Nihonium

Nihonium
←  Kopernicius | Flerovium  →
113 Tl ↑ Nh [1] ↓ (Uhs) 113Nh [ 1]
Vzhled jednoduché látky
neznámý
Vlastnosti atomu
Jméno, symbol, číslo	Nihonium / Nihonium (Nh), 113
Skupina , období , blok	13, 7, str
atomová hmotnost ( molární hmotnost )	[286] ( hmotnostní číslo nejstabilnějšího izotopu) [2]
Elektronická konfigurace	pravděpodobně [ Rn ] 5f 14  6d 10  7s 2  7p 1
Poloměr atomu	170 hodin
Chemické vlastnosti
kovalentní poloměr	172-180  hodin
Ionizační energie	1.: (vypočteno) 704,9  kJ / mol  ( eV ) 2.: (vypočteno) 2238,5  kJ / mol  ( eV ) 3.: (vypočteno) 3203,3  kJ / mol  ( eV )
Termodynamické vlastnosti jednoduché látky
Hustota (v n.a. )	(vypočteno) 16 g/cm³
Teplota tání	(vypočteno) 700 K
Teplota varu	(vypočteno) 1430 K
Oud. teplo tání	(vypočteno) 7,61 kJ/mol
Oud. výparné teplo	(vypočteno) 130 kJ/mol
Další vlastnosti
Číslo CAS	54084-70-7

Nihonium [3] ( lat.  Nihonium , Nh), které se dříve vyskytovalo pod dočasnými názvy ununtrium ( lat.  Ununtrium , Uut) nebo eka-thallium [4] , je chemický prvek 13. skupiny (podle zastaralé klasifikace  , hlavní podskupina skupiny III ) 7. periody periodického systému . Atomové číslo  je 113. Atomová hmotnost nejstabilnějšího známého izotopu 286 Nh s poločasem rozpadu 20 s [5] je 286,182(5) a. e . m. [2] . Jako všechny supertěžké prvky je extrémně radioaktivní .

Historie objevů

V únoru 2004 byly zveřejněny výsledky experimentů provedených od 14. července do 10. srpna 2003 , v jejichž důsledku byl získán 113. prvek [6] [7] . Studie byly provedeny ve Společném ústavu pro jaderný výzkum (Dubna, Rusko) na cyklotronu U-400 s využitím plynem plněného odlučovače Dubna (DGFRS) ve spolupráci s Livermore National Laboratory (USA). V těchto experimentech byly bombardováním terče americia vápenatými ionty syntetizovány izotopy prvku 115 (nyní nazývaného " moscovium ", Mc): tři jádra 288 Mc a jedno jádro 287 Mc. Všechna čtyři jádra se v důsledku rozpadu alfa změnila na izotopy prvku 113 ( 284 Nh a 283 Nh). Jádra prvku 113 prošla dalším rozpadem alfa a stala se z nich izotopy prvku 111 ( roentgenium ). Řetězec postupných alfa rozpadů vyústil ve spontánně štěpitelná jádra prvku 105 ( dubnium ).

V letech 2004 a 2005 prováděl SÚJV ( ve spolupráci s Livermore National Laboratory) experimenty na chemickou identifikaci konečného produktu rozpadu řetězce 288 115 → 284 113 → 280 111 → 276 109 → 272 107 1 → 268 izotop s dlouhou životností (asi 28 hodin) 268db . Experimenty, ve kterých bylo studováno dalších 20 událostí, potvrdily syntézu 115. a 113. prvku [8] .

V září 2004 byla oznámena syntéza izotopu 113. prvku 278 Nh v množství jednoho atomu skupinou z RIKEN Institute (Japonsko) [9] . Využili fúzní reakce jader zinku a bismutu. Výsledkem bylo, že za 8 let se japonským vědcům podařilo zaregistrovat tři události zrodu atomů nihonia: 23. července 2004, 2. dubna 2005 a 12. srpna 2012 [10] .

Dva atomy dalšího izotopu, 282 Nh, byly získány na SÚJV v roce 2007 reakcí 237 Np + 48 Ca → 282 Nh+ 3 1 n [11] .

Další dva izotopy - 285 Nh a 286 Nh byly získány v SÚJV v roce 2010 jako produkty dvou po sobě jdoucích alfa rozpadů tennessinu .

V roce 2013 byly atomy nihonia získány skupinou z Lundské univerzity v Institutu těžkých iontů během experimentů, které potvrdily výrobu nihonia podle techniky používané rusko-americkou skupinou v Dubně [12] . V roce 2015 byla stejná metoda výroby úspěšně zopakována v Lawrence Berkeley National Laboratory [13] .

Získávání metodou studené fúze, kterou používají japonští vědci, zatím neprovedla ani jedna laboratoř pro její nízkou účinnost.

V srpnu 2015 bylo na kongresu IUPAC v Pusanu oznámeno, že zpráva o prvcích s čísly 113, 115, 117 a 118 již byla zpracována [14] . Žádné podrobné informace však nebyly zveřejněny. V prosinci 2015 bylo oznámeno, že konečné rozhodnutí o prioritě objevu a názvu chemického prvku č. 113 padne v lednu 2016 na zasedání Mezinárodní unie čisté a aplikované chemie. Zároveň již bylo oznámeno, že přednost bude dána výzkumnému týmu RIKEN [15] . 30. prosince 2015 IUPAC oficiálně uznal objev 113. prvku a prioritu vědců z RIKEN v tomto [16] . 113. se tak stal prvním prvkem objeveným v Japonsku a obecně v asijské zemi [17] .

Metoda horké fúze, kterou použili vědci JINR, se ukázala být mnohem účinnější než metoda studené fúze, kterou používali vědci z RIKEN, což umožnilo získat několik desítek atomů nihonia proti třem od Japonců. Kromě toho byly rusko-americké experimenty úspěšně replikovány v Darmstadtu a Berkeley. Nicméně pracovní skupina IUPAC / IUPAP uznala prioritu japonských vědců v objevu, protože jimi získané lehké izotopy nihonia se během svého rozpadu změnily na dobře prozkoumané izotopy, zejména266
107Bh a rozpady těžkých izotopů nihonia získaných metodou horké fúze probíhají prostřednictvím nových, dosud nikdy nepozorovaných izotopů. Pracovní skupina měla rovněž pochybnosti o možnosti chemicky odlišit dubnium od rutherfordia metodou, kterou vědci SÚJV používají při analýze produktů rozpadu izotopů nihonia a moscovia [18] .

Název

Zpočátku se pro 113. prvek používal systematický název ununtrium ( lat.  Ununtrium ) , složený z kořenů latinských číslic odpovídajících řadové číslu: Ununtrium – doslova „jedna třetina“).

Vědci, kteří syntetizovali prvek z ruského vědeckého města Dubna , jej navrhli nazvat becquerelium ( Becquerelium , Bq) na počest objevitele radioaktivity Henri Becquerela (dříve byl stejný název navržen pro pojmenování 110. prvku, který se stal darmstadtium [ 19] ). Japonští vědci navrhli pojmenovat prvek japonium ( Japonium , Jp), nishinaniye ( Nishinanium , Nh) - na počest fyzika Yoshio Nishina ), nebo rikenium ( Rikenium , Rk) - na počest institutu RIKEN [20] [21 ] .

Dne 8. června 2016 IUPAC doporučil, aby prvek dostal název „nihonium“ ( Nihonium , Nh) podle jedné ze dvou variant japonského vlastního jména – Nihon, což v překladu znamená „ Země vycházejícího slunce “. Název „nihonium“ byl představen vědecké komunitě na pětiměsíční diskusi od 8. června do 8. listopadu 2016, poté měl být formálně schválen na příštím kongresu IUPAC [22] plánovaném na červenec 2017 [23] .

Dne 28. listopadu 2016 IUPAC schválila název „nihonium“ pro prvek 113 [24] [25] .

Získání

Izotopy nihonia byly získány jako výsledek α-rozpadu izotopů moscovia [7] :

a také v důsledku jaderných reakcí

Známé izotopy

Fyzikální a chemické vlastnosti

Nihonium patří do podskupiny boru , následuje v ní thalium . Nihonium je pravděpodobně těžký (s odhadovanou hustotou 16 g/cm 3 ) nepřechodný kov.

Jako všechny kovy podskupiny boru (počínaje hliníkem ) musí být velmi tavitelný. Vypočtený bod tání nihonia je 430 °C (o něco vyšší než u thalia, které taje při 304 °C).

Vypočtené chemické vlastnosti nihonia mají být velmi zajímavé. Očekává se, že nihonium bude výrazně méně reaktivní než thalium (jehož vlastnosti se blíží alkalickým kovům ) a bude se více podobat ne jemu, ale kovům sekundární podskupiny I. skupiny  - mědi nebo stříbru [27] . Důvodem jsou relativistické efekty interakce jednoho elektronu 7p se dvěma elektrony 7s2 , které zvyšují ionizační energii nihonia na 704,9 kJ/mol , což je mnohem více než ionizační energie thalia ( 589,4 kJ/mol ) [28] .

Nihonium má nejsilnější elektronovou afinitu z celé podskupiny boru ( 0,64 eV ). Proto může být také oxidačním činidlem, na rozdíl od všech předchozích prvků. Připojením jednoho elektronu získá nihonium stabilní elektronovou konfiguraci flerovia , takže může vykazovat určitou podobnost s halogeny , čímž vzniknou nihonidy - soli tam, kde je anion Nh - . Takové soli však budou vykazovat poměrně silné redukční vlastnosti, nicméně hypotetická kombinace NhTs s tennessinem bude ve skutečnosti mít formu TsNh - nihonium bude oxidační činidlo a tennessin bude redukční činidlo [29] .

Oxidační stav +1 nihonia je možný a stejně jako thalium bude nejstabilnějším oxidačním stavem; rozdíly oproti chemickému složení thalia jsou však poměrně významné. Očekává se tedy, že hydroxid nihonitý, na rozdíl od hydroxidu thallia , bude slabá báze, snadno se rozkládající na Nh 2 O (možná nebude vůbec existovat, jako hydroxid stříbrný ). Monohalogenidy nihonia, jako halogenidy thalia a stříbra (kromě fluoridů), budou ve vodě mírně rozpustné nebo zcela nerozpustné.

Kromě oxidačních stavů −1 a +1 bude nihonium schopno vykazovat oxidační stavy +2, +3 a dokonce +5, což je v rozporu se skupinovým uspořádáním. Další oxidace nihonia se však neprovádí pomocí elektronů 7s 2 , jejichž rozdělení páru vyžaduje příliš mnoho energie, ale díky 6d elektronovému obalu. Nihoniové sloučeniny v oxidačním stavu +3 tedy nebudou podobné sloučeninám lehčích analogů v tomto oxidačním stavu. Vzhledem k trendu bude tento oxidační stav nihonia poměrně nestabilní a nihonium jej bude moci tvořit zpravidla se silnými elektronegativními prvky ( fluor , chlor , kyslík ). Tvar molekuly bude ve tvaru T a nebude trojúhelníkový, jako u solí jiných prvků podskupiny boru v oxidačním stavu +3.

Nejvyšší oxidační stav +5 je teoreticky možný, ale pouze s fluorem a za drsných podmínek, jako je fluorid zlatý (V) a pravděpodobně bude nestabilní. Předpokládá se však, že existence aniontu NhF6- je stabilní ve složení hypotetických solí kyseliny fluoronichonové.

Poznámky

1. ↑ 1 2 https://iupac.org/iupac-announces-the-names-of-the-elements-113-115-117-and-118/
2. ↑ 1 2 Meija J. a kol. Atomové hmotnosti prvků 2013 (IUPAC Technical Report  )  // Pure and Applied Chemistry . - 2016. - Sv. 88 , č. 3 . — S. 265–291 . - doi : 10.1515/pac-2015-0305 .
3. ↑ Názvy nových chemických prvků 113, 115, 117 a 118 . SÚJV (8. června 2016). Získáno 8. června 2016. Archivováno z originálu 11. června 2016. (Ruština)
4. ↑ Eliav Ephraim , Kaldor Uzi , Ishikawa Yasuyuki , Seth Michael , Pyykkö Pekka. Vypočítané energetické hladiny thalia a eka-thallia (prvek 113)  // Physical Review A. - 1996. - June 1 ( vol. 53 , no. 6 ). - S. 3926-3933 . — ISSN 1050-2947 . - doi : 10.1103/PhysRevA.53.3926 .
5. ↑ Grushina A. Biografie nových prvků  // Věda a život . - 2017. - Vydání. 1 . - S. 24-25 .
6. ↑ Oganessian Yu. Ts. a kol. Pokusy o syntéze prvku 115 v reakci 243 Am( 48 Ca, xn) 291–x 115  // Physical Review C. - 2004. - Vol. 69. - P. 021601.
7. ↑ 12 Yu . Ts. Oganessian a kol. Syntéza prvků 115 a 113 v reakci 243 Am+ 48 Ca  // Physical Review C. - 2005. - Vol. 72. - S. 034611.
8. ↑ NJ Stoyer a kol. Chemická identifikace dlouhotrvajícího izotopu Dubnia, potomka prvku 115  // Nuclear Physics A. - 2007. - Vol. 787, č. 1-4 . - S. 388-395.
9. ↑ 1 2 Kosuke Morita a kol. Experiment o syntéze prvku 113 v reakci 209 Bi( 70 Zn, n) 278 113  (anglicky)  // Journal of the Physical Society of Japan. - 2004. - Sv. 73 , č. 10 . - str. 2593-2596 .
10. ↑ Kosuke Morita a kol. Nový výsledek ve výrobě a rozpadu izotopu, 278 113, 113. prvku  //  Journal of the Physical Society of Japan. - 2012. - Sv. 81 , č. 103201 . - str. 1-4 .
11. ↑ 1 2 3 Oganessian Yu. Ts. a kol. Syntéza izotopu 282 113 ve fúzní reakci 237 Np+ 48  Ca (anglicky)  // Physical Review C. - 2007. - Vol. 76. - S. 011601.
12. ↑ Rudolph D. a kol. Spektroskopie rozpadových řetězců prvku 115   // Phys . Rev. Lett.. - 2013. - Sv. 111 , č.p. 11 . — S. 112502 . - doi : 10.1103/PhysRevLett.111.112502 .
13. ↑ Gates JM et al. Rozpadová spektroskopie dceřiných prvků prvku 115: 280 Rg→ 276 Mt a 276 Mt→ 272 Bh   // Phys . Rev. C. - 2015. - Sv. 92 , č. 2 . — P. 021301 . - doi : 10.1103/PhysRevC.92.021301 .
14. ↑ Hiroko Saito. Kdo bude oceněn za objev 113. prvku periodické tabulky?  = ? _ - 2015. - září.
15. ↑ Japonsko bude 113. prvkem periodické tabulky . Datum přístupu: 26. prosince 2015. Archivováno z originálu 27. prosince 2015. (neurčitý)
16. ↑ Objevování a přiřazování prvků s atomovými čísly 113, 115, 117 a 118  . IUPAC (30. prosince 2015). Datum přístupu: 31. prosince 2015. Archivováno z originálu 31. prosince 2015.
17. ↑ Japonci byli uznáni jako objevitelé 113. chemického prvku , Vesti.ru  (31. prosince 2015). Archivováno z originálu 1. ledna 2016. Staženo 31. prosince 2015.
18. ↑ Barber RC, Karol PJ, Nakahara H., Vardaci E., Vogt EW Objev prvků s atomovými čísly větším nebo rovným 113 (IUPAC Technical Report  )  // Pure Appl. Chem.. - 2011. - Sv. 83 , č. 7 . - str. 1485 . - doi : 10.1351/PAC-REP-10-05-01 .
19. ↑ Chemie: Periodická tabulka: darmstadtium: historické informace (downlink) . Datum přístupu: 17. ledna 2005. Archivováno z originálu 17. ledna 2005. (neurčitý) 
20. ↑ Objevování prvku 113  (anglicky)  (nepřístupný odkaz) . RIKEN News - listopad 2004. - č. 281 . Získáno 24. července 2007. Archivováno z originálu dne 26. srpna 2011.
21. ↑ Přehledový článek "Diskuse o prioritě v objevu transuraniových prvků" (nepřístupný odkaz) . Získáno 5. září 2004. Archivováno z originálu 5. září 2004. (neurčitý) 
22. ↑ IUPAC pojmenovává čtyři nové prvky Nihonium , Moscovium, Tennessin a Oganesson  . IUPAC (8. června 2016). Získáno 8. června 2016. Archivováno z originálu 8. června 2016.
23. ↑ 48. ZASEDÁNÍ RADY IUPAC. Pusan, Korea 12.–13. srpna 2015. Návrh zápisu byl archivován 16. listopadu 2016 na Wayback Machine .
24. ↑ IUPAC oznamuje názvy prvků 113, 115, 117 a  118 . IUPAC (30. listopadu 2016). Získáno 30. listopadu 2016. Archivováno z originálu dne 23. září 2018.
25. ↑ Obraztsov P. Ununocty se stal oganessonem  // Věda a život. - 2017. - Vydání. 1 . - S. 22-25 .
26. ↑ 1 2 3 4 5 Nudat 2.3 . Získáno 24. července 2007. Archivováno z originálu 13. května 2019. (neurčitý)
27. ↑ Fægri Knut , Saue Trond. Diatomické molekuly mezi velmi těžkými prvky skupiny 13 a skupiny 17: Studium relativistických efektů na vazbu  (anglicky)  // The Journal of Chemical Physics. - 2001. - 8. srpna ( roč. 115 , č. 6 ). - str. 2456-2464 . — ISSN 0021-9606 . - doi : 10.1063/1.1385366 .
28. ↑ Haire RG Transactinides and the future elements // The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements  (anglicky) / Eds.: LR Morss, NM Edelstein, J. Fuger. — 3. vyd. — Dordrecht, Nizozemsko: Springer Science+Business Media , 2006. — ISBN 1-4020-3555-1 .
29. ↑ Stysziński J. Proč potřebujeme relativistické výpočetní metody? // Relativistic Methods for Chemists  (anglicky) / Eds.: Maria Barysz, Yasuyuki Ishikawa. - 2010. - S. 99-164. -xiv, 613 s. - (Výzvy a pokroky ve výpočetní chemii a fyzice, svazek 10). - ISBN 978-1-4020-9975-5 .

Odkazy

• Nihonium na Webelements
• O syntéze prvků na webu SÚJV

Slovníky a encyklopedie	Velká dánština Velká Katalánština Skvělý norský Velký Rus Britannica (online)
V bibliografických katalozích	J9U : 987007593035105171 LCCN : sh2012003544