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Nihonio: Elemento Propiedades y Usos
Descripción
El nihonio (Nh) es un elemento muy radiactivo de número atómico 113 producido artificialmente. Es muy inestable, con isótopos que poseen vidas medias de unos pocos milisegundos a unos 20 segundos. Debido a su rápida desintegración, la mayoría de sus propiedades químicas y físicas se predicen teóricamente y no están realmente establecidas. Según las tendencias periódicas, el nihonio es un metal post-transicional del grupo 13 con propiedades similares a las de homólogos ligeros como el talio.
Descubrimiento del nihonio
El nihonio fue sintetizado por primera vez en 2003 por investigadores de Japón en el laboratorio RIKEN. Los científicos bombardearon blancos de bismuto-209 con iones de zinc-70, que crearon átomos de Nihonio-278 mediante un proceso de fusión. Se empleó espectroscopia de partículas alfa para identificar los átomos formados, que se desintegraron casi inmediatamente y emitieron partículas alfa características.
La denominación formal del Nihonio como elemento fue aprobada por la IUPAC en 2015 y recibió su nombre oficial en 2016, tomando el nombre de "Nihonium" del término japonés para Japón, "Nihon", en honor al lugar donde fue descubierto.
Isótopos y estabilidad
Hasta ahora, se han fabricado una serie de isótopos de Nihonium, con masas que oscilan entre 278 y 286.
|
Isótopo |
Método de producción |
Vida media |
Modo de desintegración |
|
Nihonio-278 |
⁷⁰Zn + ²⁰⁹Bi |
~0,7 ms |
Desintegración alfa |
|
Nihonio-284 |
⁴⁸Ca + ²⁴³Am |
~0.5 s |
Desintegración alfa |
|
Nihonio-286 |
Cadena de desintegración secundaria |
~20 s |
Desintegración alfa, fisión espontánea |
El Nihonio-286 es el isótopo más longevo conocido en la actualidad, con una duración suficiente para la predicción química y la modelización teórica. Los científicos creen que los elementos cercanos al Nihonio podrían acercarse a la "isla de estabilidad", una región postulada en la que los núcleos superpesados poseerían vidas medias muy prolongadas.
Descripción de las propiedades químicas
Aunque los datos experimentales son limitados debido a la corta vida media del Nihonio, las predicciones teóricas ofrecen una imagen inequívoca:
|
Propiedad |
Valor previsto / Notas |
|
Número atómico |
113 |
|
Isótopo más estable |
Nihonio-286 |
|
Vida media |
20 segundos (Nihonium-286), <1 segundo para isótopos más ligeros |
|
Configuración electrónica |
[Rn] 5f¹⁴6d¹⁰7s²7p¹ |
|
Densidad |
~16-17 g/cm³ (prevista) |
|
Punto de fusión |
Desconocido; estimado >700°C |
|
Punto de ebullición |
Desconocido; previsto >1400°C |
|
Estados de oxidación |
+1 y +3 probable; +3 análogo al talio |
|
Reactividad química |
Se prevé que forme haluros y óxidos; los efectos relativistas pueden reducir el carácter metálico |
Para más información, consulte Stanford Advanced Materials (SAM).
Propiedades notables:
- Debido a su elevado número atómico, los efectos relativistas son muy importantes en sus orbitales electrónicos, reduciendo la reactividad en comparación con el talio muy probablemente.
- Se espera que tenga Nihonio(I) como TlCl y Nihonio(III) como TlCl₃.
Métodos de preparación
El nihonio se sintetiza en aceleradores de partículas de alta energía mediante fusión nuclear de iones pesados. El proceso implica:
1.Aceleración de iones de zinc-70 a alta velocidad.
2. Bombardeo de blancos de bismuto 209 para inducir la fusión, creando núcleos individuales de Nihonio.
3. Seguimiento de las desintegraciones mediante espectroscopia alfa o matrices de detección nuclear automatizadas.
La preparación se lleva a cabo en condiciones de vacío ultraalto con una alineación precisa de los haces y detectores muy sensibles como consecuencia de la rápida desintegración del elemento.
Aplicaciones del nihonio
Las aplicaciones tecnológicas del nihonio son muy limitadas debido a su corta vida media. Sin embargo, su producción ha dado lugar a:
-Investigación científica: El nihonio proporciona detalles sobre la estructura nuclear, la estabilidad de los elementos superpesados y los efectos relativistas en la química.
-Avances tecnológicos: La tecnología y la metodología desarrolladas para su creación han hecho avanzar el campo de la tecnología de los aceleradores de partículas, las técnicas de detección nuclear y los equipos de análisis de materiales.
-Métodos de producción de isótopos: Las técnicas perfeccionadas gracias a los trabajos con Nihonium permiten producir isótopos artificiales con fines industriales y médicos.
No existen aplicaciones industriales del elemento en sí, pero el descubrimiento ayuda en la investigación básica de materiales y ciencias nucleares.
Preguntas más frecuentes
¿Qué es el nihonio?
Un elemento producido artificialmente, de vida corta y muy radiactivo (número atómico 113) con isótopos de vida muy corta.
¿Cómo se produce el nihonio?
Mediante fusión nuclear en aceleradores de partículas, normalmente bombardeando objetivos de bismuto con iones de zinc.
¿Cuáles son sus propiedades químicas?
Se prevé que sea un metal post-transición con estados de oxidación +1 y +3, que posea haluros y óxidos, y que los efectos relativistas supriman la reactividad.
¿Por qué el Nihonium no es muy útil?
Su rápida desintegración y su extrema inestabilidad destierran las aplicaciones prácticas; su valor se encuentra en la ciencia experimental nuclear.
¿Existen usos industriales asociados al Nihonium?
Aunque el Nihonium en sí no se utiliza industrialmente, los métodos de síntesis y la tecnología de detección benefician a la ciencia nuclear, la producción de isótopos y las tecnologías avanzadas de instrumentación.
Chin Trento
