Нихоний для чего нужен
Нихоний
| Нихоний | |
|---|---|
| Название, символ, номер | Нихоний / Nihonium (Nh), 113 |
| Группа, период, блок | 13, 7, p |
| Атомная масса (молярная масса) | [286] (массовое число наиболее устойчивого изотопа) |
| Электронная конфигурация | предположительно [Rn] 5f 14 6d 10 7s 2 7p 1 |
| Радиус атома | 170 пм |
| Ковалентный радиус | 172—180 пм |
| Энергия ионизации | |
| Плотность (при н. у.) | (расчётная) 16 г/см³ |
| Температура плавления | (расчётная) 700 K |
| Температура кипения | (расчётная) 1430 K |
| Уд. теплота плавления | (расчётная) 7,61 кДж/моль |
| Уд. теплота испарения | (расчётная) 130 кДж/моль |
| Номер CAS | 54084-70-7 |
Содержание
История открытия
В феврале 2004 года были опубликованы результаты экспериментов, проводившихся с 14 июля по 10 августа 2003 года, в результате которых был получен 113-й элемент. Исследования проводились в Объединённом институте ядерных исследований (Дубна, Россия) на циклотроне У-400 с использованием дубненского газонаполненного сепаратора ядер отдачи (DGFRS) совместно с Ливерморской национальной лабораторией (США). В этих экспериментах в результате бомбардировки мишени из америция ионами кальция были синтезированы изотопы элемента 115 (в настоящее время получившего название «московий», Mc): три ядра 288 Mc и одно ядро 287 Mc. Все четыре ядра в результате альфа-распада превратились в изотопы элемента 113 ( 284 Nh и 283 Nh). Ядра элемента 113 претерпели дальнейший альфа-распад, превратившись в изотопы элемента 111 (рентгений). Цепочка последовательных альфа-распадов привела в результате к спонтанно делящимся ядрам элемента 105 (дубний).
В 2004 и 2005 годах в ОИЯИ (в сотрудничестве с Ливерморской национальной лабораторией) были проведены эксперименты по химической идентификации конечного продукта распада цепочки 288 115 → 284 113 → 280 111 → 276 109 → 272 107 → 268 105, долгоживущего (около 28 часов) изотопа 268 Db. Эксперименты, в которых было исследовано ещё 20 событий, подтвердили синтез 115-го и 113-го элементов.
В сентябре 2004 года о синтезе изотопа 113-го элемента 278 Nh в количестве одного атома объявила группа из института RIKEN (Япония). Они использовали реакцию слияния ядер цинка и висмута. В итоге за 8 лет японским учёным удалось зарегистрировать три события рождения атомов нихония: 23 июля 2004-го, 2 апреля 2005-го и 12 августа 2012 годов.
Два атома ещё одного изотопа — 282 Nh — были получены в ОИЯИ в 2007 году в реакции 237 Np + 48 Ca → 282 Nh+ 3 1 n.
Ещё два изотопа — 285 Nh и 286 Nh были получены в ОИЯИ в 2010 году как продукты двух последовательных альфа-распадов теннессина.
В 2013 году атомы нихония были получены группой из Лундского университета в Институте тяжёлых ионов в ходе экспериментов, подтвердивших производство нихония по методике, использованной российско-американской группой в Дубне. В 2015 году такой же способ получения успешно повторили в Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли.
Получение методом холодного слияния, использованного японскими учёными, ни одна лаборатория пока не проводила в виду её низкой эффективности.
В августе 2015 года на съезде IUPAC в Пусане было объявлено, что доклад об элементах под номерами 113, 115, 117 и 118 уже подготовлен. Однако никакой подробной информации обнародовано не было. В декабре 2015 года было объявлено, что окончательное решение о приоритете открытия и названии химического элемента № 113 будет принято в январе 2016 года на заседании Международного союза теоретической и прикладной химии. При этом уже тогда сообщалось, что приоритет будет отдан команде исследователей RIKEN. И 30 декабря 2015 года ИЮПАК официально признал открытие 113-го элемента и приоритет в этом учёных из RIKEN. Таким образом, 113-й стал первым элементом, открытым в Японии и вообще в азиатской стране.
Метод горячего слияния, использованный учёными из ОИЯИ, оказался намного эффективнее метода холодного слияния, использованного учёными из RIKEN, позволив получить несколько десятков атомов нихония против трёх у японцев. Кроме того, российско-американские эксперименты были успешно воспроизведены в Дармштадте и Беркли. Тем не менее рабочая группа IUPAC/IUPAP признала приоритет японских учёных в открытии, поскольку полученные ими лёгкие изотопы нихония в ходе своего распада превращались в хорошо изученные изотопы, в частности 266
107 Bh, а распады тяжёлых изотопов нихония, получаемых методом горячего слияния, происходят через новые, никогда ранее не наблюдавшиеся изотопы. Также у рабочей группы возникли сомнения в возможности химически отличить дубний от резерфордия методом, использованным учёными ОИЯИ при анализе продуктов распада изотопов нихония и московия.
Название
Первоначально для 113-го элемента использовалось систематическое название унунтрий (лат. Ununtrium ), составленное из корней латинских числительных, соответствующих порядковому номеру: Ununtrium — дословно «одно-одно-третий»).
Синтезировавшие элемент учёные из российского наукограда Дубна предлагали назвать его беккерелием (Becquerelium, Bq) в честь открывателя радиоактивности Анри Беккереля (ранее этим же названием предлагалось назвать 110-й элемент, который стал дармштадтием). Учёные из Японии предложили назвать элемент японием (Japonium, Jp), нисинанием (Nishinanium, Nh) — в честь физика Ёсио Нисина), или рикением (Rikenium, Rk) — в честь института RIKEN.
8 июня 2016 года ИЮПАК рекомендовал дать элементу название «нихоний» (Nihonium, Nh) по одному из двух вариантов самоназвания Японии — Нихон, что переводится как «Страна восходящего солнца». Название «нихоний» было представлено научной общественности для пятимесячного обсуждения с 8 июня по 8 ноября 2016 года, после чего оно должно было быть формально утверждено на ближайшем конгрессе ИЮПАК, назначенном на июль 2017 года.
28 ноября 2016 года ИЮПАК утвердил для 113-го элемента название «нихоний».
Получение
Изотопы нихония были получены в результате α-распада изотопов московия:
а также в результате ядерных реакций
Известные изотопы
| Изотоп | Масса | Период полураспада | Тип распада | Число зарегистрированных событий |
|---|---|---|---|---|
| 278 Nh | 278 | 0,24 +1,14 −0,11 мс | α-распад в 274 Rg | 1 |
| 282 Nh | 282 | 73 +134 −29 мс | α-распад в 278 Rg | 2 |
| 283 Nh | 283 | 100 +490 −45 мс | α-распад в 279 Rg | 1 |
| 284 Nh | 284 | 0,48 +0,58 −0,17 с | α-распад в 280 Rg | 23 |
| 285 Nh | 285 | 5,5 с | α-распад в 281 Rg | 10 |
| 286 Nh | 286 | 19,6 с | α-распад в 282 Rg | 1 |
Физические и химические свойства
Нихоний принадлежит к подгруппе бора, следуя в ней после таллия. Нихоний предположительно является тяжёлым (с расчётной плотностью 16 г/см 3 ) непереходным металлом.
Как и все металлы подгруппы бора (начиная с алюминия), он должен быть весьма легкоплавок. Расчётная температура плавления нихония 430 °C (немного выше таллия, который плавится при 304 °C).
Степень окисления нихония +1 возможна и, как и у таллия, будет наиболее устойчивой степенью окисления; однако отличия от химии таллия весьма значительны. Так, ожидается, что гидроксид нихония, в отличие от гидроксида таллия, будет слабым основанием, легко разлагающимся до Nh2O (возможно, он и вовсе не будет существовать, как гидроксид серебра). Моногалогениды нихония(I), подобно галогенидам таллия(I) и серебра(I) (кроме фторидов), в воде будут малорастворимыми либо вовсе нерастворимыми.
Кроме степеней окисления −1 и +1, нихоний сможет проявлять степени окисления +2, +3 и даже +5, что противоречит порядку группы. Однако дальнейшее окисление нихония осуществляется не с помощью 7s 2 электронов, на разбиение пары которых требуется слишком много энергии, а за счёт 6d-электронной оболочки. Поэтому соединения нихония в степени окисления +3 не будут похожи на соединения более лёгких аналогов в этой степени окисления. С учётом тенденции, эта степень окисления нихония будет относительно малоустойчивой, и нихоний сможет образовывать её, как правило, с сильными электроотрицательными элементами (фтор, хлор, кислород). Форма молекулы будет Т-образной, а не треугольной, как соли других элементов подгруппы бора в степени окисления +3.
Директор RIKEN Nishina Хидэто Эньо – о создании «азиатского» нихония и научной мечте
Таблица Менделеева, которой в этом году исполнилось 150 лет, последний раз менялась в 2016 году. Тогда в нее добавили сразу четыре новых элемента — московий (115), теннессин (117), оганессон (118) и нихоний (113). Последний из них — сверхтяжелый элемент — открыли ученые японского института естественных наук RIKEN. Его название — производное от слова «Нихон», местного названия Японии. О работе над синтезом элементов, научной коммуникации в Японии и главных научных задачах мы поговорили с Хидэто Эньо (Hideto Enyo), директором RIKEN Nishina. В июле 2019 года он станет спикером IV Международной конференции, посвященной периодической таблице, которая состоится в Университете ИТМО.
История открытия нихония
Над такими задачами сегодня работают несколько крупнейших и известных научных коллективов. Среди них — Объединенный институт ядерных исследований в Дубне (Россия), Ливерморская национальная лаборатория им. Э. Лоуренса (Калифорния, США), Окриджская национальная лаборатория (Oak Ridge National Laboratory, ORNL) и Институт физико-химических исследований (RIKEN).
Все они с начала 2000-х годов работали над получением 113-го элемента Периодической таблицы. В 2004 году были опубликованы результаты совместной работы Лаборатории ядерных реакций им. Г. Н. Флёрова Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) в Дубне и Ливерморской национальной лаборатории им. Э. Лоуренса.
В сентябре 2004 года о синтезе изотопа 113-го элемента в количестве одного атома объявила группа из института RIKEN. Она использовали реакцию слияния ядер цинка и висмута. В итоге за несколько лет японским ученым удалось зарегистрировать три события рождения атомов нихония: 23 июля 2004-го, 2 апреля 2005-го и 12 августа 2012 годов.
30 декабря 2015 года IUPAC официально признал открытие 113-го элемента и приоритет в этом ученых из RIKEN. Таким образом, 113-й стал первым элементом, открытым в Японии и в азиатской стране, в целом. Спустя полгода организация рекомендовала дать элементу название «нихоний» (Nihonium, Nh) по одному из двух вариантов самоназвания Японии — Нихон, что переводится как «Страна восходящего солнца».
Чем интересен нихоний
Нихоний входит в группу бора, но ведет себя скорее как переходный металл. Согласно расчетам, температура плавления нихония 430 о С, кипения — 1100 о С, что делает его непохожим на «одногруппников», которые плавятся и кипят при существенно более низких температурах. Период полураспада наиболее стабильного изотопа нихония Nh-286 составляет 20 секунд, и среди других изотопов элемента он является настоящим долгожителем.
Нихоний. Источник: shutterstock.com
Специалисты объясняют такой большой период полураспада тем, что ядра с определенным количеством протонов и нейтронов более устойчивы, чем другие. Согласно теории оболочечного строения атомного ядра Марии Гёпперт-Майер и Ханса Йенсена, количество нуклонов (протонов и нейтронов) влияет на энергию связи внутри ядра. У элементов, ядра которых состоят из 2, 8, 20, 28, 50, 82 и 126 нуклонов, заполнены все ядерные оболочки, поэтому они более стабильны. Последовательность 2, 8, 20 и т. д. называется магическими числами, что указывает на эмпирический характер теории. Она также предсказывает существование «острова стабильности» для трансурановых элементов. Для «жителей» этого острова характерен существенно больший период полураспада, чем у соседей по периодической таблице.
О работе над синтезом элементов и главных научных задачах мы поговорили с Хидето Эньо, директором RIKEN Nishina.
113-й элемент Периодической таблицы, получивший название нихоний, стал первым элементом, открытым в Японии и Азии. Как долго вы шли к этому открытию?
Эксперименты заняли девять лет. А до этого еще более пяти лет ушло на подготовку. В целом в этой работе было задействовано очень много человек, более 50 сотрудников.
Нихоний имеет очень интересные физические и химические свойства. Есть ли перспективы его практического применения?
Это чисто научная находка, и, думаю, мы не увидим возможной перспективы практического применения этого элемента в ближайшие лет сто. Сейчас мы просто знаем, что он существует и что есть еще более тяжелые элементы. Но его открытие очень важно с научной точки зрения. В частности, это говорит о том, что в Периодической таблице могут быть еще элементы, и они могут быть более стабильны. И наконец, во многом открытие нихония важно для Японии, так как у нас теперь есть элемент, о котором можно сказать: сделано в Японии.
Хироси Мацумото, Косуке Морита и Хидето Эньо из института RIKEN. Источник: riken.jp
Какие задачи в связи с этим вы ставите перед собой на дальнейшую перспективу?
Мы хотим открыть «островки стабильности», включающие элементы, которые, может быть, и тяжелы так же, как нихоний, но, тем не менее, стабильны. В будущем я хотел бы стать свидетелем открытия такого стабильного элемента, который, возможно, и не создан Вселенной, но создан нами. Именно в этом и заключается моя научная мечта.
Меняется ли процесс открытия новых элементов с годами? Какова разница между тем, как открывали новые элементы Периодической таблицы 50 лет назад, и сегодня? Какие преимущества получают ученые сейчас в связи с технологическим прогрессом?
Ваша лаборатория проводит большой спектр как фундаментальных, так и прикладных исследований. На каких ключевых задачах вы концентрируетесь сейчас?
Периодическая система химических элементов. Источник: shutterstock.com
Сотрудничаете ли вы с зарубежными группами и, в частности, с российскими учеными? Видите ли вы перспективы такого сотрудничества?
Вы прекрасно знаете российского ученого Юрия Оганесяна. Косуке Морита (Kosuke Morita), открывший нихоний, давно работал с ним, с этими знаниями он вернулся в RIKEN и начал собственный эксперимент. Поэтому в каком-то смысле, Оганесян — это дедушка нихония. У нас хорошие отношения, хотя конкретно в этой работе мы все-таки выступали соперниками. Иногда мы соревнуемся, а иногда работаем вместе над одними проектами.
За последние годы было открыто довольно много элементов Периодической таблицы. Но что дальше? Одним из фундаментальных вопросов остается вопрос о конечности Периодической таблицы. На ваш взгляд, она конечна и скоро ли наступит ее конец?
Существуют разные теоретические пределы: 170, а кто-то скажет, что 140 или около того. Но другой, еще более интересный вопрос, — как далеко мы сможем продвинуться. Чтобы получить новые элементы, нам придется изобретать новую методологию. Возможно, в течение ближайших десяти лет мы увидим часть из этих новых элементов, но сколько – этого, конечно, никто предсказать не может. Но я считаю, что нам нужно создать новые технологии для получения намного более тяжелых элементов.
Юрий Оганесян. Источник: atomic-energy.ru
ООН объявила 2019 год годом Периодической таблицы химических элементов. В Санкт-Петербурге пройдет конференция Менделеев 150, где вы выступите одним из ключевых спикеров. Расскажите, пожалуйста, почему вы решили приехать в Петербург и принять участие в этой конференции?
Меня прежде всего заинтересовала тематика конференции и состав спикеров. Я бы хотел послушать своих коллег, других ученых, поговорить о возможных изменениях в самой таблице. Также мне интересно поговорить об устойчивом развитии, эта тема также заявлена на конференции. Я очень этим интересуюсь, и был бы рад принять участие в такой дискуссии.
До этого я уже бывал в Петербурге. Тогда мы ездили в Кижи. И чтобы туда добраться, нужно было ехать на поезде от Петербурга. В тот раз мое время было очень ограничено, поэтому я очень хочу увидеть город снова.
Одна из целей Года Периодической таблицы — это не только дать ученым общаться друг с другом, но и проводить различные образовательные мероприятия, популяризировать науку. Как вы думаете, должны ли ученые объяснить доступным языком суть своих открытий широкой публике?
Мы должны быть очень талантливы, чтобы суметь объяснить аудитории суть своего открытия. На мой взгляд, действительно важно встречаться с широкой аудиторией и говорить с людьми на понятном им языке, потому что это будущее. Даже если мы говорим со взрослой аудиторией, все равно надо понимать, что у этих людей есть дети. А это наша поддержка и опора. В будущем некоторые из них могут стать учеными. Поэтому мы всегда должны работать с разной аудиторией — молодыми, пожилыми людьми, детьми. Важно говорить с аудиторией, почему важна и интересна наука. И важно заинтересовать молодых тем, что мы делаем.
Церемония открытия Года Периодической Таблицы в Париже. Источник: jinr.ru
Научная коммуникация становится одной из важных тем сейчас в России. Вовлечены ли ученые в Японии в коммуникацию с обществом?
Мы многое для этого делаем. Недавно я смотрел видео с церемонии открытия Года Периодической Таблицы в Париже и увидел там много русских людей с детьми, молодыми коллегами, студентами. Мы очень стараемся, но пока у нас так здорово не выходит. Поэтому, я думаю, нам надо поучиться у вас.
Вы сказали, что любовь к науке нужно прививать с детства, а какая научная идея или открытие послужило для вас толчком к занятию наукой?
У меня была игрушка. Она ездила, светила, издавала различные звуки и так далее. Однажды я решил ее разобрать. Помимо проводов и шестеренок, там оказался большой маховик. Так я узнал о законе сохранения энергии, или, если быть точным, законе сохранения импульса. Я выяснил, что этот маховик заставлял двигаться мою машинку. Мне тогда было четыре или пять лет. Потом машинка, конечно, сломалась. Но можно сказать, что эта игрушка и стала моим первым учителем физики.
По-вашему, какой наиболее эффективный метод вовлечения людей в науку?
Вы когда-нибудь слышали о «научных мамочках» или «научных папочках»? Это когда мать или отец любят науку. Я думаю, что если родители вовлечены в науку, то и дети тоже заинтересуются этим. Вовлекает в науку не высшая школа, а жизнь, их научная жизнь. Я думаю, лучший способ создать ученого — начать с семьи.
Хидэто Эньо (Hideto Enyo) — доктор наук, директор RIKEN Nishina и руководитель Радиационной лаборатории RIKEN Nishina. Институт физико-химических исследований (RIKEN) — крупный научно-исследовательский в Японии. Он почти полностью финансируется правительством Японии и его годовой бюджет составляет около 88 млрд. иен (760 млн долл. США). RIKEN проводит исследования во многих областях науки: физика, химия, биология, медицина, технические и компьютерные науки.
Нихоний, свойства атома, химические и физические свойства
Нихоний, свойства атома, химические и физические свойства.
286 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 4f 14 5s 2 5p 6 5d 10 5f 14 6s 2 6p 6 6d 10 7s 2 7p 1
Нихоний — элемент периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 113. Расположен в 13-й группе (по старой классификации — главной подгруппе третьей группы), седьмом периоде периодической системы.
Общие сведения
Свойства атома
Химические свойства
Физические свойства
Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com
нихоний атомная масса степень окисления валентность плотность температура кипения плавления физические химические свойства структура теплопроводность электропроводность кристаллическая решетка
атом нарисовать строение число протонов в ядре строение электронных оболочек электронная формула конфигурация схема строения электронной оболочки заряд ядра состав масса орбита уровни модель радиус энергия электрона переход скорость спектр длина волны молекулярная масса объем атома
электронные формулы сколько атомов в молекуле нихоний нихония
сколько электронов в атоме свойства металлические неметаллические термодинамические
Мировая экономика
Справочники
Востребованные технологии
Поиск технологий
О чём данный сайт?
Настоящий сайт посвящен авторским научным разработкам в области экономики и научной идее осуществления Второй индустриализации России.
Он включает в себя:
– экономику Второй индустриализации России,
– теорию, методологию и инструментарий инновационного развития – осуществления Второй индустриализации России,
– организационный механизм осуществления Второй индустриализации России,
– справочник прорывных технологий.
Мы не продаем товары, технологии и пр. производителей и изобретателей! Необходимо обращаться к ним напрямую!
Мы проводим переговоры с производителями и изобретателями отечественных прорывных технологий и даем рекомендации по их использованию.
О Второй индустриализации
Осуществление Второй индустриализации России базируется на качественно новой научной основе (теории, методологии и инструментарии), разработанной авторами сайта.
Конечным результатом Второй индустриализации России является повышение благосостояния каждого члена общества: рядового человека, предприятия и государства.
Вторая индустриализация России есть совокупность научно-технических и иных инновационных идей, проектов и разработок, имеющих возможность быть широко реализованными в практике хозяйственной деятельности в короткие сроки (3-5 лет), которые обеспечат качественно новое прогрессивное развитие общества в предстоящие 50-75 лет.
Та из стран, которая первой осуществит этот комплексный прорыв – Россия, станет лидером в мировом сообществе и останется недосягаемой для других стран на века.