DE nihonium, atomnummer 113 og symbol Nh, er et kjemisk grunnstoff som tilhører gruppe 13 i det periodiske system. I tillegg er det et supertungt element som ikke finnes i naturen. Dermed kan oppnåelsen bare gjøres kunstig, gjennom kjernefysiske fusjonsreaksjoner. De kjemiske egenskapene til nihonium er fortsatt ikke så klare, men det spekuleres i at det oppfører seg på samme måte som sin lettere motstykke, thallium, i noen tilfeller.
Nihonium ble opprinnelig oppnådd ved smelting 70Zn med 209Bi, ved Riken Institute, Japan, i 2003. Selv om russiske og amerikanske forskere også ba om å bli anerkjent som oppdagere av element 113, anerkjente IUPAC de japanske forskerne. Navnet refererer til ordet Nihon, som japanerne kaller sitt hjemland.
Les også: Gallium - et annet kjemisk grunnstoff som tilhører gruppe 13 i det periodiske system
oppsummering om nihonium
Det er et syntetisk kjemisk grunnstoff som ligger i gruppe 13 av Periodiske tabell.
Produksjonen startet i 2003 ved Riken Institute, Japan.
Det utgjør gruppen av grunnstoffer som sist ble inkludert i det periodiske systemet, i 2015.
Studiene hans er fortsatt svært nye, men noen søker å knytte det til andre elementer i gruppe 13, for eksempel tallium.
Produksjonen er Kjernefysisk fusjon, ved å bruke isotoper av 70Zn og atomer av 209Bi.
Nihonium egenskaper
Symbol: nei
Atomnummer: 113
Atommasse: mellom 278 og 286 c.u. (uoffisiell av Iupac)
Elektronisk konfigurasjon: [Rn] 7s2 5f14 6d10 7p1
Mest stabile isotop:286Nh (9,5 sekunder av halvt liv, som kan øke med 6,3 sekunder eller reduseres med 2,7 sekunder)
Kjemisk serie: gruppe 13, supertunge elementer
egenskaper av nihonium
Nihonium, symbol Nh og atomnummer 113, var et av de siste grunnstoffene som ble inkludert i det periodiske system. Offisielliseringen fant sted 30. desember 2015 av International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC), mens navnet først ble offisielt i midten av 2016.
Grunnstoffer i denne regionen av det periodiske system er svært ustabile, noe som betyr at de ikke kan finnes i naturen. I møte med en påstått eksistens ville de således gjennomgå radioaktivt forfall nesten umiddelbart - utslipp av kjernefysiske partikler, som α og β - for å oppnå større stabilitet.
Men når de sender ut kjernefysiske partikler, ender de opp med å gjennomgå kjernefysisk transmutasjon, det vil si at de blir et nytt kjemisk grunnstoff. Dermed må supertunge elementer, som Nh, produseres i laboratoriet, noe som gjør det til en syntetisk kjemisk element.
Nh, som andre supertunge elementer, er påvirket av relativistiske effekter — på en enkel måte avstander fra det som er observert til det som var forventet, på grunn av relativitet. Således påpekte matematiske studier i det teoretiske feltet, som simulerer konsekvensene av den relativistiske effekten, at nihonium kunne samhandle svakt med kvarts, men å ha god adsorpsjon til gull, som sin lettere motpart, thallium (Tl).
Foreløpige teoretiske studier indikerte også volatilitet fra Nh. Når det gjelder adsorpsjon til kvarts, danner thallium lett TlOH, for eksempel, og nihonium mistenkes å gjøre det samme.
Likevel, hvordan studier er fortsatt svært foreløpige og nyere, mye av det som er produsert er åpent for diskusjon, og det er vanskelig å nøyaktig bestemme de fysisk-kjemiske egenskapene til nihonium.
Å skaffe Nihonium
Element 113, frem til i dag, er oppnådd på to måter: gjennom kalde fusjonsreaksjoner, med fusjon av sink (Zn, Z = 30) med vismut (Bi, Z = 83), og også gjennom alfa-forfall av element 115.
I det første eksempelet sink akselereres til 10 % av lysets hastighet, for å overvinne de frastøtende kreftene til de to kjernene. Deretter produseres en isotop 279Nh, som ender opp med å sende ut et nøytron og produsere 278Nh.
Med en halveringstid på omtrent 34 millisekunder, er isotopen 278Nh gjennomgår seks alfa-forfall (alfapartikkelutslipp) til grunnstoffet mendelevium (Md).
I det andre tilfellet oppstår element 113 fra alfa-forfall av element 115 (nå kjent som muscovium) etter at det har blitt syntetisert. En måte er den varme fusjonsreaksjonen av ioner 48Ca med isotoper 243ah, produserer 288Mc og deretter, ved alfa-forfall, den 284Nh, som fortsetter å gjennomgå alfa-forfall.
Se også: Hassium - det tyngste syntetiske kjemiske elementet som får sine egenskaper analysert
historien til nihonium
Søkene etter element 113 begynte i 2003. Japanske forskere ved Riken Institute akselererte isotoper av 70Zn ved 10% av lysets hastighet for å kollidere med 209Bi, gjennom en fusjonsreaksjon. Dermed klarte de å produsere det vi nå kjenner som 278Nh.
Det var imidlertid først i 2012 det Japanske forskere var i stand til å oppdage hele alfa-forfallsserien av element 113, kontakter IUPAC for å kreve funnet.
Samtidig med japansk innsats har russiske forskere ledet av Yuri Oganessian, i samarbeid med Amerikanske forskere kom også til å identifisere elementet 113 gjennom alfa-forfall av elementet 115. Slike eksperimenter setter også russiske og amerikanske forskere i strid om anerkjennelse av element 113.
Imidlertid fant IUPAC at bevisene fra Riken-instituttet var mer solide, og tillot derfor japanerne å ha rett til å navngi element 113. Navnet som ble valgt var nihônio, symbol Nh, med henvisning til landet Japan. Ordet Japan er skrevet av japanerne ved å bruke to kinesiske tegn som betyr "land med den stigende solen" og leses som Nihon eller Nippon.
Navnet nihonium ble også valgt fordi den japanske kjemikeren Masataka Ogawa i 1908 publiserte at hadde oppdaget element 43, og kalt det japansk, symbol Np (som i dag tilhører neptunium, Z = 93). Senere ble det imidlertid bevist at element 43 var ustabilt, ikke ble funnet i naturen og først syntetisert i 1937, og fikk navnet på technetium (Tc).
Dermed forsvant japansk fra det periodiske system. Men år senere ble det bevist at Ogawa faktisk hadde oppdaget element 75 (nå kjent som rhenium). På den tiden var imidlertid grunnstoffet rhenium allerede offisielt oppdaget i 1925 og døpt.
Løste øvelser på nihonium
Spørsmål 1
Nihonium, symbol Nh og atomnummer 113, er et kjemisk grunnstoff som ikke kan finnes i naturen på grunn av dets korte halveringstid. Den mest varige av dem, den 286Nh, har omtrent 9,5 sekunder. Å vite at halveringstid er tiden det tar før mengden av arten faller til det halve, hvor mange sekunder tar det før mengden av isotopen ovenfor er 1/16 av mengden første?
A) 9,5
B) 19
C) 28,5
D) 38
E) 47,5
Vedtak:
Alternativ D
Hvert 9,5 sekund faller mengden av isotopen med det halve. Så etter 9,5 sekunder er mengden halvparten av den opprinnelige mengden. Ytterligere 9,5 sekunder, totalt 19 sekunder, faller mengden med det halve igjen, og når 1/4 av initialen.
Ved 28,5 sekunder, etter en ny halveringstid, faller mengden med det halve igjen, og når 1/8 av den opprinnelige mengden. Til slutt, etter 38 sekunder, faller beløpet med det halve igjen, og når 1/16 av det opprinnelige beløpet, som forespurt i erklæringen. Dermed er tiden som kreves 38 sekunder.
spørsmål 2
I 2003 startet letingen etter element 113 ved Riken Institute i Japan. På den tiden var forskere i stand til å produsere 278Nh gjennom fusjon av sink- og vismutatomer.
Hvor mange nøytroner er det i den angitte isotopen?
A) 113
B) 278
C) 391
D) 170
E) 165
Vedtak:
Alternativ E
Antallet av nøytroner kan beregnes som:
A = Z + n
hvor A er antallet pasta atomisk, Z er atomnummeret og n er antall nøytroner. Ved å erstatte verdiene har vi:
278 = 113 + n
n = 278 - 113
n = 165
Av Stefano Araújo Novais
Kjemilærer