النيهونيوم خواص العنصر واستخداماته

الوصف

النيهونيوم (Nh) هو عنصر مشع للغاية مُنتَج صناعيًّا رقمه الذري 113. وهو عنصر غير مستقر للغاية، وله نظائر ذات عمر نصفي يتراوح بين بضعة أجزاء من الثانية وحوالي 20 ثانية. ونظرًا لاضمحلاله السريع، فإن معظم خواصه الكيميائية والفيزيائية متوقعة نظريًّا وغير ثابتة فعليًّا. ووفقًا للاتجاهات الدورية، يُعد النيهونيوم فلزًا من فلزات ما بعد المرحلة الانتقالية في المجموعة 13، وله خواص مشابهة لمتجانساته الخفيفة مثل الثاليوم.

اكتشاف النيهونيوم

تم تصنيعالنيهونيوم لأول مرة في عام 2003 من قبل باحثين من اليابان في مختبر RIKEN. حيث قام العلماء بقصف أهداف من البزموت-209 بأيونات الزنك-70، مما أدى إلى تكوين ذرات النيهونيوم-278 من خلال عملية اندماج. واستُخدم التحليل الطيفي لجسيمات ألفا للتعرف على الذرات المتكونة التي اضمحلت على الفور تقريباً وانبعثت منها جسيمات ألفا المميزة.

تمت الموافقة على التسمية الرسمية للنيحونيوم كعنصر من قبل الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية في عام 2015 وتمت تسميته رسمياً في عام 2016، حيث أُخذ اسم "نيهونيوم" من المصطلح الياباني لليابان "نيهون" تكريماً للمكان الذي تم اكتشافه فيه.

النظائر والاستقرار

صُنعت حتى الآن سلسلة من نظائر النيهونيوم بكتل تتراوح كتلتها بين 278 و286.

النيهونيوم-286 هو النظير الأطول عمراً المعروف حالياً، ويدوم طويلاً بما يكفي للتنبؤ الكيميائي والنمذجة النظرية. ويعتقد العلماء أن العناصر القريبة من النيهونيوم قد تقترب من "جزيرة الاستقرار"، وهي منطقة مفترضة حيث تمتلك النوى فائقة الثقل أنصاف أعمار ممتدة إلى حد كبير.

وصف الخواص الكيميائية

حتى مع وجود بيانات تجريبية محدودة بسبب قصر نصف عمر النيهونيوم، فإن التنبؤات النظرية ترسم صورة لا لبس فيها:

لمزيد من المعلومات، يرجى مراجعة Stanford Advanced Materials (SAM).

الخصائص البارزة:

- بسبب العدد الذري المرتفع، فإن التأثيرات النسبية مهمة للغاية في مداراته الإلكترونية، مما يقلل من تفاعليته مقارنةً بالثاليوم على الأرجح.

- من المتوقع أن يحتوي على نيهونيوم (I) مثل TlCl و نيهونيوم (III) مثل TlCl₃.

طرق التحضير

يُصنَّع النيهونيوم في مسرعات الجسيمات عالية الطاقة من خلال الاندماج النووي للأيونات الثقيلة. وتتضمن العملية

1- تسريع أيونات الزنك-70 بسرعة عالية.

2- قصف أهداف البزموت-209 لتحفيز الاندماج، مما يؤدي إلى تكوين نوى نيهونيوم فردية.

3- رصد الاضمحلال بواسطة التحليل الطيفي لألفا أو مصفوفات الكشف النووي الآلي.

يتم إجراء التحضير في ظروف تفريغ فائقة التفريغ مع محاذاة دقيقة للحزمة وكاشفات حساسة للغاية نتيجة للاضمحلال السريع للعنصر.

تطبيقات النيهونيوم

تطبيقات النيهونيوم في التكنولوجيا محدودة للغاية بسبب قصر نصف عمره. ومع ذلك، فقد أدى إنتاجه إلى:

-الأبحاث العلمية: يوفر النيهونيوم تفاصيل حول البنية النووية واستقرار العناصر فائقة الثقل والتأثيرات النسبية على الكيمياء.

-التقدم التكنولوجي: طورت التكنولوجيا والمنهجية التي تم تطويرها لاستحداثه في مجال تكنولوجيا مسرعات الجسيمات، وتقنيات الكشف النووي، ومعدات تحليل المواد.

-طرق إنتاج النظائر المشعة: أدت التقنيات التي تم تحسينها من خلال العمل على النيهونيوم إلى إنتاج نظائر اصطناعية للأغراض الصناعية والطبية.

لا توجد تطبيقات صناعية للعنصر نفسه، لكن الاكتشاف يساعد في المواد الأساسية وأبحاث العلوم النووية.

الأسئلة المتداولة

ما هو النيهونيوم؟

عنصر مُنتَج اصطناعياً وقصير العمر ومُشع للغاية (العدد الذري 113) ذو نظائر قصيرة العمر للغاية.

كيف يُنتج النيهونيوم؟

من خلال الاندماج النووي داخل مسرعات الجسيمات، عادةً عن طريق قصف أهداف من البزموت بأيونات الزنك.

ما هي خواصه الكيميائية؟

من المتوقع أن يكون معدن ما بعد المرحلة الانتقالية مع حالات أكسدة +1 و+3، ويمتلك هاليدات وأكاسيد، مع تأثيرات نسبية تكبح التفاعل.

لماذا النيهونيوم غير مفيد للغاية؟

لأن اضمحلاله السريع وعدم استقراره الشديد ينفيان تطبيقاته العملية؛ وتوجد قيمته في العلوم التجريبية النووية.

هل هناك استخدامات صناعية مرتبطة بالنيحونيوم؟

على الرغم من أن النيهونيوم نفسه لا يُستخدم صناعياً، إلا أن طرق تخليقه وتكنولوجيا الكشف عنه تفيد العلوم النووية وإنتاج النظائر وتقنيات الأجهزة المتقدمة.