Nihonij

S Wikipedije, slobodne enciklopedije
Jump to navigation Jump to search
Nihonij,  113Nh
Nihonij u periodnom sistemu
Hemijski element, Simbol, Atomski broj Nihonij, Nh, 113
Serija Metali
Grupa, Perioda, Blok 13, 7, p
Izgled -
CAS registarski broj 54084-70-7
Zastupljenost 0 %
Atomske osobine
Atomska masa oko 287 u
Atomski radijus (izračunat) 170 (?)[1] ( -) pm
Kovalentni radijus 172–180 (?)[2] pm
Van der Waalsov radijus ? pm
Elektronska konfiguracija [Rn] 5f146d107s27p1 (?)[1]
Broj elektrona u energetskom nivou 2, 8, 18, 32, 32, 18, 3
1. energija ionizacije 704,9 (?)[1] kJ/mol
2. energija ionizacije 2240 (?)[3] kJ/mol
3. energija ionizacije 3020 (?)[3] kJ/mol
Fizikalne osobine
Agregatno stanje čvrsto (?)[1][4][2]
Kristalna struktura heksagonalna gusto pakovana (?)[5]
Gustoća 16.000 (?)[3] kg/m3
Tačka topljenja 700 (?)[1] K (430 °C)
Tačka ključanja 1430 (?)[1][3] K (1130 °C)
Molarni volumen ? m3/mol
Toplota isparavanja 7,61 (?)[2] kJ/mol
Toplota topljenja 130 (?)[4] kJ/mol
Brzina zvuka ? m/s
Hemijske osobine
Oksidacioni broj −1, 1, 3, 5 (?)[1][3][6]
Elektronegativnost (Pauling-skala)
Izotopi
Izo RP t1/2 RA ER (MeV) PR
286Nh

sin

20 s α 9,63 282Rg
285Nh

sin

5,5 s α 9,74; 9,48 281Rg
284Nh

sin

480 ms α 10,00 280Rg
283Nh

sin

100 ms α 10,12 279Rg
282Nh

sin

70 ms α 10,63 278Rg
Sigurnosno obavještenje

Oznake upozorenja

Oznaka upozorenja nepoznata[7]
Obavještenja o riziku i sigurnosti R: /
S: /
Ostala upozorenja
Radioaktivnost
Radioaktivni element

Radioaktivni element
Ukoliko je moguće i u upotrebi, koriste se osnovne SI jedinice.
Ako nije drugačije označeno, svi podaci su podaci dobiveni mjerenjima u normalnim uslovima.

Nihonij je vještački hemijski element sa simbolom Nh i atomskim brojem 113. On je ekstremno radioaktivan, a njegov najstabilniji do danas poznati izotop, Nh-286 ima vrijeme poluraspada od oko 10 sekundi. U periodnom sistemu, nihonij se nalazi u p-bloku transaktinoidnih elemenata. Član je 7. periode i smješten je u 13. grupu elemenata (grupa bora) periodnog sistema, mada još uvijek nije potvrđeno da će se on ponašati kao teži homolog elementa talija koji je u istog grupi.

Otkriće nihonija prvi put je 2003. objavio zajednički rusko-američki tim pri Združenom institutu za nuklearno istraživanje (JINR) sa sjedištem u ruskom gradu Dubna, a naredne 2004. godine slično otkriće su objavili i japanski naučnici pri RIKEN-u. Potvrda ova dva otkića uslijedila je tokom nekoliko godina, a bila je plod međunarodne saradnje i nastojanja, koja su uključivala nezavisne timove naučnika koji su radili u SAD, Njemačkoj, Švedskoj i Kini, kao i prvobitne otkrivače u Rusiji i Japanu. U decembru 2015. Međunarodna unija za čistu i primijenjenu hemiju i fiziku formirali su zajedničku radnu grupu koja je zvanično priznala postojanje elementa, te je čast i prioritet za davanje imena novom elementu dala japanskim naučnicima pri RIKEN-u, jer su presudili da je RIKEN-ov tim nedvosmisleno demonstrirao da se u njihovim podacima i zapažanjima zaista radi o elementu 113, dok su takvi dokazi u radovima JINR izostali. Japanski tim predložio je naziv nihonium u martu 2016. a u novembru iste godine IUPAC ga je prihvatio i proglasio zvaničnim. Naziv elementa potječe iz japanskog imena za državu Japan (日本 nihon?).

Za nihonij se očekuje da bude unutar granica "ostrva stabilnosti", pretpostavljenom konceptu koji pokušava objasniti zašto neki superteški nuklidi imaju neuobičajeno duga vremena poluraspada, u usporedbi sa trendom izuzetno brzo opadajuće stabilnosti elemenata koji slijede nakon bizmuta. Eksperimenti uglavnom podržavaju ove teoretske pretpostavke, a izmjerena vremena poluraspada potvrđenih izotopa nihonija povećavaju se od milisekundi do nekoliko sekundi, povećanjem broja neutrona i približavanjem "ostrvu stabilnosti". Za nihonij je izračunato da bi mogao imati neke osobine slične svojim lakšim homolozima: boru, aluminiju, galiju, indiju i taliju, te da bi se ponašao kao postprelazi metal kao i četiri teža elementa iz ove grupe, mada bi mogle postojati i određene razlike u odnosu na njih. Naprimjer, nihonij bi trebao imati dosta stabilnije oksidacijsko stanje +1 od stanja +3, slično taliju, ali bi u stanju +1 nihonij trebao biti dosta sličniji srebru i astatu nego taliju. Preliminarni eksperimenti iz 2017. pokazali su da elementarni nihonij nije mnogo volatilan (nestabilan), iako je njegova hemija u velikoj mjeri još neistražena.

Historija[uredi | uredi izvor]

U ljeto 2003. američki i ruski naučnici pokušali su dobiti nihonij pomoću ciklotrona (ubrzivača čestica) pri Združenom institutu za nuklearna istraživanja sa sjedištem u ruskom gradu Dubna. U tom eksperimentu, bombardirali su jezgra atoma 243Am jako ubrzanim ionima 48Ca.[8] Dana 31. januara 2006. objavljeno je da u švicarski istraživači uspjeli napraviti 15 atoma moskovija, posebno dizajniranom metodom kada su metu napravljenu od americija bombardirali atomima kalcija. Taj element identificirali su pomoću proizvoda njegovog raspada, dubnija. Lanac raspada ovog elementa uključivao je i element 113, tako da je i on mogao biti dokazan na taj način.[9]

U augustu 2012. japanski naučnici su objavili da su uspjeli napraviti izotop elementa 113, 278Nh, tako što su identificirali lanac od šest uzastopnih α-raspada. Zajedno sa drugim rezultatima iz sličnih istraživanja obavljenih tokom 2004. i 2007. ovaj rezultat bio je nedvosmisleni dokaz proizvodnje i identifikacije novog elementa, odnosno njegovog izotopa 278Nh.[10]

Etimologija[uredi | uredi izvor]

Nakon potvrde otkrića elementa, naprije mu je dodijeljeno sistematsko ime ununtrij (hemijski simbol Uut od lat. unus "jedan" (2 puta) i lat. tri "tri") uz odgovarajući redni broj 113. Također je nazivan i eka-talij (Sanskrt: eka "jedan", i talij, odnosno "jedan ispod talija") a nezvanično i japanij. Dana 30. decembra 2015. IUPAC je zvanično potvrdio otkiće elementa 113, te pravo prijedloga imena dodijelio japanskom RIKEN institutu.[11] Bio je to prvi element čije ime je predloženo od nekog pojedinca ili institucije iz Azije.[12] Dana 8. juna 2016. japanski naučnici su za ovaj element predložili naziv nihonij (simbol Nh) kao referencu na riječ nihon (Japan), a rok za žalbe na ovaj prijedlog istekao je 8. novembra 2016. godine.[13] Nakon toga 30. novembra 2016. IUPAC je zvanično objavio konačno ime novog elementa.[14]

Osobine[uredi | uredi izvor]

Hemijske osobine i ponašanje nihonija moglo bi biti dosta drugačije nego kod talija. Za ove razlike se pretpostavlja da bi mogle biti rezultat spin-orbitalnog razdvajanja 7p ljuske, zbog čega bi nihonij mogao biti približno između dva relativno inertna elementa sa zatvorenim ljuskama (kopernicijem i flerovijem), što je jedinstvena situacija u cijelokupnom periodnom sistemu.[15] Za nihonij se očekuje da će biti manje reaktivan od talija, zbog veće stabilizacije i iz nje rezultirajuće hemijske neaktivnosti 7s podljuske u nihoniju u usporedbi sa 6s podljuskom u taliju.[3] Standardni elektrodni potencijal za par Nh+/Nh procjenjuje se da bi mogao biti 0,6 V; pa bi nihonij čak mogao biti i plemeniti metal, približno onoliko koliko su "plemeniti" rodij i rutenij.[3] Metalni elementi grupe 13 obično imaju dva oksidacijska stanja: +1 i +3. Prvo je rezultat djelovanja samo jednog p elektrona pri vezivanju dok je drugo stanje rezultat uključivanja sva tri valentna elektrona, dva u s podljuski te jednog u p podljuski. Kako se ide niz grupu, energije veze se smanjuju te stanje +3 postaje sve manje stabilno, kako energija koja se oslobađa pri izgradnji dvije dodatne veze i održavanju stanja +3 nije uvijek dostatna da bi prevazišla energiju potrebnu za uključivanje s elektrona. Stoga, za aluminij i galij stanje +3 je najstabilnije, a stanje +1 dobija na značaju kod indija, te kod talija ono postaje stabilnije nego stanje +3. Kod nihonija se očekuje da će se ovaj trend nastaviti, te da će i on imati +1 kao svoje najstabilnije oksidacijsko stanje.[1]

Najjednostavniji mogući spoj nihonija je monohidrid, NhH. Vezanje sa vodikom moguće je putem 7p1/2 elektrona nihonija i 1s elektrona vodika. Ipak, interakcija spin-orbitala uzrokuje da se energija vezivanja nihonij-monohidrida smanji za oko 1 eV[1] a da se dužina veze u NhH skrati jer je vezivanje 7p1/2 orbitale relativistički kontraktirano. To je posebnost nihonija među ostalim elementima 7p serije, jer svi ostali monohidridi 7p elemenata imaju relativističko produženje dužine veze umjesto njenog skraćivanja.[16] Drugi efekat interakcije spin-orbitala je taj što Tl-H veza ima interakciju u talij-monohidridu (TlH), što je gotovo čisto sigma vezivanje, dok se inerakcija Nh-H veze očekuje da bi imala značajne karakteristike pi veze.[17] Analogno tome, kod monofluorida (NhF) ona bi također trebala postojati.[18] Za ion Nh(I) predviđa se da bi trebao biti sličniji ionu srebra (Ag(I)) nego talija(I):[1] za ion Nh+ ion očekuje se da bi lakše vezivao anione, tako da bi u tom slučaju NhCl trebao biti rastvorljiv spoj u rastvoru s viškom HCl ili u amonijaku dok takav spoj talija (TlCl) nije rastvorljiv. Osim toga, za razliku od Tl+, koji gradi jak bazični hidroksid (TlOH) u rastvoru, kation Nh+ bi se trebao hidrolizirati sve do amfoternog oksida Nh2O, koji bi se dalje trebao moći rastvarati u vodenom rastvoru amonijaka a dosta slabije biti rastvorljiv u vodi.[3]

Reference[uredi | uredi izvor]

  1. ^ a b c d e f g h i j Hoffman Darleane C.; Lee Diana M.; Pershina Valeria (2006). "Transactinides and the future elements". u Morss Norman M.; Edelstein Fuger Jean. The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements (3 iz.). Dordrecht, Holandija: Springer Science+Business Media. ISBN 1-4020-3555-1. 
  2. ^ a b c Bonchev Danail; Kamenska Verginia (1981). "Predicting the Properties of the 113–120 Transactinide Elements". Journal of Physical Chemistry (American Chemical Society) 85 (9): 1177–1186. doi:10.1021/j150609a021. 
  3. ^ a b c d e f g h Fricke Burkhard (1975). "Superheavy elements: a prediction of their chemical and physical properties". Recent Impact of Physics on Inorganic Chemistry 21: 89–144. doi:10.1007/BFb0116498. Pristupljeno 4. 10. 2013. 
  4. ^ a b Seaborg, Glenn T. (2006). "transuranium element (chemical element)". Encyclopædia Britannica. Pristupljeno 16. 3. 2010. 
  5. ^ O. L., Jr. Keller; J. L. Burnett; T. A. Carlson; C. W., Jr. Nestor (1969). "Predicted Properties of the Super Heavy Elements. I. Elements 113 and 114, Eka-Thallium and Eka-Lead". The Journal of Physical Chemistry 74 (5): 1127−34. doi:10.1021/j100700a029. 
  6. ^ Thayer John S. (2010). "Relativistic Effects and the Chemistry of the Heavier Main Group Elements". str. 82. doi:10.1007/978-1-4020-9975-5_2. 
  7. ^ EU ovaj element još uvijek nije stavila na spisak opasnih elemenata, međutim trenutno nije moguće pronaći pouzdani izvor ili literaturu o opasnim svojstvima ove supstance. Radioaktivnost ne spada u opasna svojstva koja se ovdje navode.
  8. ^ Livermore scientists team with Russia to discover elements 113 and 115, Izvještaj za medije Nacionalne laboratorije Lawrence Livermore, 3. februar 2004, pristupljeno 4. aprila 2006.
  9. ^ "Zwei superschwere Elemente entdeckt" (jezik: njemački). Objava za medije Instituta Paul Scherrer. 31. 1. 2006. Pristupljeno 4. 4. 2018. 
  10. ^ K. Morita et al. (2012). "New Result in the Production and Decay of an Isotope, 278113, of the 113th Element". Journal of the Physical Society of Japan 81: 103201. doi:10.1143/JPSJ.81.103201. 
  11. ^ "Discovery and Assignment of Elements with Atomic Numbers 113, 115, 117 and 118". IUPAC | International Union of Pure and Applied Chemistry. 30. 12. 2015. Pristupljeno 3. 1. 2016. 
  12. ^ Periodic table's seventh row finally filled as four new elements are added u: The Guardian, 4. januar 2016, pristupljeno 4. januara 2016.
  13. ^ "IUPAC is naming the four new elements nihonium, moscovium, tennessine, and oganesson". IUPAC | International Union of Pure and Applied Chemistry. 8. 6. 2016. Pristupljeno 9. 6. 2016. 
  14. ^ "IUPAC Announces the Names of the Elements 113, 115, 117, and 118". IUPAC | International Union of Pure and Applied Chemistry. 30. 11. 2016. Pristupljeno 30. 11. 2016. 
  15. ^ Zaitsevskii A.; C. van Wüllen; A. Rusakov; A. Titov (1. 9. 2007). "Relativistic DFT and ab initio calculations on the seventh-row superheavy elements: E113 - E114". jinr.ru. Pristupljeno 17. 2. 2018. 
  16. ^ Young-Kyu Han; Cheolbeom Bae; Sang-Kil Son; Yoon Sup Lee (2000). "Spin–orbit effects on the transactinide p-block element monohydrides MH (M=element 113–118)". Journal of Chemical Physics 112 (6): 2684. Bibcode:2000JChPh.112.2684H. doi:10.1063/1.480842. 
  17. ^ Seth Michael; Schwerdtfeger Peter; Knut Fægri (1999). "The chemistry of superheavy elements. III. Theoretical studies on element 113 compounds". Journal of Chemical Physics 111 (14): 6422–33. doi:10.1063/1.480168. 
  18. ^ Stysziński Jacek (2010). Why do we Need Relativistic Computational Methods?. str. 139–146. doi:10.1007/9781402099755_3. 

Vanjski linkovi[uredi | uredi izvor]