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Nihonium: Proprietà e usi dell'elemento
Descrizione
Il nichonio (Nh) è un elemento molto radioattivo prodotto artificialmente con numero atomico 113. È molto instabile, con isotopi che possiedono emivite da pochi millisecondi a circa 20 secondi. È molto instabile, con isotopi che hanno emivite che vanno da pochi millisecondi a circa 20 secondi. A causa del suo rapido decadimento, la maggior parte delle sue proprietà chimiche e fisiche sono previste teoricamente e non realmente stabilite. Secondo le tendenze periodiche, il Nihonio è un metallo post-transizione del gruppo 13 con proprietà simili agli omologhi leggeri come il tallio.
Scoperta del Nihonio
Il nichonio è stato sintetizzato per la prima volta nel 2003 da ricercatori giapponesi del laboratorio Riken. Gli scienziati hanno bombardato bersagli di bismuto-209 con ioni di zinco-70, che hanno creato atomi di Nihonium-278 attraverso un processo di fusione. La spettroscopia di particelle alfa è stata impiegata per identificare il decadimento quasi immediato degli atomi formati, che hanno emesso le caratteristiche particelle alfa.
La denominazione formale del Nihonium come elemento è stata approvata dalla IUPAC nel 2015 ed è stata formalizzata nel 2016. Il nome "Nihonium" è stato preso dal termine giapponese per il Giappone, "Nihon", in onore del luogo in cui è stato scoperto.
Isotopi e stabilità
Finora sono stati prodotti una serie di isotopi del nichonio, con masse che vanno da 278 a 286.
|
Isotopo |
Metodo di produzione |
Tempo di dimezzamento |
Modalità di decadimento |
|
Nihonio-278 |
⁷⁰Zn + ²⁰⁹Bi |
~0,7 ms |
Decadimento alfa |
|
Nihonio-284 |
⁴⁸Ca + ²⁴³Am |
~0.5 s |
Decadimento alfa |
|
Nihonio-286 |
Catena di decadimento secondario |
~20 s |
Decadimento alfa, fissione spontanea |
Il Nihonium-286 è l'isotopo più longevo attualmente conosciuto, con una durata sufficiente per la previsione chimica e la modellazione teorica. Gli scienziati ritengono che gli elementi vicini al Nihonium potrebbero avvicinarsi all'"isola di stabilità", una regione postulata in cui i nuclei superpesanti possiedono emivite molto estese.
Descrizione delle proprietà chimiche
Anche se i dati sperimentali sono limitati a causa del breve tempo di dimezzamento del Nihonium, le previsioni teoriche tracciano un quadro inequivocabile:
|
Proprietà |
Valore previsto / Note |
|
Numero atomico |
113 |
|
Isotopo più stabile |
Nihonio-286 |
|
Tempo di dimezzamento |
20 secondi (Nihonio-286), <1 secondo per gli isotopi più leggeri |
|
Configurazione degli elettroni |
[Rn] 5f¹⁴6d¹⁰7s²7p¹ |
|
Densità |
~16-17 g/cm³ (prevista) |
|
Punto di fusione |
Sconosciuto; stimato >700°C |
|
Punto di ebollizione |
Sconosciuto; previsto >1400°C |
|
Stati di ossidazione |
+1 e +3 probabile; +3 analogo al tallio |
|
Reattività chimica |
Si prevede la formazione di alogenuri e ossidi; gli effetti relativistici possono ridurre il carattere metallico. |
Per ulteriori informazioni, consultare Stanford Advanced Materials (SAM)..
Proprietà degne di nota:
- A causa del suo elevato numero atomico, gli effetti relativistici sono molto importanti nei suoi orbitali elettronici, riducendo la reattività rispetto al tallio.
- Si prevede la presenza di Nihonium(I) come TlCl e Nihonium(III) come TlCl₃.
Metodi di preparazione
Il nichonio viene sintetizzato negli acceleratori di particelle ad alta energia attraverso la fusione nucleare di ioni pesanti. Il processo prevede:
1. Accelerazione di ioni zinco-70 ad alta velocità.
2. Bombardamento di bersagli di bismuto-209 per indurre la fusione, creando singoli nuclei di nichonio.
3. Monitoraggio dei decadimenti mediante spettroscopia alfa o array di rilevamento nucleare automatizzato.
La preparazione avviene in condizioni di altissimo vuoto, con un preciso allineamento del fascio e rivelatori molto sensibili a causa del rapido decadimento dell'elemento.
Applicazioni del nichonio
Le applicazioni del nichonio nella tecnologia sono estremamente limitate a causa della sua breve emivita. Tuttavia, la sua produzione ha portato a:
-Ricerca scientifica: Il nichonio fornisce dettagli sulla struttura nucleare, sulla stabilità degli elementi superpesanti e sugli effetti relativistici sulla chimica.
-Progressi tecnologici: La tecnologia e la metodologia sviluppate per la sua creazione hanno fatto progredire il campo della tecnologia degli acceleratori di particelle, delle tecniche di rilevamento nucleare e delle apparecchiature di analisi dei materiali.
-Metodi di produzione degli isotopi: Le tecniche perfezionate grazie al lavoro sul Nihonium portano alla produzione di isotopi artificiali per scopi industriali e medici.
Non ci sono applicazioni industriali dell'elemento in sé, ma la scoperta aiuta la ricerca di base sui materiali e la scienza nucleare.
Domande frequenti
Che cos'è il Nihonium?
Un elemento prodotto artificialmente, a vita breve e molto radioattivo (numero atomico 113) con isotopi a vita molto breve.
Come viene prodotto il Nihonium?
Attraverso la fusione nucleare negli acceleratori di particelle, in genere bombardando bersagli di bismuto con ioni di zinco.
Quali sono le sue proprietà chimiche?
Si prevede che sia un metallo post-transizione con stati di ossidazione +1 e +3, con alogenuri e ossidi, con effetti relativistici che sopprimono la reattività.
Perché il Nihonium non è molto utile?
Il suo rapido decadimento e la sua estrema instabilità ne escludono le applicazioni pratiche; il suo valore si trova nella scienza sperimentale nucleare.
Ci sono usi industriali associati al Nihonio?
Sebbene il Nihonio in sé non sia utilizzato a livello industriale, i metodi di sintesi e la tecnologia di rilevamento sono utili alla scienza nucleare, alla produzione di isotopi e alle tecnologie di strumentazione avanzate.
Chin Trento
