Nihonium

Nihonium [3] ( lat. Nihonium , Nh), som tidligere optrådte under de midlertidige navne ununtrium ( lat. Ununtrium , Uut) eller eka-thallium [4] , er et kemisk grundstof af den 13. gruppe (ifølge den forældede klassificering , hovedundergruppen af gruppe III ) i den 7. periode af det periodiske system . Atomtallet er 113. Atommassen af den mest stabile kendte isotop , 286 Nh, med en halveringstid på 20 s [5] , er 286.182(5) a. e.m. [2] . Som alle supertunge grundstoffer er det ekstremt radioaktivt .

Opdagelseshistorie

I februar 2004 blev resultaterne af eksperimenter udført fra 14. juli til 10. august 2003 offentliggjort , som et resultat af hvilke det 113. element blev opnået [6] [7] . Undersøgelserne blev udført på Joint Institute for Nuclear Research (Dubna, Rusland) ved U-400 cyklotronen ved hjælp af Dubna gasfyldte rekylseparator (DGFRS) i samarbejde med Livermore National Laboratory (USA). I disse eksperimenter, ved at bombardere et americium- mål med calciumioner, blev isotoper af element 115 (nu kaldet " moscovium ", Mc) syntetiseret: tre 288 Mc-kerner og en 287 Mc-kerne. Alle fire kerner, som et resultat af alfa-henfald, blev til isotoper af element 113 ( 284 Nh og 283 Nh). Kernerne i grundstof 113 gennemgik yderligere alfa-henfald og blev til isotoper af grundstof 111 ( roentgenium ). En kæde af successive alfa-henfald resulterede i de spontant fissile kerner af element 105 ( dubnium ).

I 2004 og 2005 udførte JINR ( i samarbejde med Livermore National Laboratory) eksperimenter med kemisk identifikation af slutproduktet af kædens henfald 288 115 → 284 113 → 280 111 → 276 109 → 272 → 272 → 272 en langlivet (ca. 28 timer) isotop 268db . Eksperimenter, hvor yderligere 20 begivenheder blev undersøgt, bekræftede syntesen af det 115. og 113. element [8] .

I september 2004 blev syntesen af isotopen af det 113. grundstof 278 Nh i mængden af et atom annonceret af en gruppe fra RIKEN Institute (Japan) [9] . De brugte fusionsreaktionen af zink- og vismutkerner. Som et resultat, over 8 år, lykkedes det japanske videnskabsmænd at registrere tre begivenheder af fødslen af nihoniumatomer: 23. juli 2004, 2. april 2005 og 12. august 2012 [10] .

To atomer af en anden isotop, 282 Nh, blev opnået ved JINR i 2007 i reaktionen 237 Np + 48 Ca → 282 Nh+ 3 1 n [11] .

Yderligere to isotoper - 285 Nh og 286 Nh blev opnået ved JINR i 2010 som produkter af to på hinanden følgende alfa-henfald af tennessine .

I 2013 blev nihoniumatomer opnået af en gruppe fra Lunds Universitet ved Institute of Heavy Ions under forsøg, der bekræftede produktionen af nihonium ifølge den teknik, som den russisk-amerikanske gruppe i Dubna brugte [12] . I 2015 blev den samme produktionsmetode gentaget med succes på Lawrence Berkeley National Laboratory [13] .

At opnå ved kold fusionsmetoden, der anvendes af japanske forskere, har endnu ikke et eneste laboratorium udført på grund af dets lave effektivitet.

I august 2015 blev det på IUPAC- kongressen i Busan annonceret, at rapporten om elementer nummereret 113, 115, 117 og 118 allerede var blevet udarbejdet [14] . Der er dog ikke offentliggjort detaljerede oplysninger. I december 2015 blev det annonceret, at den endelige beslutning om opdagelsesprioriteten og navnet på kemisk grundstof nr. 113 ville blive truffet i januar 2016 på et møde i International Union of Pure and Applied Chemistry. Samtidig blev det allerede rapporteret, at RIKEN-forskerteamet ville blive prioriteret [15] . Den 30. december 2015 anerkendte IUPAC officielt opdagelsen af det 113. element og prioriteringen af videnskabsmænd fra RIKEN i dette [16] . Således blev 113. det første grundstof opdaget i Japan og generelt i et asiatisk land [17] .

Den varme fusionsmetode, som JINR-forskerne brugte, viste sig at være meget mere effektiv end den kolde fusionsmetode, som RIKEN-forskerne brugte, hvilket gjorde det muligt at opnå adskillige titusinder af nihoniumatomer mod tre fra japanerne. Derudover blev russisk-amerikanske eksperimenter med succes replikeret i Darmstadt og Berkeley. Ikke desto mindre anerkendte IUPAC / IUPAP-arbejdsgruppen japanske forskeres prioritet i opdagelsen, da de lette isotoper af nihonium opnået af dem blev til velundersøgte isotoper under deres henfald, især266
107Bh, og henfaldene af tunge isotoper af nihonium opnået ved den varme fusionsmetode sker gennem nye, aldrig før observerede isotoper. Arbejdsgruppen var også i tvivl om muligheden for kemisk at skelne dubnium fra rutherfordium ved den metode, der blev brugt af JINR-forskere i analysen af henfaldsprodukter af nihonium- og moscoviumisotoper [18] .

Titel

Oprindeligt blev det systematiske navn ununtrium ( lat. Ununtrium ) brugt for det 113. grundstof , sammensat af rødderne af latinske tal svarende til ordenstallet: Ununtrium - bogstaveligt "en-en-tredjedel").

Forskerne, der syntetiserede grundstoffet fra den russiske videnskabsby Dubna , foreslog at kalde det becquerelium ( Becquerelium , Bq) til ære for opdageren af radioaktivitet, Henri Becquerel (tidligere blev det samme navn foreslået at navngive det 110. grundstof, som blev til darmstadtium [ 19] ). Forskere fra Japan foreslog at navngive grundstoffet japonium ( Japonium , Jp), nishinaniye ( Nishinanium , Nh) - til ære for fysikeren Yoshio Nishin ) eller rikenium ( Rikenium , Rk) - til ære for RIKEN -instituttet [20] [21 ] .

Den 8. juni 2016 anbefalede IUPAC , at grundstoffet fik navnet "nihonium" ( Nihonium , Nh) ifølge en af de to varianter af Japans selvnavn - Nihon, som kan oversættes som " Land of the Rising Sun ". Navnet "nihonium" blev præsenteret for det videnskabelige samfund til en fem-måneders diskussion fra 8. juni til 8. november 2016, hvorefter det formelt skulle godkendes på den næste IUPAC-kongres [22] planlagt til juli 2017 [23] .

Den 28. november 2016 godkendte IUPAC navnet "nihonium" for grundstof 113 [24] [25] .

Henter

Nihoniumisotoper blev opnået som et resultat af α-henfald af moscovium isotoper [7] :

{\displaystyle {\ce {^{288}_{115}{Mc}\to _{113}^{284}{Nh}+_{2}^{4}{He))))

{\displaystyle {\ce {^{287}_{115}{Mc}\to _{113}^{283}{Nh}+_{2}^{4}{He))))

{\displaystyle {\ce {^{289}_{115}{Mc}\to _{113}^{285}{Nh}+_{2}^{4}{He))))

{\displaystyle {\ce {^{290}_{115}{Mc}\to _{113}^{286}{Nh}+_{2}^{4}{He))))

og også som følge af nukleare reaktioner

{\ce {^{237}_{93}{Np}+_{20}^{48}{Ca}\to _{113}^{282}{Nh}+3_{0}^{ 1}{n}}}

[11] ,

{\ce {^{209}_{83}{Bi}+_{30}^{70}{Zn}\to _{113}^{278}{Nh}+_{0}^{ 1}{n}}}

[9] .

Kendte isotoper

Isotop	Vægt	Halvt liv	Forfaldstype
278Nh _	278	0,24+1,14 -0,11ms [26]	α-henfald i 274 Rg
282Nh _	282	73+134 −29ms [11]	α-henfald i 278 Rg
283Nh _	283	100+490 −45ms [26]	α-henfald i 279 Rg
284Nh _	284	0,48+0,58 -0,17siden [26]	α-henfald i 280 Rg
285Nh _	285	5,5 s [26]	α-henfald i 281 Rg
286Nh _	286	19,6 s [26]	α-henfald i 282 Rg

Fysiske og kemiske egenskaber

Nihonium tilhører borundergruppen efter thallium i den . Nihonium er formodentlig et tungt (med en estimeret densitet på 16 g/cm 3 ) ikke-overgangsmetal.

Ligesom alle metaller i bor-undergruppen (startende med aluminium ) skal det være meget smeltbart. Det beregnede smeltepunkt for nihonium er 430 °C (lidt højere end thallium, som smelter ved 304 °C).

De beregnede kemiske egenskaber af nihonium formodes at være meget interessante. Det forventes, at nihonium vil være betydeligt mindre reaktivt end thallium (hvis egenskaber er tættere på alkalimetaller ), og vil være mere lig ikke det, men til metallerne i den sekundære undergruppe af gruppe I - kobber eller sølv [27] . Årsagen til dette er de relativistiske virkninger af interaktionen af en 7p elektron med to 7s 2 elektroner, som øger ioniseringsenergien af nihonium til 704,9 kJ/mol , hvilket er meget højere end ioniseringsenergien af thallium ( 589,4 kJ/mol ) [28] .

Nihonium har den stærkeste elektronaffinitet af hele borundergruppen ( 0,64 eV ). Derfor kan det også være et oxidationsmiddel, i modsætning til alle tidligere grundstoffer. Ved at vedhæfte en elektron får nihonium en stabil elektronisk konfiguration af flerovium , så det kan vise en vis lighed med halogener , hvilket giver nihonider - salte, hvor der er en anion Nh- . Sådanne salte vil dog udvise ret stærke reducerende egenskaber, dog vil den hypotetiske kombination af NhT'er med tennessine faktisk have formen TsNh-nihonium vil være oxidationsmidlet, og tennessine reduktionsmidlet [29] .

+1 oxidationstilstanden for nihonium er mulig og vil ligesom thallium være den mest stabile oxidationstilstand; dog er forskellene fra thalliums kemi ret betydelige. Så det forventes, at nihoniumhydroxid, i modsætning til thalliumhydroxid , vil være en svag base, der let nedbrydes til Nh 2 O (måske vil det slet ikke eksistere, ligesom sølvhydroxid ). Nihonium(I)-monohalogenider, som thallium(I)- og sølv(I)-halogenider (undtagen fluorider), vil være let opløselige eller fuldstændig uopløselige i vand.

Udover oxidationstilstande −1 og +1 vil nihonium kunne udvise oxidationstilstande +2, +3 og endda +5, hvilket modsiger grupperækkefølgen. Yderligere oxidation af nihonium udføres dog ikke ved hjælp af 7s 2 elektroner, hvis opsplitning af et par kræver for meget energi, men på grund af 6d elektronskallen. Derfor vil nihoniumforbindelser i +3-oxidationstilstanden ikke ligne forbindelser af lettere analoger i denne oxidationstilstand. I betragtning af tendensen vil denne oxidationstilstand af nihonium være relativt ustabil, og nihonium vil som regel være i stand til at danne den med stærke elektronegative elementer ( fluor , klor , oxygen ). Formen af molekylet vil være T-formet, og ikke trekantet, ligesom salte af andre elementer i bor undergruppen i +3 oxidationstilstand.

Den højeste oxidationstilstand på +5 er teoretisk mulig, men kun med fluor og under barske forhold, som guld(V)fluorid , og vil sandsynligvis være ustabil. Imidlertid antages eksistensen af en NhF 6 - anion at være stabil i sammensætningen af hypotetiske salte af fluoronichonsyre.

Noter

↑ 1 2 https://iupac.org/iupac-announces-the-names-of-the-elements-113-115-117-and-118/
↑ 1 2 Meija J. et al. Grundstoffernes atomvægte 2013 (IUPAC Technical Report ) // Pure and Applied Chemistry . - 2016. - Bd. 88 , nr. 3 . — S. 265–291 . - doi : 10.1515/pac-2015-0305 .
↑ Navne på nye kemiske grundstoffer 113, 115, 117 og 118 . JINR (8. juni 2016). Hentet 8. juni 2016. Arkiveret fra originalen 11. juni 2016. (Russisk)
↑ Eliav Ephraim , Kaldor Uzi , Ishikawa Yasuyuki , Seth Michael , Pyykkö Pekka. Beregnede energiniveauer for thallium og eka-thallium (grundstof 113) // Physical Review A. - 1996. - 1. juni ( vol. 53 , nr. 6 ). - S. 3926-3933 . — ISSN 1050-2947 . - doi : 10.1103/PhysRevA.53.3926 .
↑ Grushina A. Biografier om nye elementer // Videnskab og liv . - 2017. - Udgave. 1 . - S. 24-25 .
↑ Oganessian Yu. Ts. et al. Eksperimenter med syntesen af grundstof 115 i reaktionen 243 Am( 48 Ca, xn) 291–x 115 // Physical Review C. - 2004. - Vol. 69. - P. 021601.
↑ 12 Yu . Ts. Oganessian et al. Syntese af grundstofferne 115 og 113 i reaktionen 243 Am+ 48 Ca // Physical Review C. - 2005. - Vol. 72. - P. 034611.
↑ NJ Stoyer et al. Kemisk identifikation af en langlivet isotop af Dubnium, en efterkommer af grundstof 115 // Kernefysik A. - 2007. - Vol. 787, nr. 1-4 . - S. 388-395.
↑ 1 2 Kosuke Morita et al. Eksperiment med syntesen af element 113 i reaktionen 209 Bi( 70 Zn, n) 278 113 (engelsk) // Journal of the Physical Society of Japan. - 2004. - Bd. 73 , nr. 10 . - P. 2593-2596 .
↑ Kosuke Morita et al. Nyt resultat i produktionen og henfaldet af en isotop, 278 113, af det 113. element // Journal of the Physical Society of Japan. - 2012. - Bd. 81 , nr. 103201 . - S. 1-4 .
↑ 1 2 3 Oganessian Yu. Ts. et al. Syntese af isotopen 282 113 i 237 Np+ 48 Ca fusionsreaktionen (engelsk) // Physical Review C. - 2007. - Vol. 76. - P. 011601.
↑ Rudolph D. et al. Spektroskopi af element 115 henfaldskæder // Phys . Rev. Lett.. - 2013. - Vol. 111 , nr. 11 . — S. 112502 . - doi : 10.1103/PhysRevLett.111.112502 .
↑ Gates JM et al. Henfaldsspektroskopi af element 115-døtre: 280 Rg→ 276 Mt og 276 Mt→ 272 Bh // Phys . Rev. C. - 2015. - Vol. 92 , nr. 2 . — S. 021301 . - doi : 10.1103/PhysRevC.92.021301 .
↑ Hiroko Saito. Hvem vil blive tildelt opdagelsen af det 113. grundstof i det periodiske system? = ? _ - 2015. - September.
↑ Japan bliver det 113. element i det periodiske system . Dato for adgang: 26. december 2015. Arkiveret fra originalen 27. december 2015. (ubestemt)
↑ Opdagelse og tildeling af grundstoffer med atomnumre 113, 115, 117 og 118 . IUPAC (30. december 2015). Dato for adgang: 31. december 2015. Arkiveret fra originalen 31. december 2015.
↑ Japanerne blev anerkendt som opdagerne af det 113. kemiske grundstof , Vesti.ru (31. december 2015). Arkiveret fra originalen den 1. januar 2016. Hentet 31. december 2015.
↑ Barber RC, Karol PJ, Nakahara H., Vardaci E., Vogt EW Opdagelse af grundstofferne med atomnumre større end eller lig med 113 (IUPAC Technical Report ) // Pure Appl. Chem.. - 2011. - Vol. 83 , nr. 7 . - S. 1485 . - doi : 10.1351/PAC-REP-10-05-01 .
↑ Kemi: Periodisk system: darmstadtium: historisk information (downlink) . Dato for adgang: 17. januar 2005. Arkiveret fra originalen 17. januar 2005. (ubestemt)
↑ Opdagelse af element 113 (eng.) (utilgængeligt link) . RIKEN News - November 2004. - Nr. 281 . Hentet 24. juli 2007. Arkiveret fra originalen 26. august 2011.
↑ Gennemgangsartikel "Diskussioner om prioriteten i opdagelsen af transuranelementer" (utilgængeligt link) . Hentet 5. september 2004. Arkiveret fra originalen 5. september 2004. (ubestemt)
↑ IUPAC navngiver de fire nye elementer Nihonium, Moscovium, Tennessine og Oganesson . IUPAC (8. juni 2016). Hentet 8. juni 2016. Arkiveret fra originalen 8. juni 2016.
↑ 48. IUPAC-RÅDSMØDE. Busan, Korea 12.-13. august 2015. Udkast til referat Arkiveret 16. november 2016 på Wayback Machine .
↑ IUPAC annoncerer navnene på elementerne 113, 115, 117 og 118 . IUPAC (30. november 2016). Hentet 30. november 2016. Arkiveret fra originalen 23. september 2018.
↑ Obraztsov P. Ununocty blev en oganesson // Videnskab og liv. - 2017. - Udgave. 1 . - S. 22-25 .
↑ 1 2 3 4 5 Nudat 2.3 . Hentet 24. juli 2007. Arkiveret fra originalen 13. maj 2019. (ubestemt)
↑ Fægri Knut , Saue Trond. Diatomiske molekyler mellem meget tunge grundstoffer i gruppe 13 og gruppe 17: En undersøgelse af relativistiske effekter på binding (engelsk) // The Journal of Chemical Physics. - 2001. - 8. august ( bind 115 , nr. 6 ). - P. 2456-2464 . — ISSN 0021-9606 . - doi : 10.1063/1.1385366 .
↑ Haire RG Transactinides and the future elements // The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements (engelsk) / Eds.: LR Morss, NM Edelstein, J. Fuger. — 3. Udg. — Dordrecht, Holland: Springer Science+Business Media , 2006. — ISBN 1-4020-3555-1 .
↑ Stysziński J. Hvorfor har vi brug for relativistiske beregningsmetoder? // Relativistiske metoder for kemikere (engelsk) / Red.: Maria Barysz, Yasuyuki Ishikawa. - 2010. - S. 99-164. —xiv, 613 s. - (Challenges and Advances in Computational Chemistry and Physics, bind 10). - ISBN 978-1-4020-9975-5 .

Links

Ordbøger og encyklopædier	Flot dansk Fantastisk catalansk Fantastisk norsk Stor russer Britannica (online)
I bibliografiske kataloger	J9U : 987007593035105171 LCCN : sh2012003544