Faktet e nihoniumit – Elementi 113 ose simboli Nh

Nihonium (Nh) është një element artificial me numër atomik 113. Si një metal super i rëndë, radioaktiv, nihoniumi ekziston vetëm në laborator, ku prodhohet përmes përplasjeve të grimcave në reaktorët bërthamorë. Është ndër elementët e zbuluar së fundmi. Për shkak të izotopeve jetëshkurtra dhe sintezës sfiduese, pjesa më e madhe e informacionit rreth vetive të nihoniumit konkludohet nga tendencat periodike.

Nga: SCIENCE NOTES: Nihonium Facts – Element 113 or Symbol Nh (¹)

Zbulimi dhe emërtimi i Nihoniumit

Nihonium u zbulua zyrtarisht në vitin 2003, duke shënuar një moment historik të madh në kërkimin e elementeve supertë të rënda. Këtu është një afat kohor i zbulimit dhe emërtimit të tij:

• 2003: Shkencëtarët në Qendrën RIKEN Nishina për Shkencën e Bazuar në Akselerator në Japoni sintetizojnë nihonium për herë të parë duke bombarduar një objektiv bismut-209 me jone zinku-70, duke krijuar nihonium-278.
• 2012: Eksperimente shtesë në RIKEN konfirmojnë krijimin e atomeve të nihoniumit, duke forcuar pretendimet e tyre të zbulimit.
• 2015: Unioni Ndërkombëtar i Kimisë së Pastër dhe të Aplikuar (IUPAC) njeh zyrtarisht zbulimin e elementit 113, duke kredituar ekipin e RIKEN si të parin që e sintetizoi atë.
• 2016: IUPAC miratoi emrin “nihonium” për elementin 113, që rrjedh nga “Nihon”, që do të thotë “Japoni” në japonisht, duke e bërë atë elementin e parë të zbuluar nga shkencëtarët japonezë.

Vini re se një ekip në Qendrën GSI Helmholtz për Kërkimin e Jioneve të Rënda në Darmstadt, Gjermani u përpoq të sintetizonte elementin 113 duke përdorur shkrirjen e ftohtë në 1998 dhe 2003 duke bombarduar një objektiv bismut-209 me zink-70. Këto përpjekje ishin të pasuksesshme.

Në vitin 1998, Yuri Oganessian dhe ekipi i tij në Institutin e Përbashkët për Kërkime Bërthamore (JINR) në Dubna, Bashkimi Sovjetik në kombinim me një ekip në Laboratorin Kombëtar Lawrence Livermore (LLNL) në Livermore, Kaliforni u përpoqën të sintetizonin elementin 114. Ky reagim përfshinte elementin 113 si pjesë e skemës së prishjes. Ekipi publikoi rezultatet e tyre në 1999, por nuk mund t’i përsëriste ato. Një tjetër reagim nga ekipi i JINR në mars të vitit 1999 midis ²⁴²Pu dhe ⁴⁸Ca përfshinte gjithashtu elementin 113, por rezultatet nuk u verifikuan. Më në fund, ekipi raportoi sintezën e elementit 113 në gusht të vitit 2003, si një produkt i prishjes alfa të elementit 115. Ekipi përsëriti sintezën e elementit 113 në qershor 2004 dhe përsëri në dhjetor 2005.

Pra, ekipi JINR raportoi sintezën e elementit 113 përpara ekipit RIKEN. Megjithatë, Grupi i Përbashkët i Punës (JWP) i IUPAC dhe Unioni Ndërkombëtar i Fizikës së Pastër dhe të Aplikuar (IUPAP) caktojnë të drejtat e zbulimit dhe emërtimit sipas prodhimit të qartë të një elementi. Pra, ndërsa ekipi JINR-LLNL mori kredi zbulimi dhe të drejtat e emërtimit për 114 dhe 116, ekipi i Riken mori kredi për 113.

Zbulimi i Nihoniumit

Zbulimi i nihoniumit është veçanërisht sfidues për shkak të prishjes së tij të shpejtë dhe prodhimit në sasi të vogla. Shkencëtarët zbulojnë nihoniumin përmes metodave indirekte duke vëzhguar produktet e tij të kalbjes. Kur formohet nihonium-278, ai pëson prishjen alfa, duke prodhuar izotope të elementit 111 (roentgenium), dhe zinxhiri i prishjes vazhdon derisa të arrihen bërthama më të qëndrueshme. Gjurmimi i këtyre zinxhirëve të kalbjes ndihmon në konfirmimin e pranisë së nihoniumit dhe jep të dhëna për vetitë e tij.

Gjendja e mundshme e materies dhe pamjes

Nihonium parashikohet të jetë një metal i ngurtë në temperaturën e dhomës, bazuar në pozicionin e tij në Grupin 13. Për shkak të efekteve relativiste dhe peshës atomike super të rëndë, elementi ka të ngjarë të ngjajë me metale të tjera të rënda me një shkëlqim argjendi ose metalik. Radioaktiviteti i lartë ndoshta jonizon ajrin dhe prodhon një shkëlqim. Modelet teorike sugjerojnë se nihoniumi ka një densitet relativisht të lartë për shkak të masës së tij të lartë atomike.

Karakteristikat dhe vetitë e nihoniumit

Vetitë fizike dhe atomike

1. Rrezja atomike: Pritet të jetë pak më e madhe se ajo e taliumit për shkak të efekteve relativiste.
2. Dendësia: Vlerësohet të jetë rreth 16-18 g/cm³.
3. Pikat e shkrirjes dhe vlimit: Edhe pse nuk është konfirmuar eksperimentalisht, pika e shkrirjes së saj mund të jetë më e ulët se ato të elementeve më të lehta të Grupit 13 për shkak të lidhjes së dobët metalike në elementët super të rëndë.

Vetitë kimike

Nihonium është një element p-bllok, i vendosur në Grupin 13, pas borit, aluminit, galiumit, indiumit dhe taliumit. Në përgjithësi, elementët e Grupit 13 shfaqin një gjendje oksidimi +3, me një gjendje +1 më të spikatur në elementët më të rëndë si taliumi për shkak të efekteve të çifteve inerte. Rrjedhimisht, nihonium ka të ngjarë të shfaqë +1, me një potencial për +3. Megjithatë, pozicioni i tij nënkupton gjithashtu një reaktivitet të mundshëm të pazakontë, pasi efektet relativiste ndikojnë në orbitalet e tij elektronike.

Izotopet e Nihoniumit dhe “Ishulli i Stabilitetit”

Nihonium ka disa izotope të sintetizuara, të cilat të gjitha janë radioaktive me gjysmë jetë shumë të shkurtër. Izotopet e njohura përfshijnë:

1. Nihonium-278: Gjysma e jetës prej rreth 1.4 milisekonda.
2. Nihonium-284: Gjysma e jetës prej afërsisht 0.9 sekondash, gjysma e jetës më e gjatë e njohur midis izotopeve të nihoniumit.
3. Nihonium-285: Gjysma e jetës rreth 5.5 sekonda.

Këto gjysmë jetë sugjerojnë se nihoniumi nuk është pjesë e “ishullit të stabilitetit” të hipotezuar, një rajon teorik ku elementët super të rëndë kanë gjysmë jetë më të gjatë për shkak të strukturës së favorshme bërthamore. Megjithatë, gjysma e jetës së ²⁸⁵Nh sugjeron se shkencëtarët po i afrohen “ishullit”.

Bollëku dhe burimet

Nihonium nuk ndodh natyrshëm në Tokë. Sintetizohet në laboratorë duke përplasur atome më të lehta. Metoda më e zakonshme përfshin bombardimin e bismutit-209 me zink-70 në përshpejtuesit e grimcave. Çdo sintezë krijon vetëm disa atome, që zgjasin vetëm milisekonda përpara se të kalben.

Sinteza dhe pastrimi i nihoniumit

Sinteza e nihoniumit përfshin përplasje me energji të lartë midis atomeve zinku-70 dhe bismut-209. Ky proces është shumë selektiv dhe sfidues, duke kërkuar trajtim të kujdesshëm dhe teknologji të avancuar. Pastrimi nuk është i zbatueshëm pasi krijohen vetëm disa atome dhe elementi prishet pothuajse menjëherë. Studiuesit mbështeten në teknika të sakta zbulimi për të identifikuar nihoniumin nga zinxhiri i tij i prishjes.

Përdorimet e Nihoniumit

Për shkak të paqëndrueshmërisë dhe gjysmës së jetës së shkurtër, nihoniumi aktualisht nuk ka aplikime praktike jashtë kërkimit shkencor. Sinteza e tij ndihmon në avancimin e të kuptuarit tonë të elementeve super të rënda.

Efektet shëndetësore dhe toksiciteti

Nihonium është radioaktiv, por paqëndrueshmëria e tij ekstreme do të thotë se paraqet rreziqe minimale për shëndetin pasi prishet shumë shpejt për të ndërvepruar me sistemet biologjike. Çdo ekspozim hipotetik ka të ngjarë të jetë shumë toksik dhe kancerogjen për shkak të rrezatimit. Megjithatë, një ekspozim i tillë mbetet praktikisht i pamundur jashtë kushteve të specializuara laboratorike.

Faktet kryesore të Nihoniumit për shkencëtarët

–

Fakte interesante rreth Nihoniumit

1. Elementi i parë i zbuluar në Japoni: Emri i Nihoniumit nderon Japoninë, duke e shënuar atë si elementin e parë të zbuluar nga shkencëtarët japonezë.
2. Jashtëzakonisht jetëshkurtër: Izotopi më jetëgjatë, nihonium-285, ka një gjysmë jetë prej vetëm rreth 5.5 sekonda.
3. Vetëm eksperimentale: Nihonium është rreptësisht një element shkencor pa aplikime industriale ose komerciale.
4. Efektet relativiste ndikojnë në vetitë: Për shkak të numrit të lartë atomik, elektronet në nihonium ndikohen nga efektet relativiste, duke ndikuar potencialisht në reaktivitetin dhe lidhjen e tij.
5. Kandidati “Ishulli i Stabilitetit”: Hulumtimi mbi nihoniumin kontribuon në përpjekjet për të arritur “ishullin e stabilitetit” në fizikën bërthamore.

Pyetjet e bëra më shpesh (FAQ) rreth Nihoniumit

Pyetje: Pse nihonium është kaq i paqëndrueshëm?Paqëndrueshmëria e
Nihoniumit buron nga sfidat e mbajtjes së një bërthame kaq të madhe së bashku. Me 113 protone, forcat e zmbrapsura midis protoneve janë të mëdha, duke kërkuar më shumë neutrone për të stabilizuar bërthamën. Megjithatë, edhe me neutrone shtesë, forcat përfundimisht bëhen dërrmuese dhe bërthama prishet shpejt.

Pyetje: A mund të ekzistojë nihonium në natyrë?
Jo, nihonium nuk ekziston natyrshëm. Ose, nëse ndodh, ekziston vetëm për sekonda ose milisekonda përpara se të kalbet. Mund të sintetizohet vetëm në përshpejtues grimcash që përplasen me elementë më të lehtë.

Pyetje: Si i dinë shkencëtarët vetitë e nihoniumit nëse prishet kaq shpejt?
Pjesa më e madhe e asaj që shkencëtarët dinë për nihoniumin vjen nga vëzhgimet indirekte dhe parashikimet teorike. Shkencëtarët vëzhgojnë zinxhirin e prishjes së izotopeve të nihoniumit për të konfirmuar praninë e tij. Ata gjithashtu përdorin tendencat periodike dhe modelet llogaritëse për të parashikuar vetitë e tij, duke u mbështetur në pozicionin e tij në Grupin 13 të tabelës periodike për krahasim.

Pyetje: Pse nihonium ka një emër të frymëzuar nga Japonia?
Nihonium është emëruar pas “Nihon”, fjala japoneze për Japoninë. Emri u zgjodh për të nderuar ekipin kërkimor RIKEN në Japoni, i cili zbuloi elementin në vitin 2003. Kjo e bën nihoniumin elementin e parë që zbulohet nga një ekip japonez, duke shënuar një moment historik të rëndësishëm për shkencën japoneze.

Pyetje: A mund të ketë nihonium ndonjë aplikim në të ardhmen?
Aktualisht, nihoniumi nuk ka aplikime praktike jashtë kërkimit shkencor. Megjithatë, eksplorimi i vazhdueshëm i elementeve supertë një ditë mund të çojë në zbulime të materialeve të reja ose izotopeve me veti unike, duke përfshirë potencialisht elementë supertë jetëgjatë.

Pyetje: A është nihonium i rrezikshëm për njerëzit?
Nihonium është radioaktiv, por izotopet e tij jetëshkurtra prishen shumë shpejt për të përbërë rrezik për njerëzit. Çdo ekspozim ndaj nihoniumit do të kufizohej në mjediset laboratorike, ku merren masa paraprake për të trajtuar materialet radioaktive në mënyrë të sigurt.

Pse ka rëndësi zbulimi i nihoniumit

Zbulimi i nihoniumit është domethënës në nivele të shumta, nga përparimi shkencor deri te krenaria kulturore:

1. Zgjerimi i tabelës periodike: Shtimi i nihoniumit në tabelën periodike përfaqëson kërkimin e vazhdueshëm të njerëzimit për të eksploruar shtrirjet e panjohura të materies atomike. Çdo zbulim i ri i elementit shtyn kufijtë e njohurive tona për strukturën atomike, forcat bërthamore dhe sjelljen elementare.
2. Vështrime në fizikën bërthamore: Elementët super të rëndë si nihoniumi sfidojnë kufijtë e stabilitetit bërthamor, duke ndihmuar shkencëtarët të përmirësojnë modelet që përshkruajnë bërthamën atomike. Hulumtimet mbi sjelljen dhe prishjen e nihoniumit kontribuojnë në të kuptuarit e “ishullit të stabilitetit”, ku shkencëtarët shpresojnë të gjejnë elementë super të rëndë me gjysmë jetë më të gjatë.
3. Kimia relativiste dhe teoritë e avancuara: Nihonium ilustron kiminë unike të elementeve super të rënda, ku efektet relativiste bëhen domethënëse. Studimi i nihoniumit në rafinimin e teorive që lidhen me sjelljen e elektroneve në elementët me numër të lartë atomik.
4. Krenaria kulturore dhe kombëtare: Si elementi i parë i zbuluar nga shkencëtarët japonezë, nihonium ka një rëndësi të veçantë kulturore. Ai pasqyron kontributet e Japonisë në shkencën dhe teknologjinë më të fundit, duke frymëzuar krenari brenda komunitetit shkencor të vendit dhe duke demonstruar natyrën globale të zbulimit shkencor.
5. Ndërtimi i infrastrukturës shkencore dhe bashkëpunimit: Zbulimi kërkonte teknologji të sofistikuara, të tilla si përshpejtuesit e grimcave dhe bashkëpunim ndërkombëtar. Arritjet si sinteza e nihoniumit nënvizojnë rëndësinë e investimeve në infrastrukturën shkencore dhe vlerën e bashkëpunimit ndërkufitar.

Frymëzimi i brezave të ardhshëm: Zbulimet si nihonium tërheqin interesin e publikut dhe ndezin kuriozitet, veçanërisht tek shkencëtarët e rinj. Zgjerimi i tabelës periodike është një kujtesë e prekshme se ka ende shumë për të mësuar dhe zbuluar në fushën e kimisë dhe fizikës bërthamore.

Referencat

• Atarah, Samuel A.; Egblewogbe, Martin N. H.; Hagoss, Gebreyesus G. (2020). “Studimi i parimit të parë të vetive strukturore dhe elektronike të Nihoniumit”. Përparimet e MRS. 5: 1175-1183. doi:10.1557/adv.2020.159
• Bonchev, Danail; Kamenska, Verginia (1981). “Parashikimi i vetive të elementeve 113–120 transaktinide”. Revista e Kimisë Fizike. 85 (9): 1177–1186. doi:10.1021/j150609a021
• Hoffman, Darleane C.; Lee, Diana M.; Pershina, Valeria (2006). “Transaktinidet dhe elementët e ardhshëm”. Në Morss; Edelstein, Norman M.; Fuger, Jean (red.). Kimia e elementeve aktinide dhe transaktinide (botimi i 3-të). Dordrecht, Holandë: Springer Science+Business Media. ISBN 978-1-4020-3555-5.
• Morita, Kosuke; Morimoto, Kouji; et al. (2004). “Eksperiment mbi sintezën e elementit 113 në reaksionin 209Bi(70Zn,n)278113”. Revista e Shoqërisë Fizike të Japonisë. 73 (10): 2593–2596. doi:10.1143/JPSJ.73.2593
• Oganessian, Yu. Ts.; et al. (2005). “Sinteza e elementeve 115 dhe 113 në reagim ²⁴³Ndezur + ⁴⁸Ca”. Rishikimi fizik C. 72 (3): 034611. doi:10.1103/PhysRevC.72.034611

Referencë

1. Nihonium Facts – Element 113 or Symbol Nh ↩︎