Dubnium – Steckbrief

Stellung im Periodensystem

Zum ganzen Periodensystem

Vorkommen und Gewinnung

Natürliches Dubnium gibt es nicht. Das langlebigste bekannte Isotop, Dubnium-268, hat nach den Angaben in der Literatur eine Halbwertszeit von etwa 16 Stunden. Das ist für ein superschweres Element lang, doch der Wert ist unsicher. Viele andere Isotope zerfallen schon nach Sekunden.

Der Name erinnert an einen Ort statt an eine Person. Dubna liegt an der Wolga nördlich von Moskau. Dort wurde 1956 das Vereinigte Institut für Kernforschung gegründet, eine gemeinsame Einrichtung mehrerer Staaten des damaligen Ostblocks. Ein Team der Einrichtung beschoss um 1967 Americium mit Neon-Ionen und meldete erste Hinweise auf das neue Element. Im Jahr 1970 folgte in Berkeley ein Ergebnis aus Californium und Stickstoff-Ionen. Bei den Namen gab es Streit: Berkeley wollte Hahnium, nach dem Chemiker Otto Hahn, und die Gruppe aus Dubna dachte an Nielsbohrium. Der Streit gehört zu den langen Auseinandersetzungen um die Elemente jenseits des Fermiums. Erst 1997 legte die Internationale Union für reine und angewandte Chemie den Namen Dubnium fest, der die Rolle des Instituts würdigt.

Heute entsteht Dubnium in Fusionsreaktionen oder als Tochterkern beim Zerfall schwererer Elemente. In Dubna arbeitet seit einigen Jahren eine Anlage mit hoher Strahlintensität, die Fabrik für superschwere Elemente genannt wird.

Eigenschaften und Reaktionen

Dubnium steht in Periode 7 und Gruppe 5, unter dem Tantal. Darüber folgt das Niob. Die Elektronenkonfiguration [Rn] 5f¹⁴ 6d³ 7s² ist vorhergesagt, ebenso fast alles Weitere. Ein Metall hat noch niemand in der Hand gehalten. Bei der Atommasse 268 u handelt es sich um die Massenzahl von Dubnium-268.

Nach der Stellung im Periodensystem erwartet man die Oxidationsstufe plus fünf und Verbindungen, die denen des Niobs und Tantals gleichen, etwa ein Oxid der Formel Db₂O₅. Die Experimente bestätigen die Grundrichtung, zeigen aber Abweichungen. In Versuchen mit Salzsäure und Flusssäure bildet Dubnium Komplexe wie die Elemente darüber, verhält sich dabei aber nicht wie das Tantal. Je nach Versuch ähnelt es eher dem Niob, in einigen Systemen sogar dem Protactinium aus der Actinoidenzeile. Auch flüchtige Oxidchloride wurden in der Gasphase untersucht, und dort erwies sich Dubnium als weniger flüchtig als Niob.

Bei so schweren Atomen ändern relativistische Effekte die Energie der Elektronen, und der Trend innerhalb einer Gruppe kann sich verschieben. Dubnium zerfällt durch Alphastrahlung, Elektroneneinfang oder spontane Spaltung. Für die Experimentatoren zählt der Strahlenschutz, für die Umgebung spielt das Element wegen der winzigen Mengen keine Rolle.

Forschung und Herstellung

Dubnium findet nur in der Grundlagenforschung Verwendung. Es ist ein Prüfstein für zwei Fragen: Gilt das Periodensystem auch am äußersten Rand der bekannten Elemente, und lassen sich Methoden entwickeln, mit denen man Chemie an Atomen treiben kann, die nur Minuten bis Stunden existieren?

Die Antworten kommen aus Experimenten mit sehr wenigen Atomen. Man erzeugt sie in einem Beschleuniger, trennt sie in einem Gasstrom oder in einer Flüssigkeit vom Rest und identifiziert sie an ihrem Zerfall. Jedes einzelne Atom wird gezählt. Aus vergleichsweise wenigen Atomen entsteht so ein Bild der Chemie, das sich mit dem von Niob und Tantal vergleichen lässt, die man in Gramm-Mengen handhabt.

Für die Kernphysik ist Dubnium als Zwischenstation interessant. Es tritt in den Zerfallsketten noch schwererer Elemente auf, und seine bekannten Eigenschaften helfen, solche Ketten zuzuordnen. Verwendet wird das Element in keinem Gerät.

Kurz gefragt

Welche Ordnungszahl hat Dubnium (Db)?

Häufige Fragen