der Heptafluorido-Komplex (DbF72-) sollte schwerer in Wasser löslich sein, als die entsprechende Tantalverbindung. Dubniumpentoxid wird noch schwerer schmelzbar und inerter sein als Tantalpentoxid.

Dubnium als Protactinium-Verwandtes. Berechnungen zeigen, dass das Dubnium in manchen Eigenschaften sich aufgrund ähnlichen Ionenradius' (~0,9 Å) auch an das Protactinium anschließen wird: So sollte aufgrund des größeren Ionenradius bei gleicher Ladung Db5+ bedeutend stärker basisch sein als Ta5+, so dass eine wässrige kationische Chemie des Dubniums in Form von DbO2+ denkbar ist.

Ausblick: Von Dubnium sind Nuklide mit Halbwertszeiten von mehr als einem Tag bekannt. Daher könnte es eines Tages durchaus möglich werden, Mengen des Elementes im Mikrogramm-Bereich zu erzeugen (Dubnium-268 ist in seiner Radioaktivität vergleichbar mit Radon).
Verwendung von Dubnium und seinen Verbindungen : Die Bedeutung des Dubniums für technische Anwendungen wird aufgrund seiner starken Radioaktivität wohl nie über jene als Target-Material zur Erzeugung noch schwererer Elemente hinausgehen. Doch muss es hierfür zuerst möglich werden, wägbare und damit händelbare Mengen des Elementes zu synthetisieren, was zurzeit noch nicht der Fall ist.
Quellen: [1] Wikipedia: Artikel Dubnium (englisch). Die Energie-Inhalte zu den Kernreaktionen wurden selbst errechnet.

[2] Quelle: The Chemistry of Superheavy Elements. Matthias Schädel. ISBN: 1-4020-1250-0. Tabelle S. 48: Berechnete Ionisierungspotenziale.