Dubnio

El dubnio es un elemento químico sintético con el símbolo Db y el número atómico 105. Es altamente radiactivo: el isótopo conocido más estable, el dubnio-268, tiene una vida media de unas 28 horas. Esto limita en gran medida la investigación extendida sobre el elemento.

El dubnio no ocurre naturalmente en la Tierra y se produce artificialmente. El Instituto Conjunto Soviético para la Investigación Nuclear (JINR) reclamó el primer descubrimiento del elemento en 1968, seguido por el Laboratorio estadounidense Lawrence Berkeley en 1970. Ambos equipos propusieron sus nombres para el nuevo elemento y los usaron sin aprobación formal. La disputa de larga data se resolvió en 1993 mediante una investigación oficial de las afirmaciones de descubrimiento por parte del Grupo de Trabajo Transfermium, formado por la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada y la Unión Internacional de Física Pura y Aplicada, lo que dio como resultado que el crédito por el descubrimiento fuera compartido oficialmente entre ambos equipos. El elemento recibió el nombre formal de dubnio en 1997 en honor a la ciudad de Dubna, el sitio del JINR.

La investigación teórica establece que el dubnio es un miembro del grupo 5 en la serie 6d de metales de transición, ubicándolo debajo del vanadio, el niobio y el tántalo. El dubnio debería compartir la mayoría de las propiedades, como su configuración electrónica de valencia y tener un estado de oxidación dominante de +5, con los otros elementos del grupo 5, con algunas anomalías debidas a efectos relativistas. Una investigación limitada de la química del dubnio lo ha confirmado. Los experimentos de química de solución han revelado que el dubnio a menudo se comporta más como el niobio que como el tantalio, rompiendo tendencias periódicas.

Introducción

Los núcleos atómicos más pesados ​​se crean en reacciones nucleares que combinan otros dos núcleos de tamaño desigual en uno; aproximadamente, cuanto más desiguales sean los dos núcleos en términos de masa, mayor será la posibilidad de que los dos reaccionen. El material hecho de los núcleos más pesados ​​se convierte en un objetivo, que luego es bombardeado por el haz de núcleos más ligeros. Dos núcleos solo pueden fusionarse en uno si se acercan lo suficiente; normalmente, los núcleos (todos con carga positiva) se repelen entre sí debido a la repulsión electrostática. La interacción fuerte puede superar esta repulsión pero solo a una distancia muy corta de un núcleo; los núcleos del haz son así muy acelerados para que dicha repulsión sea insignificante en comparación con la velocidad del núcleo del haz.Acercarse solo no es suficiente para que dos núcleos se fusionen: cuando dos núcleos se acercan, generalmente permanecen juntos durante aproximadamente 10 segundos y luego se separan (no necesariamente en la misma composición que antes de la reacción) en lugar de formar un solo núcleo. Si se produce la fusión, la fusión temporal, denominada núcleo compuesto, es un estado excitado. Para perder su energía de excitación y alcanzar un estado más estable, un núcleo compuesto se fisiona o expulsa uno o varios neutrones, que se llevan la energía. Esto ocurre en aproximadamente 10 segundos después de la colisión inicial.

El rayo atraviesa el objetivo y llega a la siguiente cámara, el separador; si se produce un nuevo núcleo, se transporta con este rayo. En el separador, el núcleo recién producido se separa de otros nucleidos (el del haz original y cualquier otro producto de reacción) y se transfiere a un detector de barrera de superficie, que detiene el núcleo. Se marca la ubicación exacta del próximo impacto en el detector; también están marcadas su energía y el momento de la llegada. La transferencia tarda unos 10 segundos; para ser detectado, el núcleo debe sobrevivir tanto tiempo. El núcleo se registra nuevamente una vez que se registra su desintegración, y se miden la ubicación, la energía y el tiempo de la desintegración.

La estabilidad de un núcleo es proporcionada por la interacción fuerte. Sin embargo, su rango es muy corto; a medida que los núcleos se hacen más grandes, su influencia sobre los nucleones más externos (protones y neutrones) se debilita. Al mismo tiempo, el núcleo se desgarra por la repulsión electrostática entre los protones, ya que tiene un alcance ilimitado. Por lo tanto, los núcleos de los elementos más pesados ​​​​se predicen teóricamente y hasta ahora se ha observado que se desintegran principalmente a través de modos de desintegración causados ​​​​por dicha repulsión: desintegración alfa y fisión espontánea;estos modos son predominantes para núcleos de elementos superpesados. Las desintegraciones alfa son registradas por las partículas alfa emitidas, y los productos de desintegración son fáciles de determinar antes de la desintegración real; si tal desintegración o una serie de desintegraciones consecutivas produce un núcleo conocido, el producto original de una reacción se puede determinar aritméticamente. Sin embargo, la fisión espontánea produce varios núcleos como productos, por lo que el nucleido original no puede determinarse a partir de sus hijos.

La información disponible para los físicos que pretenden sintetizar uno de los elementos más pesados ​​es, por lo tanto, la información recopilada en los detectores: ubicación, energía y tiempo de llegada de una partícula al detector, y los de su desintegración. Los físicos analizan estos datos y buscan concluir que efectivamente fue causado por un nuevo elemento y no podría haber sido causado por un nucleido diferente al que se afirma. A menudo, los datos proporcionados son insuficientes para concluir que definitivamente se creó un nuevo elemento y no hay otra explicación para los efectos observados; se han cometido errores en la interpretación de los datos.

Descubrimiento

Fondo

El uranio, elemento 92, es el elemento más pesado que se encuentra en cantidades significativas en la naturaleza; los elementos más pesados ​​sólo pueden producirse prácticamente por síntesis. La primera síntesis de un nuevo elemento, el neptunio, elemento 93, se logró en 1940 por un equipo de investigadores en los Estados Unidos. En los años siguientes, los científicos estadounidenses sintetizaron los elementos hasta el mendelevio, el elemento 101, que se sintetizó en 1955. A partir del elemento 102, la prioridad de los descubrimientos fue disputada entre físicos estadounidenses y soviéticos. Su rivalidad resultó en una carrera por nuevos elementos y crédito por sus descubrimientos, más tarde llamada Transfermium Wars.

Informes

El primer informe del descubrimiento del elemento 105 provino del Instituto Conjunto para la Investigación Nuclear (JINR) en Dubna, Óblast de Moscú, Unión Soviética, en abril de 1968. Los científicos bombardearon Am con un haz de iones Ne e informaron 9,4 MeV (con una vida media de 0,1 a 3 segundos) y 9,7 MeV (t _1/2 > 0,05 s) actividades alfa seguidas de actividades alfa similares a las de 103 o 103. Con base en predicciones teóricas previas, las dos líneas de actividad se asignaron a 105 y 105, respectivamente.₉₅Soy+₁₀Nordeste→ 105 + xnorte(x = 4, 5)

Después de observar las desintegraciones alfa del elemento 105, los investigadores se propusieron observar la fisión espontánea (SF) del elemento y estudiar los fragmentos de fisión resultantes. Publicaron un artículo en febrero de 1970, informando múltiples ejemplos de dos de tales actividades, con vidas medias de 14 ms y2,2 ± 0,5 s. Asignaron la primera actividad a Am y atribuyeron la última actividad a un isótopo del elemento 105. Sugirieron que era poco probable que esta actividad pudiera provenir de una reacción de transferencia en lugar del elemento 105, porque la relación de rendimiento para esta reacción fue significativamente menor que la de la reacción de transferencia productora de Am, de acuerdo con las predicciones teóricas. Para establecer que esta actividad no procedía de una reacción (Ne, x n), los investigadores bombardearon un objetivo Am con iones O; las reacciones que producen 103 y 103 mostraron muy poca actividad de SF (coincidiendo con los datos establecidos), y la reacción que produjo más 103 y103 no produjo ninguna actividad SF en absoluto, en línea con los datos teóricos. Los investigadores concluyeron que las actividades observadas provenían de SF del elemento 105.

En abril de 1970, un equipo del Laboratorio Lawrence Berkeley (LBL), en Berkeley, California, Estados Unidos, afirmó haber sintetizado el elemento 105 bombardeando californio-249 con iones nitrógeno-15, con una actividad alfa de 9,1 MeV. Para asegurarse de que esta actividad no proviniera de una reacción diferente, el equipo intentó otras reacciones: bombardear Cf con N, Pb con N y Hg con N. Afirmaron que no se encontró tal actividad en esas reacciones. Las características de los núcleos hijos coincidían con las de 103, lo que implica que los núcleos progenitores eran de 105.₉₈Cf.+₇norte→ 105 + 4norte

Estos resultados no confirmaron los hallazgos de JINR con respecto a la desintegración alfa de 105 de 9,4 MeV o 9,7 MeV, dejando solo 105 como un isótopo posiblemente producido.

JINR luego intentó otro experimento para crear el elemento 105, publicado en un informe en mayo de 1970. Afirmaron que habían sintetizado más núcleos del elemento 105 y que el experimento confirmó su trabajo anterior. Según el artículo, el isótopo producido por JINR era probablemente 105, o posiblemente 105. Este informe incluía un examen químico inicial: se aplicó la versión de gradiente térmico del método de cromatografía de gases para demostrar que el cloruro de lo que se había formado a partir del SF la actividad casi coincidió con la del pentacloruro de niobio, en lugar del tetracloruro de hafnio. El equipo identificó una actividad de SF de 2,2 segundos en un cloruro volátil que representaba las propiedades del eka-tantalio e infirió que la fuente de la actividad de SF debe haber sido el elemento 105.

En junio de 1970, JINR realizó mejoras en su primer experimento, utilizando un objetivo más puro y reduciendo la intensidad de las reacciones de transferencia al instalar un colimador antes del receptor. Esta vez, pudieron encontrar actividades alfa de 9,1 MeV con isótopos hijos identificables como 103 o 103, lo que implica que el isótopo original era 105 o 105.

Controversia de nombres

JINR no propuso un nombre después de su primer informe que afirmaba la síntesis del elemento 105, que habría sido la práctica habitual. Esto llevó a LBL a creer que JINR no tenía suficientes datos experimentales para respaldar su afirmación. Después de recopilar más datos, JINR propuso el nombre bohrium (Bo) en honor al físico nuclear danés Niels Bohr, uno de los fundadores de las teorías de la estructura atómica y la teoría cuántica; pronto cambiaron su propuesta a nielsbohrium (Ns) para evitar confusiones con el boro. Cuando LBL anunció por primera vez su síntesis del elemento 105, propusieron que el nuevo elemento se llamara hahnio (Ha) en honor al químico alemán Otto Hahn, el "padre de la química nuclear", creando así una controversia sobre el nombre del elemento.

A principios de la década de 1970, ambos equipos informaron sobre la síntesis del siguiente elemento, el elemento 106, pero no sugirieron nombres. JINR sugirió establecer un comité internacional para aclarar los criterios de descubrimiento. Esta propuesta fue aceptada en 1974 y se formó un grupo conjunto neutral. Ninguno de los equipos mostró interés en resolver el conflicto a través de un tercero, por lo que los principales científicos de LBL, Albert Ghiorso y Glenn Seaborg, viajaron a Dubna en 1975 y se reunieron con los principales científicos de JINR, Georgy Flerov, Yuri Oganessian y otros, para tratar de resolver el conflicto internamente y hacer innecesario el grupo mixto neutral; después de dos horas de discusiones, esto fracasó. El grupo neutral conjunto nunca se reunió para evaluar los reclamos y el conflicto quedó sin resolver.En 1979, la IUPAC sugirió que se usaran nombres de elementos sistemáticos como marcadores de posición hasta que se establecieran nombres permanentes; debajo de él, el elemento 105 sería unnilpentium, de las raíces latinas un- y nil- y la raíz griega pent- (que significa "uno", "cero" y "cinco", respectivamente, los dígitos del número atómico). Ambos equipos lo ignoraron porque no querían debilitar sus reclamos pendientes.

En 1981, la Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI; Sociedad para la Investigación de Iones Pesados) en Darmstadt, Hesse, Alemania Occidental, reclamó la síntesis del elemento 107; su informe salió cinco años después del primer informe de JINR pero con mayor precisión, haciendo una afirmación más sólida sobre el descubrimiento. GSI reconoció los esfuerzos de JINR al sugerir el nombre nielsbohrium para el nuevo elemento. JINR no sugirió un nuevo nombre para el elemento 105, afirmando que era más importante determinar primero a sus descubridores.

En 1985, la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) y la Unión Internacional de Física Pura y Aplicada (IUPAP) formaron un Grupo de Trabajo de Transfermium (TWG) para evaluar los descubrimientos y establecer los nombres finales de los elementos controvertidos. El partido sostuvo reuniones con delegados de los tres institutos competidores; en 1990 establecieron criterios sobre el reconocimiento de un elemento y en 1991 terminaron el trabajo de evaluación de descubrimientos y se disolvieron. Estos resultados se publicaron en 1993. Según el informe, el primer experimento definitivamente exitoso fue el experimento LBL de abril de 1970, seguido de cerca por el experimento JINR de junio de 1970, por lo que el crédito por el descubrimiento del elemento debe ser compartido entre los dos equipos.

LBL dijo que el aporte de JINR fue sobrevalorado en la revisión. Afirmaron que JINR solo pudo demostrar sin ambigüedades la síntesis del elemento 105 un año después de que lo hicieran. JINR y GSI respaldaron el informe.

En 1994, la IUPAC publicó una recomendación sobre la denominación de los elementos en disputa. Para el elemento 105, propusieron joliotium (Jl) en honor al físico francés Frédéric Joliot-Curie, un contribuyente al desarrollo de la física y la química nucleares; este nombre fue propuesto originalmente por el equipo soviético para el elemento 102, que para entonces se había llamado nobelio durante mucho tiempo. Esta recomendación fue criticada por los científicos estadounidenses por varias razones. En primer lugar, sus sugerencias fueron codificadas: los nombres rutherfordio y hahnio, sugerido originalmente por Berkeley para los elementos 104 y 105, fueron reasignados respectivamente a los elementos 106 y 108. En segundo lugar, los elementos 104 y 105 recibieron nombres favorecidos por JINR, a pesar del reconocimiento anterior de LBL como co-descubridor igual para ambos. En tercer lugar y lo más importante, la IUPAC rechazó el nombre de seaborgio para el elemento 106, ya que acababa de aprobar una regla de que un elemento no podía llevar el nombre de una persona viva, a pesar de que el informe de 1993 le había dado al equipo de LBL el único crédito por su descubrimiento.

En 1995, la IUPAC abandonó la regla controvertida y estableció un comité de representantes nacionales con el objetivo de encontrar un compromiso. Sugirieron seaborgio para el elemento 106 a cambio de la eliminación de todas las demás propuestas estadounidenses, excepto el nombre establecido lawrencio para el elemento 103. El nombre igualmente arraigado nobelio para el elemento 102 fue reemplazado por flerovium después de Georgy Flerov, luego del reconocimiento por parte de 1993. informan que ese elemento había sido sintetizado por primera vez en Dubna. Esto fue rechazado por científicos estadounidenses y la decisión fue retractada. El nombre flerovium se usó más tarde para el elemento 114.

En 1996, la IUPAC celebró otra reunión, reconsideró todos los nombres disponibles y aceptó otro conjunto de recomendaciones; fue aprobado y publicado en 1997. El elemento 105 se denominó dubnio (Db), en honor a Dubna en Rusia, la ubicación del JINR; las sugerencias estadounidenses se utilizaron para los elementos 102, 103, 104 y 106. El nombre dubnio se había utilizado para el elemento 104 en la recomendación anterior de la IUPAC. Los científicos estadounidenses aprobaron "a regañadientes" esta decisión. La IUPAC señaló que el laboratorio de Berkeley ya había sido reconocido varias veces, en la denominación de berkelio, californio y americio, y que la aceptación de los nombres de rutherfordio y seaborgiopara los elementos 104 y 106 debe compensarse reconociendo las contribuciones de JINR al descubrimiento de los elementos 104, 105 y 106.

Isótopos

El dubnio, que tiene un número atómico de 105, es un elemento superpesado; como todos los elementos con números atómicos tan altos, es muy inestable. El isótopo conocido de mayor duración del dubnio, Db, tiene una vida media de alrededor de un día. No se han visto isótopos estables, y un cálculo de JINR de 2012 sugirió que la vida media de todos los isótopos de dubnio no superaría significativamente un día. El dubnio solo se puede obtener mediante producción artificial.

La corta vida media del dubnio limita la experimentación. Esto se ve exacerbado por el hecho de que los isótopos más estables son los más difíciles de sintetizar. Los elementos con un número atómico más bajo tienen isótopos estables con una relación neutrón-protón más baja que aquellos con un número atómico más alto, lo que significa que los núcleos del objetivo y del haz que podrían emplearse para crear el elemento superpesado tienen menos neutrones de los necesarios para formar estos isótopos más estables.. (A partir de la década de 2010 se están considerando diferentes técnicas basadas en la captura rápida de neutrones y reacciones de transferencia, pero las que se basan en la colisión de un núcleo grande y uno pequeño aún dominan la investigación en el área).

Solo se pueden producir unos pocos átomos de Db en cada experimento y, por lo tanto, los tiempos de vida medidos varían significativamente durante el proceso. Durante tres experimentos, se crearon 23 átomos en total, con una vida media resultante de 28₋₄ horas _ El segundo isótopo más estable, Db, se ha producido en cantidades aún más pequeñas: tres átomos en total, con tiempos de vida de 33,4 h, 1,3 h y 1,6 h. Estos dos son los isótopos de dubnio más pesados ​​hasta la fecha, y ambos se produjeron como resultado de la descomposición de los núcleos más pesados ​​Mc y Ts en lugar de directamente, porque los experimentos que los produjeron se diseñaron originalmente en Dubna para haces de Ca. Por su masa, Ca tiene, con mucho, el mayor exceso de neutrones de todos los núcleos prácticamente estables, tanto cuantitativos como relativos, lo que ayuda a sintetizar núcleos superpesados ​​con más neutrones, pero esta ganancia se compensa con la menor probabilidad de fusión para números atómicos altos.

Propiedades predichas

Según la ley periódica, el dubnio debería pertenecer al grupo 5, junto con el vanadio, el niobio y el tantalio. Varios estudios han investigado las propiedades del elemento 105 y han encontrado que generalmente concuerdan con las predicciones de la ley periódica. Sin embargo, pueden ocurrir desviaciones significativas, debido a efectos relativistas,que cambian drásticamente las propiedades físicas tanto a escala atómica como macroscópica. Estas propiedades siguen siendo difíciles de medir por varias razones: las dificultades de producción de átomos superpesados, las bajas tasas de producción, que solo permiten escalas microscópicas, los requisitos de un laboratorio de radioquímica para probar los átomos, las vidas medias cortas de esos átomos, y la presencia de muchas actividades no deseadas aparte de las de síntesis de átomos superpesados. Hasta ahora, los estudios solo se han realizado en átomos individuales.

Atómico y físico

Un efecto relativista directo es que a medida que aumenta el número atómico de los elementos, los electrones más internos comienzan a girar más rápido alrededor del núcleo como resultado de un aumento de la atracción electromagnética entre un electrón y un núcleo. Se han encontrado efectos similares para los orbitales s más externos (y p _1/2, aunque en dubnio no están ocupados): por ejemplo, el orbital 7s se contrae en un 25% en tamaño y se estabiliza en 2,6 eV.

Un efecto más indirecto es que los orbitales s y p _1/2 contraídos protegen la carga del núcleo de manera más efectiva, dejando menos para los electrones d y f externos, que por lo tanto se mueven en orbitales más grandes. El dubnio se ve muy afectado por esto: a diferencia de los miembros anteriores del grupo 5, sus electrones 7s son un poco más difíciles de extraer que sus electrones 6d.

Otro efecto es la interacción espín-órbita, particularmente la división espín-órbita, que divide la subcapa 6d (el número cuántico azimutal ℓ de la capa ad es 2) en dos subcapas, con cuatro de los diez orbitales con su ℓ reducido a 3/2 y seis elevados a 5/2. Los diez niveles de energía se elevan; cuatro de ellos son más bajos que los otros seis. (Los tres electrones 6d normalmente ocupan los niveles de energía más bajos, 6d _3/2).

Un átomo de dubnio (Db) ionizado individualmente debería perder un electrón 6d en comparación con un átomo neutro; los átomos de dubnio doblemente (Db) o triplemente (Db) ionizados deberían eliminar los electrones 7s, a diferencia de sus homólogos más ligeros. A pesar de los cambios, todavía se espera que el dubnio tenga cinco electrones de valencia; No se ha demostrado que los niveles de energía de 7p influyan en el dubnio y sus propiedades. Como los orbitales 6d del dubnio están más desestabilizados que los 5d del tantalio, y Dbse espera que tenga dos electrones 6d, en lugar de 7s, restantes, se espera que el estado de oxidación +3 resultante sea inestable e incluso más raro que el del tantalio. El potencial de ionización del dubnio en su estado de oxidación máximo +5 debería ser ligeramente inferior al del tantalio y el radio iónico del dubnio debería aumentar en comparación con el tantalio; esto tiene un efecto significativo en la química del dubnio.

Los átomos de dubnio en estado sólido deberían organizarse en una configuración cúbica centrada en el cuerpo, como los elementos del grupo 5 anterior. La densidad prevista del dubnio es de 21,6 g/cm.

Químico

La química computacional es más simple en la química de fase gaseosa, en la que las interacciones entre moléculas pueden ignorarse como insignificantes. Múltiples autores han investigado el pentacloruro de dubnio; los cálculos muestran que es consistente con las leyes periódicas al exhibir las propiedades de un compuesto de un elemento del grupo 5. Por ejemplo, los niveles de orbitales moleculares indican que el dubnio usa tres niveles de electrones 6d como se esperaba. En comparación con su análogo de tantalio, se espera que el pentacloruro de dubnio muestre un mayor carácter covalente: una disminución en la carga efectiva de un átomo y un aumento en la población superpuesta (entre los orbitales de dubnio y cloro).

Los cálculos de la química de la solución indican que el estado de oxidación máximo del dubnio, +5, será más estable que los del niobio y el tantalio y los estados +3 y +4 serán menos estables. La tendencia hacia la hidrólisis de los cationes con el estado de oxidación más alto debería continuar disminuyendo dentro del grupo 5, pero aún se espera que sea bastante rápida. Se espera que la complejación del dubnio siga las tendencias del grupo 5 en su riqueza. Los cálculos de complejos de hidroxoclorido han mostrado una inversión en las tendencias de formación de complejos y extracción de elementos del grupo 5, siendo el dubnio más propenso a hacerlo que el tantalio.

Química experimental

Los resultados experimentales de la química del dubnio se remontan a 1974 y 1976. Los investigadores de JINR utilizaron un sistema termocromatográfico y concluyeron que la volatilidad del bromuro de dubnio era menor que la del bromuro de niobio y aproximadamente la misma que la del bromuro de hafnio. No es seguro que los productos de fisión detectados confirmaran que el padre era de hecho el elemento 105. Estos resultados pueden implicar que el dubnio se comporta más como el hafnio que como el niobio.

Los siguientes estudios sobre la química del dubnio se realizaron en 1988, en Berkeley. Examinaron si el estado de oxidación más estable del dubnio en solución acuosa era +5. El dubnio se fumó dos veces y se lavó con ácido nítrico concentrado; Luego se comparó la sorción de dubnio en cubreobjetos de vidrio con la de los elementos del grupo 5 niobio y tantalio y la del grupo 4 elementos circonio y hafnio producidos en condiciones similares. Se sabe que los elementos del grupo 5 se absorben en superficies de vidrio; los elementos del grupo 4 no. Dubnium fue confirmado como miembro del grupo 5. Sorprendentemente, el comportamiento en la extracción de una solución mixta de ácido nítrico y fluorhídrico en metilisobutilcetona difería entre dubnio, tantalio y niobio. El dubnio no se extrajo y su comportamiento se parecía más al niobio que al tantalio,

Esto impulsó una mayor exploración del comportamiento químico de los complejos de dubnio. Varios laboratorios realizaron conjuntamente miles de experimentos cromatográficos repetitivos entre 1988 y 1993. Todos los elementos del grupo 5 y el protactinio se extrajeron del ácido clorhídrico concentrado; después de mezclar con concentraciones más bajas de cloruro de hidrógeno, se añadieron pequeñas cantidades de fluoruro de hidrógeno para iniciar la reextracción selectiva. El dubnio mostró un comportamiento diferente al del tantalio pero similar al del niobio y su pseudohomólogo protactinio a concentraciones de cloruro de hidrógeno por debajo de 12 moles por litro. Esta similitud con los dos elementos sugirió que el complejo formado era DbOX₄o [Db(OH)₂X₄]. Después de experimentos de extracción de dubnio a partir de bromuro de hidrógeno en diisobutil carbinol (2,6-dimetilheptan-4-ol), un extractante específico para protactinio, con eluciones posteriores con la mezcla de cloruro de hidrógeno/fluoruro de hidrógeno y cloruro de hidrógeno, se descubrió que el dubnio ser menos propenso a la extracción que el protactinio o el niobio. Esto se explicó como una tendencia creciente a formar complejos no extraíbles de múltiples cargas negativas. Otros experimentos en 1992 confirmaron la estabilidad del estado +5: se demostró que Db(V) se podía extraer de columnas de intercambio catiónico con α-hidroxiisobutirato, como los elementos del grupo 5 y el protactinio; Db(III) y Db(IV) no lo eran. En 1998 y 1999, nuevas predicciones sugirieron que el dubnio se extraería casi tan bien como el niobio y mejor que el tantalio de las soluciones de haluros, lo que se confirmó más tarde.

Los primeros experimentos de cromatografía de gases isotérmica se realizaron en 1992 con Db (vida media de 35 segundos). Las volatilidades del niobio y el tantalio fueron similares dentro de los límites de error, pero el dubnio pareció ser significativamente menos volátil. Se postuló que las trazas de oxígeno en el sistema podrían haber llevado a la formación de DbOBr₃, que se predijo que sería menos volátil que DbBr₅. Experimentos posteriores en 1996 mostraron que los cloruros del grupo 5 eran más volátiles que los bromuros correspondientes, con la excepción del tantalio, presumiblemente debido a la formación de TaOCl.₃. Estudios posteriores de volatilidad de cloruros de dubnio y niobio en función de presiones parciales controladas de oxígeno mostraron que la formación de oxicloruros y la volatilidad general dependen de las concentraciones de oxígeno. Se demostró que los oxicloruros son menos volátiles que los cloruros.

En 2004–05, investigadores de Dubna y Livermore identificaron un nuevo isótopo de dubnio,Db, como un producto de desintegración alfa quíntuple del elemento 115 recién creado. Este nuevo isótopo demostró tener una vida lo suficientemente larga como para permitir una mayor experimentación química, con una vida media de más de un día. En el experimento de 2004, se eliminó una capa delgada con dubnio de la superficie del objetivo y se disolvió en agua regia con trazadores y un portador de lantano, del cual se precipitaron varias especies +3, +4 y +5 al agregar hidróxido de amonio. El precipitado se lavó y disolvió en ácido clorhídrico, donde se convirtió en nitrato y luego se secó sobre una película y se contó. En su mayoría contenía una especie +5, que se asignó inmediatamente al dubnio, también tenía una especie +4; en base a ese resultado, el equipo decidió que se necesitaba una separación química adicional. En 2005, se repitió el experimento, siendo el producto final hidróxido en lugar de precipitado de nitrato, que se procesó más en Livermore (basado en cromatografía de fase inversa) y Dubna (basado en cromatografía de intercambio aniónico). La especie +5 se aisló efectivamente; el dubnio apareció tres veces en fracciones de solo tantalio y nunca en fracciones de solo niobio. Se señaló que estos experimentos fueron insuficientes para sacar conclusiones sobre el perfil químico general del dubnio.

En 2009, en el acelerador tándem JAEA en Japón, se procesó dubnio en solución de ácido nítrico y fluorhídrico, en concentraciones en las que el niobio forma NbOF₄y tantalio formas TaF₆. El comportamiento del dubnio fue cercano al del niobio pero no al del tantalio; así se dedujo que el dubnio formó DbOF₄. A partir de la información disponible, se concluyó que el dubnio a menudo se comportaba como el niobio, a veces como el protactinio, pero rara vez como el tantalio.