Nihonium

Nihonium
←  Copernicius | Flerovium  →
113 Tl ↑ Nh [1] ↓ (Uhs) 113Nh [ 1]
Aspectul unei substanțe simple
necunoscut
Proprietățile atomului
Nume, simbol, număr	Nihonium / Nihonium (Nh), 113
Grup , punct , bloc	13, 7, p
Masa atomica ( masa molara )	[286] ( numărul de masă al celui mai stabil izotop) [2]
Configuratie electronica	probabil [ Rn ] 5f 14  6d 10  7s 2  7p 1
Raza atomului	ora 170
Proprietăți chimice
raza covalentă	172-180  pm
Energie de ionizare	1: (calculat) 704,9  kJ / mol  ( eV ) 2: (calculat) 2238,5  kJ / mol  ( eV ) al 3-lea: (calculat) 3203,3  kJ / mol  ( eV )
Proprietățile termodinamice ale unei substanțe simple
Densitate (la n.a. )	(calculat) 16 g/cm³
Temperatură de topire	(calculat) 700 K
Temperatura de fierbere	(calculat) 1430 K
Oud. căldură de fuziune	(calculat) 7,61 kJ/mol
Oud. căldură de evaporare	(calculat) 130 kJ/mol
Alte caracteristici
numar CAS	54084-70-7

Nihonium [3] ( lat.  Nihonium , Nh), care a apărut anterior sub denumirile temporare ununtrium ( lat.  Ununtrium , Uut) sau eka- thalium [4] , este un element chimic din grupa a 13-a (conform clasificării învechite  , subgrupul principal al grupei III ) din perioada a 7 - a a sistemului periodic . Numărul atomic  este 113. Masa atomică a celui mai stabil izotop cunoscut , 286 Nh, cu un timp de înjumătățire de 20 s [5] , este 286,182(5) a. e.m. [2] . Ca toate elementele supergrele , este extrem de radioactiv .

Istoricul descoperirilor

În februarie 2004 au fost publicate rezultatele experimentelor efectuate în perioada 14 iulie - 10 august 2003 , în urma cărora s-a obținut al 113-lea element [6] [7] . Studiile au fost efectuate la Institutul Comun de Cercetare Nucleară (Dubna, Rusia) la ciclotronul U-400 folosind separatorul de recul plin cu gaz Dubna (DGFRS) în cooperare cu Laboratorul Național Livermore (SUA). În aceste experimente, prin bombardarea unei ținte de americiu cu ioni de calciu , au fost sintetizați izotopi ai elementului 115 (denumit în prezent „ moscovium ”, Mc): trei nuclee de 288 Mc și un nucleu de 287 Mc. Toate cele patru nuclee, ca rezultat al dezintegrarii alfa, s -au transformat în izotopi ai elementului 113 ( 284 Nh și 283 Nh). Nucleele elementului 113 au suferit o descompunere suplimentară alfa, devenind izotopi ai elementului 111 ( roentgeniu ). Un lanț de dezintegrari succesive alfa a dus la nucleele spontan fisionabile ale elementului 105 ( dubniu ).

În 2004 și 2005, JINR ( în colaborare cu Laboratorul Național Livermore) a efectuat experimente privind identificarea chimică a produsului final al dezintegrarii lanțului 288 115 → 284 113 → 280 111 → 276 109 → 272 107 → 272 107 → 107 un izotop cu viață lungă (aproximativ 28 de ore) 268db . Experimentele în care au fost studiate alte 20 de evenimente au confirmat sinteza elementelor 115 și 113 [8] .

În septembrie 2004, sinteza izotopului celui de-al 113-lea element 278 Nh în cantitate de un atom a fost anunțată de un grup de la Institutul RIKEN (Japonia) [9] . Au folosit reacția de fuziune a nucleelor ​​de zinc și bismut. Drept urmare, peste 8 ani, oamenii de știință japonezi au reușit să înregistreze trei evenimente ale nașterii atomilor de nihoniu: 23 iulie 2004, 2 aprilie 2005 și 12 august 2012 [10] .

Doi atomi ai unui alt izotop, 282 Nh, au fost obținuți la JINR în 2007 în reacția 237 Np + 48 Ca → 282 Nh+ 3 1 n [11] .

Alți doi izotopi - 285 Nh și 286 Nh au fost obținuți la JINR în 2010 ca produse a două descompunere alfa succesive a tennessinei .

În 2013, atomii de nihoniu au fost obținuți de un grup de la Universitatea Lund de la Institutul de Ioni Grei în timpul unor experimente care au confirmat producerea nihoniului după tehnica folosită de grupul ruso-american din Dubna [12] . În 2015, aceeași metodă de producție a fost repetată cu succes la Laboratorul Național Lawrence Berkeley [13] .

Obținerea prin metoda fuziunii la rece, folosită de oamenii de știință japonezi, nici un laborator nu a efectuat încă din cauza eficienței sale scăzute.

În august 2015, la congresul IUPAC de la Busan , a fost anunțat că raportul privind elementele numerotate 113, 115, 117 și 118 a fost deja întocmit [14] . Cu toate acestea, nu au fost făcute publice informații detaliate. În decembrie 2015, s-a anunțat că decizia finală privind prioritatea descoperirii și denumirea elementului chimic nr. 113 va fi luată în ianuarie 2016 la o reuniune a Uniunii Internaționale de Chimie Pură și Aplicată. În același timp, s-a raportat deja că va fi acordată prioritate echipei de cercetare RIKEN [15] . La 30 decembrie 2015, IUPAC a recunoscut oficial descoperirea celui de-al 113-lea element și prioritatea oamenilor de știință de la RIKEN în acest [16] . Astfel, al 113-lea a devenit primul element descoperit în Japonia și în general într-o țară asiatică [17] .

Metoda de fuziune la cald folosită de oamenii de știință JINR s-a dovedit a fi mult mai eficientă decât metoda de fuziune la rece folosită de oamenii de știință de la RIKEN, făcând posibilă obținerea de câteva zeci de atomi de nihoniu față de trei de la japonezi. În plus, experimentele ruso-americane au fost replicate cu succes în Darmstadt și Berkeley. Cu toate acestea, grupul de lucru IUPAC / IUPAP a recunoscut prioritatea oamenilor de știință japonezi în descoperire, deoarece izotopii ușori ai nihoniului obținuți de aceștia s-au transformat în izotopi bine studiati în timpul dezintegrarii lor, în special266
107Bh, iar dezintegrarea izotopilor grei ai nihoniului obținute prin metoda fuziunii la cald au loc prin izotopi noi, niciodată observați până acum. De asemenea, grupul de lucru a avut îndoieli cu privire la posibilitatea de a distinge chimic dubniul de ruterfordiu prin metoda folosită de oamenii de știință JINR în analiza produșilor de descompunere ai izotopilor de nihoniu și moscoviu [18] .

Titlu

Inițial, numele sistematic ununtrium ( lat.  Ununtrium ) a fost folosit pentru al 113-lea element , compus din rădăcinile numerelor latine corespunzătoare numărului ordinal: Ununtrium - literalmente „o-o treime”).

Oamenii de știință care au sintetizat elementul din orașul științific rus Dubna au sugerat să-l denumească becquerelium ( Becquerelium , Bq) în onoarea descoperitorului radioactivității, Henri Becquerel (anterior, același nume a fost propus pentru a denumi cel de-al 110-lea element, care a devenit darmstadtium [ ). 19] ). Oamenii de știință din Japonia au propus să numească elementul japonium ( Japonium , Jp), nishinaniye ( Nishinanium , Nh) - în onoarea fizicianului Yoshio Nishin ) sau rikenium ( Rikenium , Rk) - în onoarea institutului RIKEN [20] [21 ] ] .

Pe 8 iunie 2016, IUPAC a recomandat ca elementului să i se dea numele „nihonium” ( Nihonium , Nh) conform uneia dintre cele două variante ale numelui propriu al Japoniei - Nihon, care se traduce prin „ Țara Soarelui Răsare ”. Denumirea „nihonium” a fost prezentată comunității științifice pentru o discuție de cinci luni în perioada 8 iunie - 8 noiembrie 2016, după care urma să fie aprobată oficial la următorul congres IUPAC [22] programat pentru iulie 2017 [23] .

Pe 28 noiembrie 2016, IUPAC a aprobat denumirea „nihonium” pentru elementul 113 [24] [25] .

Obținerea

Izotopii de nihonium au fost obținuți ca urmare a descompunerii α a izotopilor de moscoviu [7] :

şi, de asemenea, ca urmare a reacţiilor nucleare

Izotopi cunoscuți

Proprietăți fizice și chimice

Nihonium aparține subgrupului de bor , urmând taliul în el . Nihonium este probabil un metal greu (cu o densitate estimată de 16 g/cm3 ) netranzitorie .

Ca toate metalele din subgrupul borului (începând cu aluminiu ), acesta trebuie să fie foarte fuzibil. Punctul de topire calculat al nihoniului este de 430 °C (puțin mai mare decât taliul, care se topește la 304 °C).

Proprietățile chimice calculate ale nihoniului se presupune că sunt foarte interesante. Este de așteptat ca nihoniul să fie semnificativ mai puțin reactiv decât taliul (ale cărui proprietăți sunt mai apropiate de metalele alcaline ) și va fi mai asemănător nu cu acesta, ci cu metalele din subgrupul secundar al grupului I  - cuprul sau argintul [27] . Motivul pentru aceasta este efectele relativiste ale interacțiunii unui electron 7p cu doi electroni 7s 2 , care cresc energia de ionizare a nihoniului la 704,9 kJ/mol , care este mult mai mare decât energia de ionizare a taliului ( 589,4 kJ/mol ). [28] .

Nihonium are cea mai puternică afinitate electronică a întregului subgrup de bor ( 0,64 eV ). Prin urmare, poate fi și un agent oxidant, spre deosebire de toate elementele anterioare. Prin atașarea unui electron, nihoniul dobândește o configurație electronică stabilă a fleroviului , astfel încât poate prezenta o oarecare similitudine cu halogenii , dând nihonide - săruri acolo unde există un anion Nh - . Astfel de săruri, totuși, vor prezenta proprietăți reducătoare destul de puternice, totuși, combinația ipotetică de NhT-uri cu tennessine va avea de fapt forma TsNh - nihonium va fi agentul oxidant, iar tennessina agentul reducător [29] .

Starea de oxidare +1 a nihoniului este posibilă și, ca și taliul, va fi cea mai stabilă stare de oxidare; cu toate acestea, diferențele față de chimia taliului sunt destul de semnificative. Deci, este de așteptat ca hidroxidul de nihoniu, spre deosebire de hidroxidul de taliu , să fie o bază slabă, descompunându-se ușor în Nh2O ( poate că nu va exista deloc, ca hidroxidul de argint ). Monohalogenurile de nihonium (I), precum halogenurile de taliu (I) și argint (I) (cu excepția fluorurilor), vor fi ușor solubile sau complet insolubile în apă.

În plus față de stările de oxidare -1 și +1, nihoniul va putea prezenta stări de oxidare +2, +3 și chiar +5, ceea ce contrazice ordinea grupului. Cu toate acestea, oxidarea ulterioară a nihoniului se realizează nu cu ajutorul electronilor 7s 2 , a căror divizare a unei perechi necesită prea multă energie, ci datorită învelișului de electroni 6d. Prin urmare, compușii de nihoniu în starea de oxidare +3 nu vor fi similari cu compușii analogilor mai ușori în această stare de oxidare. Având în vedere tendința, această stare de oxidare a nihoniului va fi relativ instabilă, iar nihoniul o va putea forma, de regulă, cu elemente electronegative puternice ( fluor , clor , oxigen ). Forma moleculei va fi în formă de T și nu triunghiulară, ca sărurile altor elemente ale subgrupului de bor în starea de oxidare +3.

Cea mai mare stare de oxidare de +5 este teoretic posibilă, dar numai cu fluor și în condiții dure, cum ar fi fluorura de aur (V) , și este probabil să fie instabilă. Cu toate acestea, existența unui anion NhF 6 - se presupune a fi stabilă în compoziția sărurilor ipotetice ale acidului fluoroniconic.

Note

1. ↑ 1 2 https://iupac.org/iupac-announces-the-names-of-the-elements-113-115-117-and-118/
2. ↑ 1 2 Meija J. și colab. Greutăți atomice ale elementelor 2013 (Raport tehnic IUPAC  )  // Chimie pură și aplicată . - 2016. - Vol. 88 , nr. 3 . — P. 265–291 . - doi : 10.1515/pac-2015-0305 .
3. ↑ Denumirile noilor elemente chimice 113, 115, 117 și 118 . JINR (8 iunie 2016). Consultat la 8 iunie 2016. Arhivat din original pe 11 iunie 2016. (Rusă)
4. ↑ Eliav Ephraim , Kaldor Uzi , Ishikawa Yasuyuki , Seth Michael , Pyykkö Pekka. Niveluri energetice calculate de taliu și eka-taliu (element 113)  // Physical Review A. - 1996. - 1 iunie ( vol. 53 , nr. 6 ). - S. 3926-3933 . — ISSN 1050-2947 . - doi : 10.1103/PhysRevA.53.3926 .
5. ↑ Grushina A. Biografii ale elementelor noi  // Science and Life . - 2017. - Emisiune. 1 . - S. 24-25 .
6. ↑ Oganessian Yu. Ts. et al. Experimente privind sinteza elementului 115 în reacția 243 Am( 48 Ca, xn) 291–x 115  // Physical Review C. - 2004. - Vol. 69. - str. 021601.
7. ↑ 12 Yu . Ts. Oganessian și colab. Sinteza elementelor 115 și 113 în reacția 243 Am+ 48 Ca  // Revista fizică C. - 2005. - Voi. 72. - str. 034611.
8. ↑ NJ Stoyer și colab. Identificarea chimică a unui izotop cu viață lungă de dubniu, un descendent al elementului 115  // Fizica nucleară A. - 2007. - Vol. 787, nr.1-4 . - P. 388-395.
9. ↑ 1 2 Kosuke Morita și colab. Experiment privind sinteza elementului 113 în reacție 209 Bi( 70 Zn, n) 278 113  (engleză)  // Journal of the Physical Society of Japan. - 2004. - Vol. 73 , nr. 10 . - P. 2593-2596 .
10. ↑ Kosuke Morita și colab. Nou rezultat în producerea și degradarea unui izotop, 278 113, al celui de-al 113-lea element  //  Jurnalul Societății de Fizică din Japonia. - 2012. - Vol. 81 , nr. 103201 . - P. 1-4 .
11. ↑ 1 2 3 Oganessian Yu. Ts. et al. Sinteza izotopului 282 113 în reacția de fuziune 237 Np+ 48 Ca  (engleză)  // Physical Review C. - 2007. - Vol. 76. - str. 011601.
12. ↑ Rudolph D. și colab. Spectroscopia lanțurilor de dezintegrare a elementului 115   // Fiz . Rev. Let.. - 2013. - Vol. 111 , nr. 11 . — P. 112502 . - doi : 10.1103/PhysRevLett.111.112502 .
13. ↑ Gates JM și colab. Spectroscopia de dezintegrare a elementului 115 fiice: 280 Rg→ 276 Mt și 276 Mt→ 272 Bh   // Phys . Rev. C. - 2015. - Vol. 92 , nr. 2 . — P. 021301 . - doi : 10.1103/PhysRevC.92.021301 .
14. ↑ Hiroko Saito. Cui i se va acorda descoperirea celui de-al 113-lea element al tabelului periodic?  = ? _ - 2015. - Septembrie.
15. ↑ Japonia va fi al 113-lea element al tabelului periodic . Data accesului: 26 decembrie 2015. Arhivat din original pe 27 decembrie 2015. (nedefinit)
16. ↑ Descoperirea și atribuirea elementelor cu numerele atomice 113, 115, 117 și 118  . IUPAC (30 decembrie 2015). Data accesului: 31 decembrie 2015. Arhivat din original la 31 decembrie 2015.
17. ↑ Japonezii au fost recunoscuți drept descoperitorii celui de-al 113-lea element chimic , Vesti.ru  (31 decembrie 2015). Arhivat din original la 1 ianuarie 2016. Preluat la 31 decembrie 2015.
18. ↑ Barber RC, Karol PJ, Nakahara H., Vardaci E., Vogt EW Descoperirea elementelor cu numere atomice mai mari sau egale cu 113 (Raport tehnic IUPAC  )  // Pure Appl. Chim.. - 2011. - Vol. 83 , nr. 7 . - P. 1485 . - doi : 10.1351/PAC-REP-10-05-01 .
19. ↑ Chimie: Tabel periodic: darmstadtium: informații istorice (downlink) . Data accesului: 17 ianuarie 2005. Arhivat din original la 17 ianuarie 2005. (nedefinit) 
20. ↑ Descoperirea elementului 113  (ing.)  (link inaccesibil) . Stiri RIKEN - Noiembrie 2004. - Nr 281 . Preluat la 24 iulie 2007. Arhivat din original la 26 august 2011.
21. ↑ Articolul de recenzie „Discuții despre prioritatea în descoperirea elementelor transuraniului” (link inaccesibil) . Consultat la 5 septembrie 2004. Arhivat din original pe 5 septembrie 2004. (nedefinit) 
22. ↑ IUPAC denumește cele patru noi elemente Nihonium, Moscovium, Tennessine și Oganesson  . IUPAC (8 iunie 2016). Consultat la 8 iunie 2016. Arhivat din original pe 8 iunie 2016.
23. ↑ A 48-a REUNIUNE A CONSILIULUI IUPAC. Busan, Coreea 12-13 august 2015. Proiect de proces-verbal Arhivat 16 noiembrie 2016 la Wayback Machine .
24. ↑ IUPAC anunță numele elementelor 113, 115, 117 și  118 . IUPAC (30 noiembrie 2016). Consultat la 30 noiembrie 2016. Arhivat din original la 23 septembrie 2018.
25. ↑ Obraztsov P. Ununocty a devenit oganesson  // Știință și viață. - 2017. - Emisiune. 1 . - S. 22-25 .
26. ↑ 1 2 3 4 5 Nudat 2.3 . Preluat la 24 iulie 2007. Arhivat din original la 13 mai 2019. (nedefinit)
27. ↑ Fægri Knut , Saue Trond. Molecule diatomice între elementele foarte grele din grupul 13 și grupul 17: Un studiu al efectelor relativiste asupra legăturilor  (engleză)  // The Journal of Chemical Physics. - 2001. - 8 august ( vol. 115 , nr. 6 ). - P. 2456-2464 . — ISSN 0021-9606 . - doi : 10.1063/1.1385366 .
28. ↑ Haire RG Transactinide și elementele viitoare // The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements  (engleză) / Eds.: LR Morss, NM Edelstein, J. Fuger. — Ed. a III-a. — Dordrecht, Țările de Jos: Springer Science+Business Media , 2006. — ISBN 1-4020-3555-1 .
29. ↑ Stysziński J. De ce avem nevoie de metode de calcul relativiste? // Metode relativiste pentru chimiști  (engleză) / Eds.: Maria Barysz, Yasuyuki Ishikawa. - 2010. - P. 99-164. —xiv, 613 p. - (Provocări și progrese în chimie și fizică computațională, volumul 10). - ISBN 978-1-4020-9975-5 .

Link -uri

• Nihonium pe Webelements
• Despre sinteza elementelor pe site-ul JINR

Dicționare și enciclopedii	mare danez Mare catalană Mare norvegian Rusă mare Britannica (online)
În cataloagele bibliografice	J9U : 987007593035105171 LCCN : sh2012003544