A nihonium, atomszám 113 és Nh szimbólum, a periódusos rendszer 13. csoportjába tartozó kémiai elem. Ráadásul ez egy szupernehéz elem, amely nem található meg a természetben. Így előállítása csak mesterségesen, magfúziós reakciókkal valósítható meg. A nihónium kémiai jellemzői még mindig nem ennyire egyértelműek, de a feltételezések szerint bizonyos esetekben hasonlóan viselkedik, mint könnyebb társa, a tallium.
A nihoniumot kezdetben olvasztással nyerték 70Zn a 209Bi, a Riken Institute-ban, Japánban, 2003-ban. Bár orosz és amerikai tudósok is kérték, hogy ismerjék el őket a 113-as elem felfedezőiként, az IUPAC elismerte a japán tudósokat. A név a Nihon szóra utal, ahogy a japánok hazájukat nevezik.
Olvasd el te is: Gallium – egy másik kémiai elem, amely a periódusos rendszer 13. csoportjába tartozik
összefoglaló a nihoniumról
Ez egy szintetikus kémiai elem, amely a 13. csoportban található Periódusos táblázat.
Gyártását 2003-ban kezdték meg a Riken Institute-ban, Japánban.
Ez alkotja azt az elemcsoportot, amely legutóbb, 2015-ben szerepelt a periódusos rendszerben.
Tanulmányai még nagyon frissek, de egyesek a 13. csoport más elemeivel, például a talliummal próbálják összekapcsolni.
A gyártása az Nukleáris fúzió, izotópjainak felhasználásával 70Zn és atomjai 209Kettős.
Nihonium tulajdonságai
Szimbólum: nem
Atomszám: 113
Atomtömeg: 278 és 286 között (nem hivatalos, Iupac)
Elektronikus konfiguráció: [Rn] 7s2 5f14 6d10 7p1
A legstabilabb izotóp:286Nh (9,5 másodperc fél élet, amely 6,3 másodperccel növekedhet vagy 2,7 másodperccel csökkenhet)
Kémiai sorozat: csoport 13, szupernehéz elemek
A nihonium jellemzői
Nihonium, Nh szimbólum és 113-as rendszám, egyike volt a periódusos rendszer utolsó elemeinek. Hivatalossá 2015. december 30-án került sor a Tiszta és Alkalmazott Kémia Nemzetközi Szövetsége (IUPAC) által, míg a nevét csak 2016 közepén tették hivatalossá.
A periódusos rendszer ezen régiójában lévő elemek nagyon instabilok, ami azt jelenti, hogy nem találhatók meg a természetben. Így az állítólagos létezéssel szemben szinte azonnal radioaktív bomláson mennének keresztül - nukleáris részecskék, például α és β kibocsátásán, hogy nagyobb stabilitást érjenek el.
Amikor azonban nukleáris részecskéket bocsátanak ki, nukleáris transzmutáción mennek keresztül, vagyis új kémiai elemmé válnak. Így a szupernehéz elemeket, például az Nh-t a laboratóriumban kell előállítani, ami a szintetikus kémiai elem.
Az Nh-t a többi szupernehéz elemhez hasonlóan befolyásolja relativisztikus hatások – egyszerű módon a relativitáselméletből fakadó távolságok a megfigyelttől a várthoz. Így az elméleti területen végzett matematikai vizsgálatok, amelyek a relativisztikus hatás következményeit szimulálják, rámutattak arra, hogy a nihónium gyengén kölcsönhatásba léphet a kvarccal, de birtokolni jó adszorpciója Arany, mint könnyebb párja, a tallium (Tl).
Az előzetes elméleti tanulmányok is jelezték a volatilitás Nh. Ami a kvarchoz való adszorpciót illeti, a tallium könnyen képez TlOH-t, és feltételezhető, hogy a nihónium is ezt teszi.
Még így is, hogyan a tanulmányok még nagyon előzetesek és frissek, az előállítottak nagy része vita tárgyát képezi, és nehéz pontosan meghatározni a nihonium fizikai-kémiai tulajdonságait.
A Nihonium megszerzése
A 113-as elemet a mai napig kétféle módon szerezték be: keresztül hideg fúziós reakciók, a cink (Zn, Z = 30) és bizmut (Bi, Z = 83) fúziójával, valamint a a 115-ös elem alfa-bomlása.
Az első példában a cink- 10%-ára gyorsul a fénysebesség, a két mag taszító erejének leküzdése érdekében. Ezután izotóp keletkezik 279Nh, amely végül neutront bocsát ki, és a 278Nh.
Körülbelül 34 ezredmásodperces felezési idővel az izotóp 278Az Nh hat alfa-bomláson (alfa részecskekibocsátáson) megy keresztül a mendelevium (Md) elemmé.
A második esetben a 113 elem a 115 elem (jelenleg muszkovium) alfa-bomlásából származik, miután szintetizáltuk. Ennek egyik módja az ionok forró fúziós reakciója 48Ca izotópokkal 243ah, előállítása a 288Mc, majd alfa-bomlás útján a 284Nh, amely továbbra is alfa-bomláson megy keresztül.
Lásd még: Hassium – a legnehezebb szintetikus kémiai elem, amelynek tulajdonságait elemezték
a nihonium története
A 113-as elem keresése 2003-ban kezdődött. A Riken Intézet japán kutatói felgyorsították az izotópokat 70Zn a fénysebesség 10%-ával ütközik a 209Bi, fúziós reakció révén. Így sikerült előállítaniuk azt, amit ma már ismerünk 278Nh.
Ez azonban csak 2012-ben történt meg Japán kutatóknak sikerült kimutatniuk a teljes alfa-bomlási sorozatot a 113-as elemről, felveszi a kapcsolatot az IUPAC-cal a felfedezés igénylése érdekében.
A japán erőfeszítésekkel párhuzamosan az orosz tudósok Jurij Oganessian vezetésével együttműködve Amerikai tudósok a 113-as elem azonosítására is az elem alfa-bomlása révén jutottak el 115. Az ilyen kísérletek orosz és amerikai tudósokat is versengenek a 113-as elem felismeréséért.
Az IUPAC azonban szilárdabbnak találta a Riken Intézettől származó bizonyítékokat, így a japánok jogot kaptak a 113-as elem elnevezésére. A választott név a nihônio volt, az Nh szimbólum, utalva az országra Japán. A Japán szót a japánok két kínai karakterrel írják, amelyek jelentése „a felkelő nap országa”, és Nihonként vagy Nipponként értelmezik.
A nihonium nevet azért is választották, mert 1908-ban Masataka Ogawa japán kémikus kiadta, hogy felfedezte a 43-as elemet, és japánnak nevezte el, Np szimbólummal (ami ma a neptuniumhoz tartozik, Z = 93). Később azonban bebizonyosodott, hogy a 43-as elem instabil volt, nem található meg a természetben, és csak 1937-ben szintetizálták, és megkapta a nevet. technécium (Tc).
Így a japánok eltűntek a periódusos rendszerből. Évekkel később azonban bebizonyosodott, hogy valójában Ogawa fedezte fel a 75-ös elemet (ma rénium). Ekkorra azonban a rénium elemet már hivatalosan is felfedezték 1925-ben, és megkeresztelték.
Gyakorlatokat megoldott a nihoniumon
1. kérdés
A nihonium, az Nh szimbólum és a 113-as rendszám egy olyan kémiai elem, amely rövid felezési ideje miatt nem található meg a természetben. Közülük a legmaradandóbb, a 286Nh, körülbelül 9,5 másodperce van. Tudva, hogy a felezési idő az az idő, amely ahhoz szükséges, hogy a fajok mennyisége a felére csökkenjen, hány másodperc kell ahhoz, hogy a fenti izotóp mennyisége a mennyiség 1/16-a legyen a kezdeti?
A) 9.5
B) 19
C) 28,5
D) 38
E) 47,5
Felbontás:
Alternatíva D
9,5 másodpercenként az izotóp mennyisége a felére csökken. Így 9,5 másodperc elteltével a mennyisége a kezdeti mennyiség fele. További 9,5 másodperc, összesen 19 másodperc, a mennyiség ismét a felére csökken, elérve a kezdeti érték 1/4-ét.
28,5 másodpercnél újabb felezési idő után a mennyiség ismét a felére csökken, elérve a kezdeti mennyiség 1/8-át. Végül 38 másodperc elteltével az összeg ismét a felére csökken, és eléri a kezdeti összeg 1/16-át, ahogy azt a kimutatás is kéri. Így a szükséges idő 38 másodperc.
2. kérdés
2003-ban megkezdődött a 113-as elem keresése a japán Riken Intézetben. Abban az időben a tudósok képesek voltak előállítani a 278Nh cink és bizmut atomok fúzióján keresztül.
Hány neutron van az idézett izotópban?
A) 113
B) 278
C) 391
D) 170
E) 165
Felbontás:
Alternatív E
Száma neutronok a következőképpen számolható:
A = Z + n
ahol A a száma tészta atom, Z a rendszám és n a neutronok száma. Az értékeket behelyettesítve a következőket kapjuk:
278 = 113 + n
n = 278-113
n = 165
Írta: Stefano Araújo Novais
Kémia tanár