Nihonium (Nh): คุณสมบัติ การได้มา ประวัติ

เธ นิโฮเนียม, เลขอะตอม 113 และสัญลักษณ์ Nh เป็นองค์ประกอบทางเคมีที่อยู่ในกลุ่มที่ 13 ของตารางธาตุ นอกจากนี้ยังเป็นองค์ประกอบที่มีน้ำหนักมากซึ่งไม่พบในธรรมชาติ ดังนั้นการได้มาซึ่งสามารถทำได้โดยเทียมผ่านปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน ลักษณะทางเคมีของไนโฮเนียมยังไม่ชัดเจนนัก แต่สันนิษฐานว่าอาจมีพฤติกรรมคล้ายกับแทลเลียมที่มีน้ำหนักเบากว่าในบางกรณี

นิโฮเนียมได้มาจากการหลอมครั้งแรก ⁷⁰Zn กับ ²⁰⁹Bi ที่สถาบัน Riken ประเทศญี่ปุ่น ในปี พ.ศ. 2546 แม้ว่านักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียและชาวอเมริกันจะขอให้เป็นที่รู้จักในฐานะผู้ค้นพบองค์ประกอบ 113 แต่ IUPAC ก็ยอมรับนักวิทยาศาสตร์ชาวญี่ปุ่น ชื่อนี้หมายถึงคำว่า Nihon เนื่องจากชาวญี่ปุ่นเรียกประเทศบ้านเกิดของตน

อ่านด้วย: แกลเลียม — องค์ประกอบทางเคมีอื่นที่อยู่ในกลุ่มที่ 13 ของตารางธาตุ

สรุปเกี่ยวกับนิโฮเนียม

• เป็นองค์ประกอบทางเคมีสังเคราะห์ที่อยู่ในกลุ่มที่ 13 ของ ตารางธาตุ.

• การผลิตเริ่มขึ้นในปี 2546 ที่สถาบัน Riken ประเทศญี่ปุ่น

• ประกอบด้วยกลุ่มขององค์ประกอบล่าสุดที่รวมอยู่ในตารางธาตุในปี 2015

• การศึกษาของเขายังเพิ่งเกิดขึ้นไม่นาน แต่บางคนพยายามที่จะเชื่อมโยงกับองค์ประกอบอื่นๆ ของกลุ่ม 13 เช่นแทลเลียม

• การผลิตคือ นิวเคลียร์ฟิวชั่น, โดยใช้ไอโซโทปของ ⁷⁰Zn และอะตอมของ ²⁰⁹บี.

คุณสมบัติของ Nihonium

• สัญลักษณ์: ไม่นะ

• เลขอะตอม: 113

• มวลอะตอม: ระหว่าง 278 ถึง 286 c.u. (ไม่เป็นทางการโดย Iupac)

• การกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์: [Rn] 7s² 5f¹⁴ 6 วัน¹⁰ 7p¹

• ไอโซโทปที่เสถียรที่สุด:²⁸⁶Nh (9.5 วินาทีของ ครึ่งชีวิตซึ่งสามารถเพิ่มขึ้น 6.3 วินาที หรือลดลง 2.7 วินาที)

• ชุดเคมี: กลุ่มที่ 13 ธาตุหนักสุด

ลักษณะของนิโฮเนียม

Nihonium สัญลักษณ์ Nh และเลขอะตอม 113 เป็นหนึ่งในองค์ประกอบสุดท้ายที่รวมอยู่ในตารางธาตุ. เป็นทางการเมื่อวันที่ 30 ธันวาคม 2015 โดย International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) ในขณะที่ชื่อนี้ได้รับการประกาศอย่างเป็นทางการในช่วงกลางปี ​​​​2016

ธาตุในบริเวณนี้ของตารางธาตุมีความไม่เสถียรสูง หมายความว่าไม่สามารถพบได้ในธรรมชาติ ดังนั้น เมื่อเผชิญกับการมีอยู่ที่ถูกกล่าวหา พวกมันจะได้รับการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีแทบจะในทันที ซึ่งเป็นการปล่อยอนุภาคนิวเคลียร์ เช่น α และ β เพื่อให้ได้ความเสถียรที่มากขึ้น

อย่างไรก็ตาม เมื่อพวกมันปล่อยอนุภาคนิวเคลียร์ พวกมันจะถูกแปลงสภาพด้วยนิวเคลียร์ นั่นคือ พวกมันกลายเป็นองค์ประกอบทางเคมีใหม่ ดังนั้น ธาตุหนักยิ่งยวด เช่น Nh ต้องถูกผลิตขึ้นในห้องปฏิบัติการ ซึ่งทำให้เป็น องค์ประกอบทางเคมีสังเคราะห์.

Nh เช่นเดียวกับองค์ประกอบ superheavy อื่น ๆ ได้รับอิทธิพลจาก ผลสัมพัทธภาพ — อย่างง่าย คือ ระยะทางจากสิ่งที่สังเกตถึงสิ่งที่คาดไว้ เนื่องจากสัมพัทธภาพ ดังนั้นการศึกษาทางคณิตศาสตร์ในสาขาทฤษฎีซึ่งจำลองผลสัมพัทธภาพได้ชี้ให้เห็นว่าไนโฮเนียม สามารถโต้ตอบกับควอตซ์ได้เล็กน้อย แต่ เพื่อที่จะมี ดูดซับได้ดีถึง ทองเช่นเดียวกับแทลเลียม (Tl) ที่มีน้ำหนักเบากว่า

การศึกษาเชิงทฤษฎีเบื้องต้นยังระบุด้วยว่า ความผันผวน จาก น. สำหรับการดูดซับควอทซ์ แทลเลียมสามารถสร้าง TlOH ได้ทันที และคาดว่าไนฮอเนียมจะทำเช่นเดียวกัน

ยังไงก็ได้ การศึกษายังคงเป็นเบื้องต้นและล่าสุดสิ่งที่ผลิตขึ้นส่วนใหญ่เปิดให้อภิปราย และเป็นการยากที่จะกำหนดคุณสมบัติทางเคมีฟิสิกส์ของนิฮอเนียมได้อย่างถูกต้อง

การได้รับ Nihonium

ธาตุ 113 จวบจนวันนี้ ได้มาในสองวิธี: ผ่าน ปฏิกิริยาฟิวชันเย็นด้วยการหลอมรวมของสังกะสี (Zn, Z = 30) กับบิสมัท (Bi, Z = 83) และยังผ่าน การสลายตัวของอัลฟาของธาตุ 115.

ในตัวอย่างแรก สังกะสี เร่งเป็น 10% ของ ความเร็วของแสงเพื่อที่จะเอาชนะแรงผลักของนิวเคลียสทั้งสอง จากนั้นจึงผลิตไอโซโทป ²⁷⁹Nh ซึ่งจบลงด้วยการปล่อยนิวตรอนและผลิต ²⁷⁸น.

ด้วยครึ่งชีวิตประมาณ 34 มิลลิวินาที ไอโซโทป ²⁷⁸Nh ผ่านการสลายตัวของอัลฟ่าหกครั้ง (การปล่อยอนุภาคแอลฟา) ไปยังธาตุเมนเดเลเวียม (Md)

ในกรณีที่สอง องค์ประกอบ 113 เกิดขึ้นจากการสลายตัวของอัลฟาของธาตุ 115 (ปัจจุบันรู้จักกันในชื่อ muscovium) หลังจากที่มันถูกสังเคราะห์ วิธีหนึ่งคือปฏิกิริยาฟิวชั่นร้อนของไอออน ⁴⁸Ca กับไอโซโทป ²⁴³อ่า กำลังผลิต ²⁸⁸Mc และจากนั้น โดยการสลายตัวของอัลฟา, the ²⁸⁴Nh ซึ่งยังคงได้รับการสลายตัวของอัลฟา

ดูด้วย: แฮสเซียม — องค์ประกอบทางเคมีสังเคราะห์ที่หนักที่สุดที่มีการวิเคราะห์คุณสมบัติของมัน

ประวัติของนิโฮเนียม

การค้นหาองค์ประกอบ 113 เริ่มขึ้นในปี 2546 นักวิจัยชาวญี่ปุ่นที่สถาบัน Riken เร่งไอโซโทปของ ⁷⁰Zn ที่ความเร็ว 10% ของความเร็วแสงเพื่อชนกับ ²⁰⁹Bi ผ่านปฏิกิริยาฟิวชัน ดังนั้นพวกเขาจึงสามารถผลิตสิ่งที่เรารู้ในขณะนี้เป็น ²⁷⁸น.

อย่างไรก็ตาม มันเป็นเพียงในปี 2012 ที่ นักวิจัยชาวญี่ปุ่นสามารถตรวจพบชุดการสลายตัวของอัลฟาที่สมบูรณ์ได้ ขององค์ประกอบ 113 ติดต่อ IUPAC เพื่ออ้างสิทธิ์การค้นพบ

นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียนำโดย Yuri Oganessian ร่วมกับ. ร่วมกับความพยายามของญี่ปุ่น นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันยังได้ระบุองค์ประกอบ 113 ผ่านการสลายอัลฟาของธาตุด้วย 115. การทดลองดังกล่าวยังทำให้นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียและชาวอเมริกันโต้แย้งในการรับรู้องค์ประกอบ 113

สำนวนที่สร้างคำว่า Nihon ซึ่งแปลว่า "ดินแดนอาทิตย์อุทัย"

อย่างไรก็ตาม IUPAC พบว่าหลักฐานจากสถาบัน Riken นั้นแข็งแกร่งกว่า ดังนั้นจึงอนุญาตให้ชาวญี่ปุ่นมีสิทธิตั้งชื่อองค์ประกอบ 113 ชื่อที่เลือกคือ nihônio สัญลักษณ์ Nh ในการอ้างอิงถึงประเทศ ญี่ปุ่น. คำว่า Japan นั้นเขียนโดยชาวญี่ปุ่นโดยใช้อักษรจีนสองตัวที่แปลว่า "ดินแดนอาทิตย์อุทัย" และอ่านว่า Nihon หรือ Nippon

ชื่อนิโฮเนียมก็ถูกเลือกเช่นกันเพราะในปี 1908 นักเคมีชาวญี่ปุ่น Masataka Ogawa ได้ตีพิมพ์ว่า ได้ค้นพบธาตุ 43 ตั้งชื่อเป็นภาษาญี่ปุ่น สัญลักษณ์ Np (ซึ่งปัจจุบันเป็นของเนปทูเนียม Z = 93). อย่างไรก็ตาม ภายหลังได้พิสูจน์แล้วว่าธาตุ 43 ไม่เสถียร ไม่พบในธรรมชาติ และสังเคราะห์ขึ้นเฉพาะในปี พ.ศ. 2480 ได้ชื่อว่า เทคโนโลยี (ทีซี).

ดังนั้นชาวญี่ปุ่นจึงหายไปจากตารางธาตุ อย่างไรก็ตาม หลายปีต่อมา ก็ได้รับการพิสูจน์แล้วว่า อันที่จริง Ogawa ได้ค้นพบธาตุ 75 (ปัจจุบันรู้จักกันในชื่อ รีเนียม). อย่างไรก็ตาม เมื่อถึงเวลานั้น ธาตุรีเนียมก็ถูกค้นพบอย่างเป็นทางการแล้วในปี 1925 และทำพิธีล้างบาป

แก้ไขแบบฝึกหัดเกี่ยวกับ nihonium

คำถามที่ 1

Nihonium สัญลักษณ์ Nh และเลขอะตอม 113 เป็นองค์ประกอบทางเคมีที่ไม่สามารถพบได้ในธรรมชาติเนื่องจากมีครึ่งชีวิตสั้น ที่คงทนที่สุดของพวกเขา ²⁸⁶Nh มีประมาณ 9.5 วินาที โดยรู้ว่าครึ่งชีวิตเป็นเวลาที่จำนวนของสปีชีส์จะลดลงครึ่งหนึ่ง ปริมาณไอโซโทปด้านบนจะเท่ากับ 1/16 ของปริมาณนั้นใช้เวลากี่วินาที อักษรย่อ?

ก) 9.5

ข) 19

ค) 28.5

ง) 38

จ) 47.5

ปณิธาน:

ทางเลือก D

ทุกๆ 9.5 วินาที ปริมาณไอโซโทปจะลดลงครึ่งหนึ่ง ดังนั้น หลังจาก 9.5 วินาที จำนวนเงินจะเท่ากับครึ่งหนึ่งของจำนวนเงินเริ่มต้น อีก 9.5 วินาที รวมเป็น 19 วินาที จำนวนลดลงครึ่งหนึ่งอีกครั้ง ซึ่งเท่ากับ 1/4 ของค่าเริ่มต้น

ที่ 28.5 วินาที หลังจากผ่านไปครึ่งชีวิตอีกครั้ง ปริมาณจะลดลงครึ่งหนึ่งอีกครั้ง โดยเหลือ 1/8 ของจำนวนเงินเริ่มต้น สุดท้าย หลังจาก 38 วินาที จำนวนเงินจะลดลงครึ่งหนึ่งอีกครั้ง โดยแตะ 1/16 ของจำนวนเงินเริ่มต้น ตามที่ร้องขอในใบแจ้งยอด ดังนั้น เวลาที่ต้องการคือ 38 วินาที

คำถาม2

ในปี 2546 การค้นหาองค์ประกอบ 113 เริ่มขึ้นที่สถาบัน Riken ในญี่ปุ่น ในขณะนั้นนักวิทยาศาสตร์สามารถผลิต ²⁷⁸ผ่านการหลอมรวมของอะตอมสังกะสีและบิสมัท

มีกี่นิวตรอนในไอโซโทปที่ยกมา?

ก) 113

ข) 278

ค) 391

ง) 170

จ) 165

ปณิธาน:

ทางเลือก E

จำนวน นิวตรอน สามารถคำนวณได้ดังนี้

A = Z + n

โดยที่ A คือจำนวน พาสต้า อะตอม, Z คือเลขอะตอมและ n คือจำนวนนิวตรอน แทนค่า เราได้:

278 = 113 + n

n = 278 - 113

n = 165

โดย Stefano Araújo Novais
ครูสอนเคมี