DET nihonium, Atom nummer 113 og symbol Nh, er et kemisk grundstof, der tilhører gruppe 13 i det periodiske system. Derudover er det et supertungt grundstof, der ikke findes i naturen. Dens opnåelse kan således kun ske kunstigt gennem kernefusionsreaktioner. De kemiske egenskaber af nihonium er stadig uklare, men det er spekuleret i, at det opfører sig på samme måde som dets lettere modstykke, thallium, i nogle tilfælde.
Nihonium blev oprindeligt opnået ved smeltning 70Zn med 209Bi, ved Riken Institute, Japan, i 2003. Selvom russiske og amerikanske videnskabsmænd også bad om at blive anerkendt som opdagere af element 113, anerkendte IUPAC de japanske videnskabsmænd. Navnet refererer til ordet Nihon, som japanerne kalder deres hjemland.
Læs også: Gallium - et andet kemisk grundstof, der tilhører gruppe 13 i det periodiske system
Emner i denne artikel
- 1 - Resumé om nihonium
- 2 - Egenskaber af nihonium
- 3 - Funktioner af nihonium
- 4 - Indhentning af nihonium
- 5 - Nihônios historie
- 6 - Løste øvelser på nihonium
resumé om nihonium
Det er et syntetisk kemisk grundstof placeret i gruppe 13 af Periodiske system.
Dens produktion begyndte i 2003 på Riken Institute, Japan.
Det udgør den gruppe af grundstoffer, der senest er inkluderet i det periodiske system i 2015.
Hans undersøgelser er stadig meget nye, men nogle søger at forbinde det med andre elementer i gruppe 13, såsom thallium.
Dens produktion er Kernefusion, ved hjælp af isotoper af 70Zn og atomer af 209Bi.
Stop ikke nu... Der er mere efter annoncen ;)
Nihonium egenskaber
Symbol: nej
Atom nummer: 113
Atommasse: mellem 278 og 286 c.u. (uofficiel af Iupac)
Elektronisk konfiguration: [Rn] 7s2 5f14 6d10 7 p1
Mest stabile isotop:286Nh (9,5 sekunder af halvt liv, som kan stige med 6,3 sekunder eller falde med 2,7 sekunder)
Kemisk serie: gruppe 13, super tunge elementer
egenskaber ved nihonium
Nihonium, symbol Nh og atomnummer 113, var et af de sidste grundstoffer i det periodiske system. Officielgørelsen fandt sted den 30. december 2015 af International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC), mens dens navn først blev gjort officielt i midten af 2016.
Grundstoffer i denne region af det periodiske system er meget ustabile, hvilket betyder, at de ikke kan findes i naturen. I lyset af en påstået eksistens ville de således næsten øjeblikkeligt gennemgå radioaktivt henfald - emission af nukleare partikler, såsom α og β - for at opnå større stabilitet.
Men når de udsender nukleare partikler, ender de med at gennemgå nuklear transmutation, det vil sige, at de bliver et nyt kemisk grundstof. Således skal supertunge grundstoffer, såsom Nh, produceres i laboratoriet, hvilket gør det til en syntetisk kemisk grundstof.
Nh er ligesom andre supertunge elementer påvirket af relativistiske effekter — på en enkel måde afstand fra det observerede til det forventede på grund af relativitet. Matematiske undersøgelser inden for det teoretiske felt, som simulerer konsekvenserne af den relativistiske effekt, pegede således på, at nihonium kunne interagere svagt med kvarts, men at have god adsorption til guld, ligesom dets lettere modstykke, thallium (Tl).
Foreløbige teoretiske undersøgelser viste også volatilitet fra Nh. Hvad angår adsorption til kvarts, danner thallium let TlOH, for eksempel, og nihonium mistænkes for at gøre det samme.
Alligevel, hvordan undersøgelser er stadig meget foreløbige og nyere, meget af det, der er blevet produceret, er åbent for diskussion, og det er vanskeligt nøjagtigt at bestemme de fysisk-kemiske egenskaber af nihonium.
At opnå Nihonium
Element 113, indtil i dag, er opnået på to måder: gennem kolde fusionsreaktioner, med fusion af zink (Zn, Z = 30) med vismut (Bi, Z = 83), og også gennem alfa-henfald af element 115.
I det første eksempel zink accelereres til 10 % af lysets hastighed, for at overvinde de frastødende kræfter fra de to kerner. Derefter dannes en isotop 279Nh, som ender med at udsende en neutron og producere 278Nh.
Med en halveringstid på omkring 34 millisekunder er isotopen 278Nh gennemgår seks alfa-henfald (alfapartikelemissioner) til grundstoffet mendelevium (Md).
I det andet tilfælde opstår element 113 fra alfa-henfaldet af element 115 (nu kendt som muscovium), efter at det er blevet syntetiseret. En måde er den varme fusionsreaktion af ioner 48Ca med isotoper 243ah, producerer 288Mc og derefter, ved alfa-henfald, den 284Nh, som fortsætter med at gennemgå alfa-henfald.
Se også: Hassium - det tungeste syntetiske kemiske element, der skal analyseres
nihoniums historie
Søgningerne efter element 113 begyndte i 2003. Japanske forskere ved Riken Instituttet accelererede isotoper af 70Zn ved 10% af lysets hastighed for at kollidere med 209Bi, gennem en fusionsreaktion. Dermed lykkedes det at producere det, vi nu kender som 278Nh.
Det var dog først i 2012 Japanske forskere var i stand til at opdage den komplette alfa-henfaldsserie af element 113, kontakte IUPAC for at gøre krav på opdagelsen.
Samtidig med japanske bestræbelser har russiske videnskabsmænd ledet af Yuri Oganessian i samarbejde med Amerikanske videnskabsmænd kom også til at identificere grundstoffet 113 gennem alfa-henfald af grundstoffet 115. Sådanne eksperimenter sætter også russiske og amerikanske videnskabsmænd i kamp om anerkendelse af element 113.
IUPAC fandt dog, at beviserne fra Riken-instituttet var mere solide, og tillod derfor japanerne at have ret til at navngive element 113. Det valgte navn var nihônio, symbol Nh, med henvisning til landet Japan. Ordet Japan er skrevet af japanerne ved at bruge to kinesiske tegn, der betyder "den stigende sols land" og læses som Nihon eller Nippon.
Navnet nihonium blev også valgt, fordi den japanske kemiker Masataka Ogawa i 1908 offentliggjorde det havde opdaget element 43 og kaldte det japansk, symbol Np (som i dag tilhører neptunium, Z = 93). Men senere blev det bevist, at element 43 var ustabilt, ikke blev fundet i naturen og først syntetiseret i 1937, og fik navnet på technetium (Tc).
Således forsvandt japansk fra det periodiske system. Men år senere blev det bevist, at Ogawa faktisk havde opdaget element 75 (nu kendt som rhenium). Men på det tidspunkt var grundstoffet rhenium allerede blevet officielt opdaget i 1925 og døbt.
Løste øvelser på nihonium
Spørgsmål 1
Nihonium, symbol Nh og atomnummer 113, er et kemisk grundstof, der ikke kan findes i naturen på grund af dets korte halveringstid. Den mest udholdende af dem, den 286Nh, har omkring 9,5 sekunder. Velvidende, at halveringstid er den tid, det tager, før mængden af arten falder til det halve, hvor mange sekunder tager det for mængden af ovenstående isotop at være 1/16 af mængden initial?
A) 9,5
B) 19
C) 28,5
D) 38
E) 47,5
Løsning:
Alternativ D
Hvert 9,5 sekund falder mængden af isotopen til det halve. Så efter 9,5 sekunder er dens mængde halvdelen af den oprindelige mængde. Yderligere 9,5 sekunder, i alt 19 sekunder, falder mængden til det halve igen og når 1/4 af initialen.
Ved 28,5 sekunder, efter endnu en halveringstid, falder mængden til det halve igen og når 1/8 af den oprindelige mængde. Til sidst, efter 38 sekunder, falder beløbet med det halve igen og når 1/16 af det oprindelige beløb, som anmodet om i opgørelsen. Den nødvendige tid er således 38 sekunder.
spørgsmål 2
I 2003 begyndte søgningen efter element 113 på Riken Institute i Japan. På det tidspunkt var videnskabsmænd i stand til at producere 278Nh gennem sammensmeltning af zink- og vismutatomer.
Hvor mange neutroner er der i den citerede isotop?
A) 113
B) 278
C) 391
D) 170
E) 165
Løsning:
Alternativ E
Antallet af neutroner kan beregnes som:
A = Z + n
hvor A er antallet af pasta atomar, Z er atomnummeret og n er antallet af neutroner. Ved at erstatte værdierne har vi:
278 = 113 + n
n = 278 - 113
n = 165
Af Stefano Araújo Novais
Kemi lærer
