Dubnium

105Db Dubnium
Konfigurasi elektron dubnium
Sifat umum
Pengucapan	/dubnium/
Dubnium dalam tabel periodik
105Db Hidrogen Helium Litium Berilium Boron Karbon Nitrogen Oksigen Fluorin Neon Natrium Magnesium Aluminium Silikon Fosforus Belerang Klorin Argon Kalium Kalsium Skandium Titanium Vanadium Kromium Mangan Besi Kobalt Nikel Tembaga Seng Galium Germanium Arsen Selenium Bromin Kripton Rubidium Stronsium Itrium Zirkonium Niobium Molibdenum Teknesium Rutenium Rodium Paladium Perak Kadmium Indium Timah Antimon Telurium Iodin Xenon Sesium Barium Lantanum Serium Praseodimium Neodimium Prometium Samarium Europium Gadolinium Terbium Disprosium Holmium Erbium Tulium Iterbium Lutesium Hafnium Tantalum Wolfram Renium Osmium Iridium Platina Emas Raksa Talium Timbal Bismut Polonium Astatin Radon Fransium Radium Aktinium Torium Protaktinium Uranium Neptunium Plutonium Amerisium Kurium Berkelium Kalifornium Einsteinium Fermium Mendelevium Nobelium Lawrensium Ruterfordium Dubnium Seaborgium Bohrium Hasium Meitnerium Darmstadtium Roentgenium Kopernisium Nihonium Flerovium Moskovium Livermorium Tenesin Oganeson Ta ↑ Db ↓ (Upe) ruterfordium ← dubnium → seaborgium Lihat bagan navigasi yang diperbesar
Nomor atom (Z)	105
Golongan	golongan 5
Periode	periode 7
Blok	blok-d
Kategori unsur	logam transisi
Nomor massa	[268]
Konfigurasi elektron	[Rn] 5f14 6d3 7s2[1]
Elektron per kelopak	2, 8, 18, 32, 32, 11, 2
Sifat fisik
Fase pada STS (0 °C dan 101,325 kPa)	padat (diprediksi)[2]
Kepadatanmendekati s.k.	21,6 g/cm3(diprediksi)[3][4]
Sifat atom
Bilangan oksidasi	(+3), (+4), +5[1][5] (tanda kurung: prediksi)
Energi ionisasi	ke-1: 665 kJ/mol ke-2: 1547 kJ/mol ke-3: 2378 kJ/mol (artikel)(semuanya kecuali yang pertama merupakan perkiraan)[1]
Jari-jari atom	empiris:139 pm(diperkirakan)[1]
Jari-jari kovalen	149 pm(diperkirakan)[6]
Lain-lain
Kelimpahan alami	sintetis
Struktur kristal	​kubus berpusat badan (bcc)(diprediksi)[2]
Nomor CAS	53850-35-4
Sejarah
Penamaan	dari Dubna, Oblast Moskwa, Rusia, lokasi dari Joint Institute for Nuclear Research
Penemuan	secara independen oleh Laboratorium Nasional Lawrence Berkeley dan Joint Institute for Nuclear Research(1970)
Isotop dubnium yang utama
Iso­top Kelim­pahan Waktu paruh (t1/2) Mode peluruhan Pro­duk 262Db sintetis 34 dtk[7][8] 67% α 258Lr 33% SF 263Db sintetis 27 dtk[8] 56% SF 41% α 259Lr 3% ε 263mRf 266Db sintetis 20 mnt[8] SF ε? 266Rf 267Db sintetis 1,2 jam[8] SF ε? 267Rf 268Db sintetis 28 jam[8] SF ε? 268Rf α[9] 264Lr 270Db sintetis 15 jam[10] 17% SF 83% α 266Lr ε? 270Rf
lihat bicara sunting |referensi|di Wikidata

Dubnium adalah sebuah unsur kimia sintetis dengan lambang Db dan nomor atom 105. Unsur ini sangat radioaktif; isotop dubnium yang paling stabil yang diketahui, yaitu ²⁶⁸Db, memiliki waktu paruh sekitar 16 jam. Hal ini sangat membatasi penelitian lebih lanjut terhadap unsur tersebut.

Dubnium tidak terdapat secara alami di Bumi dan diproduksi secara buatan. Institut Bersama untuk Riset Nuklir (JINR) milik Uni Soviet mengklaim sebagai pihak yang pertama kali menemukan unsur ini pada tahun 1968, kemudian Laboratorium Nasional Lawrence Berkeley (LBNL) di Amerika Serikat pada tahun 1970. Kedua tim mengusulkan nama mereka sendiri untuk unsur baru tersebut dan menggunakannya tanpa persetujuan resmi. Perselisihan yang telah berlangsung lama tersebut diselesaikan pada tahun 1993 melalui penyelidikan resmi terhadap klaim penemuan oleh Transfermium Working Group, yang dibentuk oleh Persatuan Kimia Murni dan Terapan Internasional (IUPAC) dan Persatuan Fisika Murni dan Terapan Internasional (IUPAP). Hasil penyelidikan tersebut menetapkan bahwa penemuan unsur ini secara resmi diberikan kepada kedua tim. Unsur tersebut kemudian secara resmi diberi nama dubnium pada tahun 1997, diambil dari nama kota Dubna, tempat JINR berada.

Penelitian teoretis menetapkan bahwa dubnium merupakan anggota golongan 5 dalam deret logam transisi 6d, sehingga posisinya berada di bawah vanadium, niobium, dan tantalum. Dubnium diperkirakan memiliki sebagian besar sifat yang sama dengan unsur-unsur lain dalam golongan 5, seperti konfigurasi elektron valensi dan keadaan oksidasi +5 yang dominan, dengan beberapa penyimpangan akibat efek relativistik. Penelitian terbatas mengenai kimia dubnium telah mengonfirmasi hal tersebut.

Pengantar

Sintesis inti superberat

Inti atom superberat^[a] terbentuk dalam suatu reaksi nuklir yang menggabungkan dua inti atom dengan ukuran berbeda^[b] menjadi satu inti; secara umum, semakin besar perbedaan massa kedua inti tersebut, semakin besar kemungkinan keduanya bereaksi.^[17] Material yang terdiri dari inti-inti yang lebih berat dibuat menjadi target, yang kemudian ditembaki oleh berkas inti-inti yang lebih ringan. Dua inti hanya dapat berfusi menjadi satu jika keduanya berada cukup dekat satu sama lain. Biasanya, inti atom (yang semuanya bermuatan positif) saling tolak-menolak akibat tolakan elektrostatik. Interaksi kuat dapat mengatasi tolakan ini, tetapi hanya dalam jarak yang sangat pendek dari inti. Oleh karena itu, inti-inti dalam berkas dipercepat dengan sangat kuat agar tolakan tersebut menjadi tidak signifikan dibandingkan dengan kecepatan inti dalam berkas.^[18] Energi yang diberikan untuk mempercepat inti-inti dalam berkas dapat membuatnya mencapai kecepatan hingga sepersepuluh kecepatan cahaya. Namun, jika energi yang diberikan terlalu besar, inti dalam berkas dapat terurai.^[18]

Berada cukup dekat saja belum cukup bagi dua inti untuk berfusi. Ketika dua inti saling mendekat, biasanya keduanya hanya tetap bersama selama sekitar 10⁻²⁰ detik, kemudian berpisah kembali (tidak selalu dengan komposisi yang sama seperti sebelum reaksi), alih-alih membentuk satu inti.^[18][19] Hal ini terjadi karena selama upaya pembentukan satu inti, tolakan elektrostatik dapat memisahkan inti yang sedang terbentuk.^[18] Setiap pasangan target dan berkas dicirikan oleh penampang lintangnya, yaitu probabilitas terjadinya fusi apabila dua inti saling mendekat, yang dinyatakan dalam bentuk luas penampang melintang yang harus terkena oleh partikel datang agar fusi terjadi.^[c] Fusi ini dapat terjadi sebagai akibat efek kuantum yang memungkinkan inti-inti menembus tolakan elektrostatik melalui proses yang disebut penerowongan kuantum. Jika kedua inti dapat tetap berdekatan setelah melewati tahap tersebut, berbagai interaksi nuklir akan terjadi dan menyebabkan redistribusi energi hingga tercapai keseimbangan energi.^[18]

Video luar

Visualisasi fusi nuklir yang tidak berhasil, berdasarkan perhitungan dari Universitas Nasional Australia[21]

Hasil penggabungan tersebut berada dalam keadaan tereksitasi^[22]—yang disebut inti gabungan—dan karena itu sangat tidak stabil.^[18] Untuk mencapai keadaan yang lebih stabil, penggabungan sementara ini dapat mengalami fisi tanpa membentuk inti yang lebih stabil.^[23] Sebagai alternatif, inti gabungan dapat memancarkan beberapa neutron yang membawa pergi energi eksitasi. Jika energi tersebut tidak cukup untuk menyebabkan pelepasan neutron, inti gabungan akan memancarkan sinar gama. Proses ini terjadi sekitar 10⁻¹⁶ detik setelah tumbukan nuklir awal dan menghasilkan inti yang lebih stabil.^[23] Definisi yang ditetapkan oleh Pihak Kerja Bersama IUPAC/IUPAP (JWP) menyatakan bahwa suatu unsur kimia hanya dapat diakui sebagai unsur yang telah ditemukan jika inti atomnya tidak meluruh dalam waktu 10⁻¹⁴ detik. Nilai ini dipilih sebagai perkiraan waktu yang diperlukan sebuah inti untuk memperoleh elektron dan dengan demikian menunjukkan sifat-sifat kimianya.^[24][d]

Peluruhan dan deteksi

Berkas melewati target dan mencapai ruang berikutnya, yaitu pemisah; jika inti baru terbentuk, inti tersebut akan terbawa bersama berkas ini.^[26] Di dalam pemisah, inti yang baru terbentuk dipisahkan dari nuklida lainnya (baik nuklida dari berkas awal maupun produk reaksi lainnya),^[e] kemudian dipindahkan ke detektor perintang permukaan yang menghentikan inti tersebut. Lokasi pasti dari tumbukan yang akan terjadi pada detektor ditandai; demikian pula energi dan waktu kedatangannya.^[26] Proses pemindahan berlangsung sekitar 10⁻⁶ detik; agar dapat dideteksi, inti tersebut harus bertahan hidup selama waktu tersebut.^[29] Inti tersebut kemudian dicatat kembali ketika peluruhannya terdeteksi, dan lokasi, energi, serta waktu peluruhan diukur.^[26]

Kestabilan suatu inti diberikan oleh interaksi kuat. Namun, jangkauan interaksi ini sangat pendek; ketika ukuran inti semakin besar, pengaruhnya terhadap nukleon terluar (proton dan neutron) semakin melemah. Pada saat yang sama, inti ditarik untuk terpecah oleh tolakan elektrostatik antarproton, dan jangkauan gaya ini tidak terbatas.^[30] Energi ikat total yang diberikan oleh interaksi kuat meningkat secara linear terhadap jumlah nukleon, sedangkan tolakan elektrostatik meningkat sebanding dengan kuadrat nomor atom. Dengan kata lain, tolakan elektrostatik meningkat lebih cepat dan menjadi semakin penting pada inti berat dan superberat.^[31][32] Oleh karena itu, secara teoretis inti superberat diprediksi^[33] dan sejauh ini telah diamati^[34] meluruh terutama melalui mode peluruhan yang disebabkan oleh tolakan tersebut, yaitu peluruhan alfa dan fisi spontan.^[f] Hampir semua pemancar alfa memiliki lebih dari 210 nukleon,^[36] dan nuklida paling ringan yang umumnya mengalami fisi spontan memiliki 238 nukleon.^[37] Pada kedua mode peluruhan tersebut, inti dihambat untuk meluruh oleh perintang energi yang sesuai untuk masing-masing mode, tetapi inti tetap dapat melewati perintang tersebut melalui penerowongan kuantum.^[31][32]

Partikel alfa umumnya dihasilkan dalam peluruhan radioaktif karena massa partikel alfa per nukleon cukup kecil sehingga masih terdapat sejumlah energi yang dapat digunakan sebagai energi kinetik partikel alfa untuk meninggalkan inti.^[39] Fisi spontan disebabkan oleh tolakan elektrostatik yang merobek inti dan menghasilkan berbagai inti yang berbeda pada setiap peristiwa fisi dari inti-inti yang identik.^[32] Seiring meningkatnya nomor atom, fisi spontan menjadi semakin penting dengan cepat: waktu paruh parsial fisi spontan berkurang sebesar 23 orde besaran dari uranium (unsur 92) hingga nobelium (unsur 102),^[40] dan sebesar 30 orde besaran dari torium (unsur 90) hingga fermium (unsur 100).^[41] Model tetesan cair yang lebih awal kemudian menyatakan bahwa fisi spontan akan terjadi hampir seketika karena hilangnya perintang fisi pada inti yang memiliki sekitar 280 nukleon.^[32][42] Model kulit inti yang muncul kemudian menyatakan bahwa inti dengan sekitar 300 nukleon akan membentuk pulau kestabilan, tempat inti-inti akan lebih tahan terhadap fisi spontan dan umumnya mengalami peluruhan alfa dengan waktu paruh yang lebih panjang.^[32][42] Penemuan-penemuan berikutnya menunjukkan bahwa pulau kestabilan yang diprediksi mungkin berada lebih jauh daripada perkiraan awal. Penemuan tersebut juga menunjukkan bahwa inti yang berada di antara aktinida berumur panjang dan pulau kestabilan yang diprediksi memiliki bentuk terdeformasi serta memperoleh kestabilan tambahan dari efek kulit.^[43] Eksperimen terhadap inti superberat yang lebih ringan,^[44] serta inti yang lebih dekat dengan pulau kestabilan yang diperkirakan,^[40] menunjukkan kestabilan terhadap fisi spontan yang lebih besar daripada yang diperkirakan sebelumnya. Hal ini menunjukkan pentingnya efek kulit pada inti.^[g]

Peluruhan alfa dideteksi melalui partikel alfa yang dipancarkan, dan produk peluruhan dapat dengan mudah ditentukan sebelum peluruhan yang sebenarnya terjadi. Jika peluruhan tersebut, atau serangkaian peluruhan berturut-turut, menghasilkan inti yang telah diketahui, maka produk awal dari suatu reaksi dapat dengan mudah ditentukan.^[h] Hubungan antara semua peluruhan dalam suatu rantai peluruhan dapat dipastikan berdasarkan lokasi peluruhan tersebut, yang harus terjadi di inti yang telah diketahui dapat dikenali berdasarkan karakteristik spesifik peluruhan yang dialaminya, seperti energi peluruhan atau, lebih khusus lagi, energi kinetik partikel yang dipancarkan.^[i] Namun, fisi spontan menghasilkan berbagai inti sebagai produk, sehingga nuklida awal tidak dapat ditentukan berdasarkan inti-inti hasil peluruhannya.^[j]

Dengan demikian, informasi yang tersedia bagi para fisikawan yang bertujuan mensintesis unsur superberat adalah informasi yang dikumpulkan oleh detektor: lokasi, energi, dan waktu kedatangan suatu partikel ke detektor, serta lokasi, energi, dan waktu peluruhannya. Para fisikawan menganalisis data tersebut dan berusaha menyimpulkan bahwa peristiwa tersebut memang disebabkan oleh unsur baru dan tidak mungkin disebabkan oleh nuklida lain selain yang diklaim. Sering kali, data yang tersedia tidak cukup untuk menyimpulkan dengan pasti bahwa unsur baru telah berhasil diciptakan, meskipun tidak terdapat penjelasan lain untuk efek yang diamati. Kesalahan dalam menafsirkan data juga pernah terjadi.^[k]

Penemuan

Latar belakang

Uranium, unsur dengan nomor atom 92, merupakan unsur terberat yang terdapat dalam jumlah signifikan di alam. Unsur-unsur yang lebih berat hanya dapat diproduksi secara praktis melalui sintesis. Sintesis pertama suatu unsur baru, yaitu neptunium dengan nomor atom 93, berhasil dilakukan pada tahun 1940 oleh tim peneliti di Amerika Serikat.^[55] Pada tahun-tahun berikutnya, para ilmuwan Amerika berhasil menyintesis unsur-unsur hingga mencapai mendelevium, unsur dengan nomor atom 101, yang berhasil disintesis pada tahun 1955. Mulai dari unsur dengan nomor atom 102, prioritas penemuan dipersengketakan antara fisikawan Amerika dan Soviet.^[56] Persaingan tersebut menghasilkan perlombaan untuk menemukan unsur-unsur baru sekaligus mendapatkan pengakuan atas penemuan mereka, yang kemudian dikenal sebagai Perang Transfermium.^[57]

Laporan

Laporan pertama mengenai penemuan unsur 105 berasal dari JINR di Dubna, Oblast Moskow, Uni Soviet, pada April 1968. Para ilmuwan membombardir ²⁴³Am dengan berkas ion ²²Ne dan melaporkan aktivitas alfa sebesar 9,4 MeV (dengan waktu paruh 0,1–3 detik) dan 9,7 MeV (waktu paruh >0,05 detik), yang kemudian diikuti oleh aktivitas alfa yang serupa dengan aktivitas ²⁵⁶103 atau ²⁵⁷103. Berdasarkan prediksi teoretis sebelumnya, kedua garis aktivitas tersebut masing-masing diidentifikasi sebagai ²⁶¹105 dan ²⁶⁰105.^[58]

243
95Am + 22
10Ne → ^265−x105 + x n (x = 4, 5)

Setelah mengamati peluruhan alfa unsur 105, para peneliti berupaya mengamati fisi spontan (SF) unsur tersebut dan mempelajari fragmen fisi yang dihasilkan. Mereka menerbitkan sebuah makalah pada Februari 1970 yang melaporkan beberapa contoh dari dua aktivitas tersebut, dengan waktu paruh masing-masing 14 ms dan 2,2±0,5 detik. Mereka mengidentifikasi aktivitas pertama sebagai ^242mfAm^[l] dan mengaitkan aktivitas kedua dengan suatu isotop unsur 105. Mereka menyatakan bahwa kecil kemungkinan aktivitas tersebut berasal dari reaksi transfer, bukan dari unsur 105, karena rasio hasil reaksi ini jauh lebih rendah daripada reaksi transfer yang menghasilkan ^242mfAm, sesuai dengan prediksi teoretis. Untuk memastikan bahwa aktivitas tersebut bukan berasal dari reaksi (²²Ne,xn), para peneliti membombardir target ²⁴³Am dengan ion ¹⁸O. Reaksi yang menghasilkan ²⁵⁶103 dan ²⁵⁷103 menunjukkan aktivitas SF yang sangat kecil (sesuai dengan data yang telah ditetapkan), sedangkan reaksi yang menghasilkan ²⁵⁸103 dan ²⁵⁹103 yang lebih berat sama sekali tidak menghasilkan aktivitas SF, sesuai dengan data teoretis. Para peneliti menyimpulkan bahwa aktivitas yang diamati berasal dari SF unsur 105.^[58]

Pada April 1970, sebuah tim di LBNL di Berkeley, California, Amerika Serikat, mengklaim telah berhasil mensintesis unsur 105 dengan membombardir ²⁴⁹Cf menggunakan ion ¹⁵N, yang menghasilkan aktivitas alfa sebesar 9,1 MeV. Untuk memastikan bahwa aktivitas tersebut tidak berasal dari reaksi lain, tim tersebut mencoba beberapa reaksi lain: membombardir ²⁴⁹Cf dengan ¹⁴N, Pb dengan ¹⁵N, dan Hg dengan ¹⁵N. Mereka menyatakan bahwa tidak ditemukan aktivitas serupa dalam reaksi-reaksi tersebut. Karakteristik inti anak sesuai dengan karakteristik ²⁵⁶103, yang menunjukkan bahwa inti induknya adalah ²⁶⁰105.^[58]

249
98Cf + 15
7N → ²⁶⁰105 + 4 n

Hasil-hasil tersebut tidak mengonfirmasi temuan JINR mengenai peluruhan alfa 9,4 MeV atau 9,7 MeV dari ²⁶⁰105, sehingga hanya ²⁶¹105 yang mungkin telah berhasil diproduksi.^[58]

JINR kemudian melakukan eksperimen lain untuk menciptakan unsur 105, yang dilaporkan pada Mei 1970. Mereka mengklaim telah menyintesis lebih banyak inti unsur 105 dan bahwa eksperimen tersebut mengonfirmasi penelitian mereka sebelumnya. Menurut makalah tersebut, isotop yang dihasilkan oleh JINR kemungkinan besar adalah ²⁶¹105, atau mungkin ²⁶⁰105.^[58] Laporan ini juga mencakup pemeriksaan kimia awal: metode kromatografi gas dengan gradien termal diterapkan untuk menunjukkan bahwa klorida dari unsur yang terbentuk dari aktivitas SF memiliki sifat yang hampir sama dengan niobium pentaklorida, bukan hafnium tetraklorida. Tim tersebut mengidentifikasi aktivitas SF dengan waktu paruh 2,2 detik dalam suatu klorida volatil yang menunjukkan sifat eka-tantalum, dan menyimpulkan bahwa sumber aktivitas SF tersebut pasti merupakan unsur 105.^[58]

Pada Juni 1970, JINR melakukan perbaikan terhadap eksperimen pertama mereka dengan menggunakan target yang lebih murni dan mengurangi intensitas reaksi transfer dengan memasang kolimator sebelum penangkap. Kali ini, mereka berhasil menemukan aktivitas alfa sebesar 9,1 MeV dengan isotop anak yang dapat diidentifikasi sebagai ²⁵⁶103 atau ²⁵⁷103, yang menunjukkan bahwa isotop awalnya adalah ²⁶⁰105 atau ²⁶¹105.^[58]

Kontroversi penamaan

JINR tidak mengusulkan nama setelah laporan pertama mereka yang mengklaim sintesis unsur 105, padahal hal tersebut biasanya merupakan praktik yang dilakukan. Hal ini membuat LBNL menganggap bahwa JINR belum memiliki cukup data eksperimen untuk mendukung klaim mereka.^[59] Setelah mengumpulkan lebih banyak data, JINR mengusulkan nama bohrium (Bo) untuk menghormati fisikawan nuklir Denmark, Niels H. D. Bohr, salah satu tokoh yang mengembangkan teori struktur atom dan teori kuantum.^[60] Mereka kemudian mengubah usulan tersebut menjadi nielsbohrium (Ns) untuk menghindari kebingungan dengan boron.^[61] Nama lain yang juga diusulkan adalah dubnium.^[62][63] Ketika LBNL pertama kali mengumumkan sintesis unsur 105, mereka mengusulkan agar unsur baru tersebut diberi nama hahnium (Ha), untuk menghormati kimiawan Jerman Otto Hahn, yang dikenal sebagai "bapak kimia nuklir". Hal ini kemudian memicu kontroversi mengenai penamaan unsur tersebut.^[64]

Pada awal 1970-an, kedua tim melaporkan sintesis unsur berikutnya, yaitu unsur 106, tetapi tidak mengusulkan nama.^[65] JINR mengusulkan pembentukan komite internasional untuk memperjelas kriteria penemuan. Usulan tersebut diterima pada tahun 1974 dan sebuah kelompok gabungan yang netral dibentuk.^[66] Namun, tidak ada tim yang tertarik menyelesaikan konflik melalui pihak ketiga. Oleh karena itu, para ilmuwan terkemuka dari LBNL—Albert Ghiorso dan Glenn T. Seaborg—melakukan perjalanan ke Dubna pada tahun 1975 dan bertemu dengan para ilmuwan terkemuka JINR—Georgy N. Flerov, Yuri T. Oganessian, dan lainnya—untuk mencoba menyelesaikan konflik secara internal dan membuat kelompok gabungan yang netral tidak diperlukan. Setelah dua jam berdiskusi, upaya tersebut gagal.^[67] Kelompok gabungan netral tersebut tidak pernah berkumpul untuk menilai klaim-klaim yang ada, sehingga konflik tetap tidak terselesaikan.^[66] Pada tahun 1979, IUPAC mengusulkan nama unsur sistematis untuk digunakan sebagai nama sementara sampai nama permanen ditetapkan. Berdasarkan sistem tersebut, unsur 105 akan diberi nama unnilpentium, yang berasal dari akar bahasa Latin un- dan nil- serta akar bahasa Yunani pent- (masing-masing berarti "satu", "nol", dan "lima", yang merupakan angka-angka dalam nomor atomnya). Kedua tim mengabaikan nama tersebut karena mereka tidak ingin melemahkan klaim penemuan mereka.^[68]

Pada tahun 1981, Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI; Perhimpunan Penelitian Ion Berat) di Darmstadt, Hessen, Jerman Barat, mengklaim telah menyintesis unsur 107. Laporan mereka diterbitkan lima tahun setelah laporan pertama JINR, tetapi memiliki tingkat ketelitian yang lebih tinggi sehingga memberikan klaim penemuan yang lebih kuat.^[58] GSI mengakui upaya JINR dengan mengusulkan nama nielsbohrium untuk unsur baru tersebut.^[66] JINR tidak mengusulkan nama baru untuk unsur 105 dan menyatakan bahwa menentukan siapa penemunya lebih penting terlebih dahulu.^[66]

Pada tahun 1985, IUPAC dan IUPAP membentuk Transfermium Working Group (TWG) untuk menilai klaim penemuan dan menetapkan nama akhir bagi unsur-unsur yang kontroversial.^[58] Kelompok tersebut mengadakan pertemuan dengan perwakilan dari tiga lembaga yang bersaing. Pada tahun 1990, mereka menetapkan kriteria untuk mengakui suatu penemuan unsur, dan pada tahun 1991 mereka menyelesaikan penilaian terhadap klaim penemuan dan membubarkan kelompok tersebut. These results were published in 1993. Hasilnya diterbitkan pada tahun 1993. Menurut laporan tersebut, eksperimen pertama yang benar-benar berhasil adalah eksperimen LBNL pada April 1970, yang kemudian diikuti oleh eksperimen JINR pada Juni 1970. Oleh karena itu, penghargaan atas penemuan unsur tersebut seharusnya diberikan kepada kedua tim.^[58]

LBNL menyatakan bahwa kontribusi JINR dinilai terlalu tinggi dalam peninjauan tersebut. Mereka mengklaim bahwa JINR baru dapat membuktikan secara tidak ambigu sintesis unsur 105 setahun setelah mereka melakukannya. JINR dan GSI mendukung laporan tersebut.^[66]

Pada tahun 1994, IUPAC menerbitkan rekomendasi mengenai penamaan unsur-unsur yang diperselisihkan. Untuk unsur 105, mereka mengusulkan nama joliotium (Jl), diambil dari nama fisikawan Prancis Jean F. Joliot-Curie, yang berkontribusi pada perkembangan fisika dan kimia nuklir. Nama ini sebelumnya telah diusulkan oleh tim Soviet untuk unsur 102, yang pada saat itu sudah lama dikenal sebagai nobelium.^[69] Rekomendasi tersebut dikritik oleh para ilmuwan Amerika karena beberapa alasan. Pertama, usulan nama mereka dianggap tertukar: nama rutherfordium dan hahnium, yang awalnya diusulkan Berkeley untuk unsur 104 dan 105, masing-masing dipindahkan ke unsur 106 dan 108. Kedua, unsur 104 dan 105 diberi nama yang lebih disukai JINR, meskipun sebelumnya LBNL telah diakui sebagai salah satu penemu bersama untuk kedua unsur tersebut. Ketiga dan yang paling penting, IUPAC menolak nama seaborgium untuk unsur 106, setelah baru saja menyetujui aturan bahwa suatu unsur tidak dapat dinamai berdasarkan orang yang masih hidup, meskipun laporan tahun 1993 memberikan penghargaan tunggal kepada tim LBNL atas penemuan unsur tersebut.^[70]

Pada tahun 1995, IUPAC membatalkan aturan kontroversial tersebut dan membentuk sebuah komite yang terdiri atas perwakilan nasional dengan tujuan mencari kompromi. Mereka mengusulkan nama seaborgium untuk unsur 106 dengan imbalan penghapusan semua usulan nama Amerika lainnya, kecuali nama lawrencium yang telah ditetapkan untuk unsur 103. Nama nobelium yang telah lama digunakan untuk unsur 102 diganti menjadi flerovium untuk menghormati Georgy N. Flerov, setelah laporan tahun 1993 mengakui bahwa unsur tersebut pertama kali disintesis di Dubna. Usulan ini ditolak oleh para ilmuwan Amerika dan keputusan tersebut kemudian ditarik kembali.^[71][1] Nama flerovium kemudian digunakan untuk unsur 114.^[72]

Pada tahun 1996, IUPAC mengadakan pertemuan lain, mempertimbangkan kembali seluruh nama yang telah diusulkan, dan menerima serangkaian rekomendasi baru. Rekomendasi tersebut disetujui dan diterbitkan pada tahun 1997.^[73] Unsur 105 diberi nama dubnium (Db), diambil dari nama Dubna di Rusia, lokasi JINR. Usulan nama dari Amerika digunakan untuk unsur 102, 103, 104, dan 106. Nama dubnium sebelumnya telah digunakan untuk unsur 104 dalam rekomendasi IUPAC sebelumnya. Para ilmuwan Amerika "dengan enggan" menyetujui keputusan tersebut.^[74] IUPAC menunjukkan bahwa LBNL telah beberapa kali mendapat pengakuan melalui penamaan unsur amerisium, berkelium, dan kalifornium, dan bahwa penerimaan nama rutherfordium dan seaborgium untuk unsur 104 dan 106 seharusnya diimbangi dengan pengakuan terhadap kontribusi JINR dalam penemuan unsur 104, 105, dan 106.^[75]

Bahkan setelah tahun 1997, LBNL masih terkadang menggunakan nama hahnium untuk unsur 105 dalam materi mereka sendiri, termasuk hingga tahun 2014.^{[76][77][78][79]} Namun, masalah tersebut akhirnya terselesaikan dalam literatur ilmiah ketika Jens V. Kratz, penyunting Radiochimica Acta, menolak menerima makalah yang tidak menggunakan tata nama IUPAC tahun 1997.^[80]

Isotop

Dubnium, yang memiliki nomor atom 105, merupakan unsur superberat; seperti semua unsur dengan nomor atom setinggi itu, dubnium sangat tidak stabil. Isotop dubnium yang diketahui memiliki umur paling panjang, ²⁶⁸Db, mempunyai waktu paruh sekitar satu hari.^[82] Belum ada isotop stabil yang ditemukan, dan perhitungan JINR pada tahun 2012 menunjukkan bahwa waktu paruh semua isotop dubnium kemungkinan tidak akan jauh melebihi satu hari.^[81][m] Dubnium hanya dapat diperoleh melalui produksi buatan.^[n]

Waktu paruh dubnium yang singkat membatasi eksperimen yang dapat dilakukan. Hal ini semakin diperburuk oleh fakta bahwa isotop-isotop yang paling stabil justru merupakan yang paling sulit disintesis.^[85] Unsur dengan nomor atom lebih rendah memiliki isotop stabil dengan rasio neutron–proton yang lebih rendah dibandingkan unsur dengan nomor atom lebih tinggi. Artinya, inti target dan inti berkas yang dapat digunakan untuk menghasilkan unsur superberat memiliki jumlah neutron yang lebih sedikit daripada yang dibutuhkan untuk membentuk isotop-isotop yang paling stabil tersebut. (Berbagai teknik yang didasarkan pada penangkapan neutron cepat dan reaksi transfer sedang dipertimbangkan pada dekade 2010-an, tetapi teknik yang didasarkan pada tumbukan antara inti berukuran besar dan kecil masih mendominasi penelitian di bidang ini.)^[86][87]

Hanya beberapa atom ²⁶⁸Db yang dapat dihasilkan dalam setiap eksperimen, sehingga waktu hidup yang terukur dapat sangat bervariasi selama proses penelitian. Hingga tahun 2022, setelah eksperimen tambahan yang dilakukan di Superheavy Element Factory milik JINR (yang mulai beroperasi pada tahun 2019), waktu paruh ²⁶⁸Db telah diukur sekitar 16+6
−4 jam.^[88] Isotop paling stabil kedua, ²⁷⁰Db, telah diproduksi dalam jumlah yang bahkan lebih sedikit: total hanya tiga atom, dengan waktu hidup masing-masing 33,4 jam,^[89] 1,3 jam, dan 1,6 jam.^[90] Kedua isotop tersebut merupakan isotop dubnium terberat yang diketahui hingga saat ini. Keduanya dihasilkan melalui peluruhan inti yang lebih berat, yaitu ²⁸⁸Mc dan ²⁹⁴Ts, bukan secara langsung, karena eksperimen yang menghasilkan isotop-isotop tersebut pada awalnya dirancang di Dubna menggunakan berkas ⁴⁸Ca.^[91] Berdasarkan massanya, ⁴⁸Ca memiliki neutron berlebih yang jauh lebih besar daripada semua inti yang secara praktis stabil, baik secara absolut maupun relatif.^[82] Hal ini membantu sintesis inti superberat yang memiliki lebih banyak neutron. Namun, keuntungan tersebut diimbangi oleh semakin kecilnya kemungkinan terjadinya fusi pada unsur dengan nomor atom tinggi.^[92]

Sifat yang diprediksi

Menurut hukum periodik, dubnium seharusnya termasuk dalam golongan 5, bersama vanadium, niobium, dan tantalum. Beberapa penelitian telah mengkaji sifat-sifat unsur 105 dan menemukan bahwa secara umum hasilnya sesuai dengan prediksi hukum periodik. Meskipun demikian, penyimpangan yang signifikan dapat terjadi akibat efek relativistik,^[o] yang secara drastis mengubah sifat fisik baik pada skala atom maupun makroskopis. Sifat-sifat ini masih sulit diukur karena beberapa alasan: sulitnya memproduksi atom superberat, laju produksinya yang sangat rendah sehingga penelitian hanya dapat dilakukan pada skala mikroskopis, kebutuhan akan laboratorium radiokimia untuk menguji atom-atom tersebut, waktu paruh atom yang sangat singkat, serta adanya banyak aktivitas yang tidak diinginkan selain aktivitas yang berasal dari sintesis atom superberat. Sejauh ini, penelitian hanya dapat dilakukan pada atom tunggal.^[1]

Sifat atom dan fisik

Efek relativistik secara langsung adalah bahwa ketika nomor atom suatu unsur meningkat, elektron-elektron yang berada paling dekat dengan inti mulai bergerak mengelilingi inti dengan lebih cepat akibat meningkatnya gaya tarik elektromagnetik antara elektron dan inti. Efek serupa ditemukan pada orbital s terluar (dan orbital p_1/2, meskipun orbital tersebut tidak terisi pada dubnium). Sebagai contoh, orbital 7s mengalami kontraksi ukuran sebesar 25% dan menjadi lebih stabil pada 2,6 eV.^[1]

Efek yang lebih tidak langsung adalah bahwa orbital s dan p_1/2 yang mengalami kontraksi menjadi lebih efektif dalam menyekat muatan inti, sehingga gaya tarik yang dirasakan oleh elektron d dan f terluar menjadi lebih kecil. Akibatnya, elektron-elektron tersebut bergerak dalam orbital yang lebih besar. Dubnium sangat dipengaruhi oleh efek ini: berbeda dengan anggota golongan 5 sebelumnya, elektron 7s pada dubnium sedikit lebih sulit dilepaskan dibandingkan elektron 6d.^[1]

Efek lainnya adalah interaksi spin–orbit, khususnya pemisahan spin–orbit, yang membagi subkulit 6d—bilangan kuantum azimut ℓ untuk kulit d adalah 2—menjadi dua subkulit. Empat dari sepuluh orbital tersebut mengalami penurunan nilai ℓ menjadi 3/2, sedangkan enam lainnya meningkat menjadi 5/2. Semua sepuluh tingkat energi mengalami kenaikan; empat di antaranya berada pada energi yang lebih rendah dibandingkan enam lainnya. (Tiga elektron 6d biasanya menempati tingkat energi terendah, yaitu 6d_3/2.)^[1]

Atom dubnium yang terionisasi satu kali (Db⁺) diperkirakan kehilangan satu elektron 6d dibandingkan dengan atom netral. Atom dubnium yang terionisasi dua kali (Db²⁺) atau tiga kali (Db³⁺) diperkirakan akan melepaskan elektron 7s, berbeda dengan homolognya yang lebih ringan. Meskipun mengalami perubahan tersebut, dubnium tetap diperkirakan memiliki lima elektron valensi. Karena orbital 6d pada dubnium lebih terdestabilisasi dibandingkan orbital 5d pada tantalum, dan Db³⁺ diperkirakan masih memiliki dua elektron 6d, bukan elektron 7s, maka keadaan oksidasi +3 yang dihasilkan diperkirakan tidak stabil dan bahkan lebih jarang ditemukan dibandingkan keadaan +3 pada tantalum. Potensial ionisasi dubnium dalam keadaan oksidasi maksimum +5-nya diperkirakan sedikit lebih rendah daripada tantalum, sedangkan jari-jari ionik dubnium diperkirakan meningkat dibandingkan tantalum. Hal ini memberikan pengaruh yang signifikan terhadap kimia dubnium.^[1]

Atom-atom dubnium dalam keadaan padat diperkirakan akan tersusun dalam struktur kubus berpusat-badan, seperti unsur-unsur golongan 5 sebelumnya.^[2] Massa jenis dubnium diperkirakan sebesar 21,6 g/cm³.^[3]

Sifat kimia

Kimia komputasi paling sederhana dilakukan pada kimia fase gas, karena interaksi antarmolekul dapat diabaikan karena dianggap tidak signifikan. Beberapa peneliti^[1] telah mempelajari dubnium pentaklorida. Perhitungan menunjukkan bahwa senyawa ini konsisten dengan hukum periodik karena memiliki sifat-sifat senyawa dari unsur golongan 5. Sebagai contoh, tingkat orbital molekul menunjukkan bahwa dubnium menggunakan tiga tingkat elektron 6d, sebagaimana yang diperkirakan. Dibandingkan dengan analog tantalumnya, dubnium pentaklorida diperkirakan menunjukkan karakter kovalen yang lebih kuat: terjadi penurunan muatan efektif pada atom dan peningkatan populasi tumpang tindih (antara orbital dubnium dan klorin).^[1]

Perhitungan kimia dalam larutan menunjukkan bahwa keadaan oksidasi maksimum dubnium, yaitu +5, akan lebih stabil dibandingkan keadaan oksidasi +5 pada niobium dan tantalum, sedangkan keadaan +3 dan +4 akan kurang stabil. Kecenderungan kation dengan keadaan oksidasi tertinggi untuk mengalami hidrolisis diperkirakan terus menurun dalam golongan 5, tetapi proses tersebut masih diperkirakan berlangsung cukup cepat. Pembentukan kompleks dubnium diperkirakan mengikuti pola golongan 5 dalam hal keragamannya. Perhitungan terhadap kompleks hidroksoklorida menunjukkan adanya pembalikan tren dalam pembentukan dan ekstraksi kompleks unsur-unsur golongan 5, dengan dubnium yang diperkirakan lebih mudah mengalami proses tersebut dibandingkan tantalum.^[1]

Kimia eksperimental

Hasil eksperimen mengenai kimia dubnium sudah ada sejak tahun 1974 dan 1976. Para peneliti JINR menggunakan sistem termokromatografi dan menyimpulkan bahwa volatilitas dubnium bromida lebih rendah daripada niobium bromida dan kira-kira sama dengan hafnium bromida. Namun, belum dapat dipastikan bahwa produk fisi yang terdeteksi benar-benar mengonfirmasi bahwa inti induknya adalah unsur 105. Hasil ini dapat mengindikasikan bahwa dubnium berperilaku lebih mirip hafnium daripada niobium.^[1]

Penelitian berikutnya mengenai kimia dubnium dilakukan pada tahun 1988 di Berkeley. Penelitian tersebut menguji apakah keadaan oksidasi dubnium yang paling stabil dalam larutan berair adalah +5. Dubnium diuapkan dua kali dan dicuci dengan asam nitrat pekat. Selanjutnya, sorpsi dubnium pada kaca penutup dibandingkan dengan unsur golongan 5, yaitu niobium dan tantalum, serta unsur golongan 4, yaitu zirkonium dan hafnium, yang dihasilkan dalam kondisi serupa. Unsur-unsur golongan 5 diketahui dapat tersorpsi pada permukaan kaca, sedangkan unsur golongan 4 tidak. Dubnium kemudian dikonfirmasi sebagai anggota golongan 5. Menariknya, perilaku dubnium saat diekstraksi dari larutan campuran asam nitrat dan asam fluorida ke dalam metil isobutil keton berbeda dari tantalum dan niobium. Dubnium tidak terekstraksi dan perilakunya lebih menyerupai niobium daripada tantalum. Hal ini menunjukkan bahwa perilaku pembentukan kompleks tidak dapat diprediksi hanya dengan melakukan ekstrapolasi sederhana terhadap tren dalam suatu golongan pada tabel periodik.^[1]

Hal tersebut mendorong penelitian lebih lanjut mengenai perilaku kimia kompleks dubnium. Berbagai laboratorium secara bersama-sama melakukan ribuan eksperimen kromatografi berulang antara tahun 1988 dan 1993. Semua unsur golongan 5 dan protaktinium diekstraksi dari asam klorida pekat. Setelah dicampur dengan konsentrasi hidrogen klorida yang lebih rendah, sejumlah kecil hidrogen fluorida ditambahkan untuk memulai ekstraksi balik secara selektif. Dubnium menunjukkan perilaku yang berbeda dari tantalum, tetapi mirip dengan niobium dan pseudohomolognya, protaktinium, pada konsentrasi hidrogen klorida di bawah 12 mol/L. Kemiripan dengan kedua unsur tersebut menunjukkan bahwa kompleks yang terbentuk kemungkinan berupa DbOX−4 atau [Db(OH)₂X₄]⁻. Setelah dilakukan eksperimen ekstraksi dubnium dari hidrogen bromida ke dalam diisobutil karbinol (2,6-dimetilheptan-4-ol), yaitu zat pengekstrak khusus untuk protaktinium, yang kemudian dilanjutkan dengan elusi menggunakan campuran hidrogen klorida/hidrogen fluorida serta hidrogen klorida, ditemukan bahwa dubnium lebih sulit diekstraksi dibandingkan protaktinium maupun niobium. Hal ini dijelaskan sebagai akibat meningkatnya kecenderungan dubnium membentuk kompleks dengan beberapa muatan negatif yang tidak dapat diekstraksi. Eksperimen lebih lanjut pada tahun 1992 mengonfirmasi kestabilan keadaan +5. Db(V) terbukti dapat diekstraksi dari kolom pertukaran kation menggunakan α‐hidroksiisobutirat, seperti halnya unsur golongan 5 dan protaktinium; sedangkan Db(III) dan Db(IV) tidak dapat diekstraksi. Pada tahun 1998 dan 1999, prediksi baru menunjukkan bahwa dubnium akan dapat diekstraksi dari larutan halida hampir sama baiknya dengan niobium dan lebih baik daripada tantalum. Prediksi ini kemudian dikonfirmasi.^[1]

Eksperimen pertama kromatografi gas isotermal dilakukan pada tahun 1992 menggunakan ²⁶²Db, yang memiliki waktu paruh 35 detik. Volatilitas niobium dan tantalum berada dalam kisaran yang sama berdasarkan batas kesalahan pengukuran, tetapi dubnium tampak jauh lebih kurang volatil. Diduga bahwa jejak oksigen dalam sistem mungkin menyebabkan terbentuknya DbOBr₃, yang diperkirakan kurang volatil dibandingkan DbBr₅. Eksperimen berikutnya pada tahun 1996 menunjukkan bahwa klorida unsur-unsur golongan 5 lebih volatil daripada bromida yang bersesuaian, kecuali tantalum, kemungkinan karena terbentuknya TaOCl₃. Penelitian volatilitas berikutnya terhadap klorida dubnium dan niobium, dengan tekanan parsial oksigen yang dikendalikan, menunjukkan bahwa pembentukan oksiklorida dan volatilitas secara umum bergantung pada konsentrasi oksigen. Oksiklorida terbukti kurang volatil dibandingkan klorida.^[1]

Pada tahun 2004–2005, para peneliti dari Dubna dan Livermore mengidentifikasi isotop dubnium baru, ²⁶⁸Db, sebagai produk peluruhan alfa kelima dari unsur 115 yang baru dibuat. Isotop baru ini terbukti memiliki umur cukup panjang untuk memungkinkan eksperimen kimia lebih lanjut, dengan waktu paruh lebih dari satu hari. Dalam eksperimen tahun 2004, lapisan tipis yang mengandung dubnium diambil dari permukaan target dan dilarutkan dalam air raja bersama pelacak dan pembawa lantanum. Berbagai spesi dengan keadaan oksidasi +3, +4, dan +5 kemudian diendapkan dengan menambahkan amonium hidroksida. Endapan dicuci dan dilarutkan dalam asam klorida, kemudian diubah menjadi bentuk nitrat, dikeringkan pada sebuah film, dan dihitung. Sebagian besar spesi yang ditemukan berada dalam keadaan +5 dan langsung ditetapkan sebagai dubnium. Namun, ditemukan pula spesi +4. Berdasarkan hasil tersebut, tim peneliti memutuskan bahwa diperlukan pemisahan kimia tambahan. Pada tahun 2005, eksperimen tersebut diulangi dengan produk akhir berupa endapan hidroksida, bukan endapan nitrat. Produk tersebut kemudian diproses lebih lanjut di Livermore menggunakan kromatografi fase balik dan di Dubna menggunakan kromatografi pertukaran anion. Spesi +5 berhasil diisolasi secara efektif. Dubnium muncul tiga kali dalam fraksi yang hanya mengandung tantalum dan tidak pernah muncul dalam fraksi yang hanya mengandung niobium. Namun, para peneliti mencatat bahwa eksperimen tersebut belum cukup untuk menarik kesimpulan mengenai profil kimia dubnium secara umum.^[93]

Pada tahun 2009, di akselerator tandem JAEA di Jepang, dubnium diproses dalam larutan asam nitrat dan asam fluorida pada konsentrasi ketika niobium membentuk NbOF−4 dan tantalum membentuk TaF−6. Perilaku dubnium lebih mendekati niobium daripada tantalum. Oleh karena itu, disimpulkan bahwa dubnium membentuk DbOF−4. Berdasarkan informasi yang tersedia, disimpulkan bahwa dubnium sering berperilaku seperti niobium, terkadang seperti protaktinium, tetapi jarang seperti tantalum.^[94]

Pada tahun 2021, oksiklorida volatil berat dari unsur golongan 5, yaitu MOCl₃ (M = Nb, Ta, Db), dipelajari secara eksperimental di akselerator tandem JAEA. Urutan volatilitas yang ditemukan adalah NbOCl₃ > TaOCl₃ ≥ DbOCl₃, sehingga dubnium menunjukkan perilaku yang sesuai dengan tren periodik.^[95]

Catatan

Referensi

Bibliografi

• Audi, G.; Kondev, F. G.; Wang, M.; et al. (2017). "The NUBASE2016 evaluation of nuclear properties". Chinese Physics C. 41 (3) 030001. Bibcode:2017ChPhC..41c0001A. doi:10.1088/1674-1137/41/3/030001.
• Beiser, A. (2003). Concepts of modern physics (Edisi 6). McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-244848-1. OCLC 48965418.
• Hoffman, D. C.; Ghiorso, A.; Seaborg, G. T. (2000). The Transuranium People: The Inside Story. World Scientific. ISBN 978-1-78-326244-1.
• Kragh, H. (2018). From Transuranic to Superheavy Elements: A Story of Dispute and Creation. Springer. ISBN 978-3-319-75813-8.
• Zagrebaev, V.; Karpov, A.; Greiner, W. (2013). "Future of superheavy element research: Which nuclei could be synthesized within the next few years?". Journal of Physics: Conference Series. 420 (1) 012001. arXiv:1207.5700. Bibcode:2013JPhCS.420a2001Z. doi:10.1088/1742-6596/420/1/012001. ISSN 1742-6588. S2CID 55434734.

l b s Tabel periodik (besar)
	1	2															3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
1	H																															He
2	Li	Be																									B	C	N	O	F	Ne
3	Na	Mg																									Al	Si	P	S	Cl	Ar
4	K	Ca															Sc	Ti	V	Cr	Mn	Fe	Co	Ni	Cu	Zn	Ga	Ge	As	Se	Br	Kr
5	Rb	Sr															Y	Zr	Nb	Mo	Tc	Ru	Rh	Pd	Ag	Cd	In	Sn	Sb	Te	I	Xe
6	Cs	Ba	La	Ce	Pr	Nd	Pm	Sm	Eu	Gd	Tb	Dy	Ho	Er	Tm	Yb	Lu	Hf	Ta	W	Re	Os	Ir	Pt	Au	Hg	Tl	Pb	Bi	Po	At	Rn
7	Fr	Ra	Ac	Th	Pa	U	Np	Pu	Am	Cm	Bk	Cf	Es	Fm	Md	No	Lr	Rf	Db	Sg	Bh	Hs	Mt	Ds	Rg	Cn	Nh	Fl	Mc	Lv	Ts	Og
Logam alkali Logam alkali tanah Lan­tanida Aktinida Logam transisi Logam miskin Metaloid Nonlogam poliatomik Nonlogam diatomik Gas mulia Sifat kimia belum diketahui