Nihonij (Nh): lastnosti, pridobivanje, zgodovina

THE nihonij, atomsko število 113 in simbol Nh, je kemični element, ki spada v skupino 13 periodnega sistema. Poleg tega je supertežek element, ki ga v naravi ne najdemo. Tako ga je mogoče pridobiti le umetno, z reakcijami jedrske fuzije. Kemijske značilnosti nihonija še vedno niso tako jasne, vendar se domneva, da se v nekaterih primerih obnaša podobno kot njegov lažji dvojnik, talij.

Nihonij so sprva pridobivali s taljenjem ⁷⁰Zn z ²⁰⁹Bi, na inštitutu Riken na Japonskem, leta 2003. Čeprav so ruski in ameriški znanstveniki zaprosili tudi za priznanje za odkritje elementa 113, je IUPAC priznal japonske znanstvenike. Ime se nanaša na besedo Nihon, kot Japonci imenujejo svojo domovino.

Preberite tudi: Galij je še en kemični element, ki spada v skupino 13 periodnega sistema

povzetek o nihoniju

• Je sintetični kemični element, ki se nahaja v skupini 13 Periodični sistem.

• Njegova proizvodnja se je začela leta 2003 na inštitutu Riken na Japonskem.

• Sestavlja skupino elementov, ki so bili nazadnje vključeni v periodni sistem leta 2015.

• Njegove študije so še vedno zelo nove, vendar ga nekateri poskušajo povezati z drugimi elementi skupine 13, kot je talij.

• Njegova proizvodnja je Jedrska fuzija, z uporabo izotopov ⁷⁰Zn in atomi ²⁰⁹Bi.

Lastnosti nihonija

• simbol: ne

• atomsko število: 113

• atomska masa: med 278 in 286 c.u. (neuradno Iupac)

• Elektronska konfiguracija: [Rn] 7s² 5f¹⁴ 6d¹⁰ 7p¹

• Najbolj stabilen izotop:²⁸⁶Nh (9,5 sekunde od polovično življenje, ki se lahko poveča za 6,3 sekunde ali zmanjša za 2,7 sekunde)

• Kemična serija: skupina 13, super težki elementi

značilnosti nihonija

Nihonij, simbol Nh in atomska številka 113, je bil eden zadnjih elementov, vključenih v periodni sistem. Uradno ga je potrdila 30. decembra 2015 Mednarodna zveza za čisto in uporabno kemijo (IUPAC), njegovo ime pa je bilo uradno šele sredi leta 2016.

Elementi v tej regiji periodnega sistema so zelo nestabilni, kar pomeni, da jih v naravi ni mogoče najti. Tako bi se ob domnevnem obstoju skoraj v trenutku podvrgli radioaktivnemu razpadu - emisiji jedrskih delcev, kot sta α in β -, da bi dosegli večjo stabilnost.

Ko pa oddajajo jedrske delce, na koncu pridejo do jedrske transmutacije, torej postanejo nov kemični element. Tako je treba supertežke elemente, kot je Nh, proizvajati v laboratoriju, zaradi česar je a sintetični kemični element.

Na Nh, tako kot drugi supertežki elementi, vpliva relativističnih učinkov — na preprost način razdalje od opazovanega do pričakovanega zaradi relativnosti. Tako so matematične študije s teoretičnega področja, ki simulirajo posledice relativističnega učinka, pokazale, da je nihonij lahko šibko medsebojno deluje s kremenom, vendar imeti dobra adsorpcija na zlato, tako kot njegov lažji dvojnik, talij (Tl).

Preliminarne teoretične študije so pokazale tudi volatilnost iz Nh. Kar zadeva adsorpcijo na kremen, talij zlahka tvori TlOH, na primer, in domneva se, da nihonij počne enako.

Kljub temu, kako študije so še zelo preliminarne in novejše, je veliko proizvedenega odprtega za razpravo in težko je natančno določiti fizikalno-kemijske lastnosti nihonija.

Pridobitev nihonija

Element 113 je bil do danes pridobljen na dva načina: skozi reakcije hladne fuzije, s fuzijo cinka (Zn, Z = 30) z bizmutom (Bi, Z = 83) in tudi preko alfa razpad elementa 115.

V prvem primeru je cink se pospeši na 10 % od svetlobna hitrost, da bi premagali odbojne sile obeh jeder. Nato nastane izotop ²⁷⁹Nh, ki na koncu odda nevtron in proizvede ²⁷⁸Nh.

Z razpolovno dobo približno 34 milisekund, izotop ²⁷⁸Nh se podvrže šestim alfa razpadom (emisije alfa delcev) do elementa mendelevij (Md).

V drugem primeru element 113 nastane zaradi alfa razpada elementa 115 (zdaj znan kot muscovium), potem ko je bil sintetiziran. Eden od načinov je reakcija vroče fuzije ionov ⁴⁸Ca z izotopi ²⁴³ah, izdelava ²⁸⁸Mc in nato z alfa razpadom ²⁸⁴Nh, ki še naprej doživlja alfa razpad.

Glej tudi: Hasij — najtežji sintetični kemični element, za katerega so analizirane njegove lastnosti

zgodovina nihonija

Iskanja elementa 113 so se začela leta 2003. Japonski raziskovalci na inštitutu Riken so pospešili izotope ⁷⁰Zn pri 10 % svetlobne hitrosti, da bi trčil v ²⁰⁹Bi, skozi fuzijsko reakcijo. Tako jim je uspelo izdelati to, kar poznamo zdaj ²⁷⁸Nh.

Vendar je bilo to šele leta 2012 Japonskim raziskovalcem je uspelo odkriti celotno serijo alfa razpada elementa 113, stopi v stik z IUPAC in zahteva odkritje.

Sočasno z japonskimi prizadevanji so ruski znanstveniki, ki jih vodi Yuri Oganessian, v sodelovanju z Ameriški znanstveniki so tudi identificirali element 113 z alfa razpadom elementa 115. Takšni poskusi so prav tako postavili ruske in ameriške znanstvenike v prepir za prepoznavanje elementa 113.

Ideogrami, ki tvorijo besedo Nihon, kar pomeni "dežela vzhajajočega sonca".

Vendar je IUPAC ugotovil, da so dokazi inštituta Riken bolj trdni in je tako dovolil Japoncem, da imajo pravico poimenovati element 113. Izbrano ime je bilo nihônio, simbol Nh, glede na državo Japonska. Besedo Japonska so Japonci napisali z dvema kitajskima znakoma, ki pomenita "dežela vzhajajočega sonca" in se bereta kot Nihon ali Nippon.

Ime nihonij je bilo izbrano tudi zato, ker je leta 1908 japonski kemik Masataka Ogawa objavil, da je odkril element 43 in ga poimenoval japonski, simbol Np (ki danes pripada neptuniju, Z = 93). Vendar se je kasneje izkazalo, da je element 43 nestabilen, da ga v naravi ni mogoče najti in je sintetiziran šele leta 1937 in je dobil ime tehnecij (Tc).

Tako so Japonci izginili iz periodnega sistema. Toda leta pozneje je bilo dokazano, da je Ogawa dejansko odkril element 75 (zdaj znan kot renij). Vendar je bil do takrat že uradno odkrit element renij leta 1925 in krščen.

Rešene vaje na nihonij

Vprašanje 1

Nihonij, simbol Nh in atomsko številko 113, je kemični element, ki ga v naravi ni mogoče najti zaradi kratke razpolovne dobe. Najbolj vzdržljiva med njimi, ²⁸⁶Nh, ima približno 9,5 sekunde. Ob zavedanju, da je razpolovna doba čas, potreben, da se količina vrste zmanjša za polovico, koliko sekund traja, da je količina zgornjega izotopa 1/16 količine začetni?

A) 9.5

B) 19

C) 28,5

D) 38

E) 47,5

Resolucija:

Alternativa D

Vsakih 9,5 sekund se količina izotopa zmanjša za polovico. Torej, po 9,5 sekundah je njegova količina polovica začetnega zneska. Nadaljnjih 9,5 sekunde, skupaj 19 sekund, se količina spet zmanjša za polovico in doseže 1/4 začetnega.

Po 28,5 sekunde, po drugi razpolovni dobi, se količina ponovno zmanjša za polovico in doseže 1/8 začetne količine. Končno se po 38 sekundah znesek spet zmanjša za polovico in doseže 1/16 začetnega zneska, kot je zahtevano v izpisku. Tako je potreben čas 38 sekund.

vprašanje 2

Leta 2003 se je na inštitutu Riken na Japonskem začelo iskanje elementa 113. Takrat so znanstveniki uspeli izdelati ²⁷⁸Nh s fuzijo atomov cinka in bizmuta.

Koliko nevtronov je v navedenem izotopu?

A) 113

B) 278

C) 391

D) 170

E) 165

Resolucija:

Alternativa E

Število nevtroni se lahko izračuna kot:

A = Z + n

kjer je A število testenine atomski, Z je atomsko število in n število nevtronov. Če zamenjamo vrednosti, imamo:

278 = 113 + n

n = 278 - 113

n = 165

Avtor: Stefano Araújo Novais
Učiteljica kemije