鉨(113號化學元素)

113號元素鉨（nǐ），是一種不穩定的超重元素。其原子核包含113個質子和173箇中子。

日本理化學研究所和俄美的研究團隊（俄羅斯Dunba和美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室等）都號稱發現了113號元素，並從約2005年前就開始提交國際專家進行審查。

2015年12月，國際化學機構將113號元素正式認定為新元素，並將命名權授予日本。2016年6月8日，國際純粹與套用化學聯合會宣布，將合成化學元素第113號（縮寫為Nh）提名為化學新元素。日本理化學研究所仁科加速器研究中心的科研人員將第113號元素以日本國名（nihon）命名為nihonium（縮寫Nh）。

2017年5月9日，中國科學院、國家語言文字工作委員會、全國科學技術名詞審定委員會在北京聯合召開發布會，正式向社會發布113號元素“鉨”。

基本介紹

• 中文名：鉨
• 外文名：Nihonium
• 元素符號：Nh
• 發現時間：2004年9月28日
• 發現地：日本
• 原子量：284
• 原子序數：113
• CAS登錄號：54084-70-7
• 命名時間：2016年6月8日
• 半衰期：20s

研究背景

美國1940年率先發現了93號元素鎿以後，接連發現94號到103號的多個新元素。此後，美國與蘇聯展開激烈競爭。上世紀80年代和90年代，德國陸續發現了107號到112號共6個新元素，鑄就了一個新元素髮現的新時代。冷戰結束後，美俄開始進行新元素的共同研究。在113號元素的發現項目上，美俄德甚至展開了三國合作，而日本始終是孤軍奮戰。此次，日本能衝出美俄德三國重圍，為亞洲獲得首個新元素髮現的殊榮，其意義非同一般。

研究歷程

日本

日本理化研究所2004年9月28日宣布，由該所科學家參加的研究小組已成功合成出第113號新元素。

據理化研究所發布的新聞公報，研究人員利用線型加速器，使第30號元素鋅原子加速，轟擊第83號元素鉍原子。他們連續80天以每秒2.5萬次的頻率對鉍原子標靶進行了1.7×10^19次撞擊，結果合成出第113號元素，其原子核的質量數是278。

合成出的新元素僅存在344微秒，即釋放阿爾法粒子，衰變為111號元素的同位素。研究人員認為，該原子核衰變周期和衰變能量均可證明，合成出的原子核無疑是第113號元素。今後研究小組還將進行一系列實驗，以充實數據，並爭取獲得第113號元素的冠名權。這一成果將刊載於歐文版日本物理學雜誌上。

俄美

俄美的聯合團隊也在2004年宣布利用其他方法合成了113號元素，並且時間上比理研靠前，數量上也占據壓倒性優勢。但由於能夠證明其合成元素就是113號元素的證據不充分，俄美聯合團隊的發現未能通過國際認定。

理化特性

Nh（113），Nh是一種人工合成的放射性化學元素，它的化學符號是Nh，它的原子序數是113，屬於弱金屬之一。可能是金屬態；銀白色或灰色。

所屬區：p區

相對原子質量：[286]

核內質子數：113

核內中子數：173

核外電子數：113

核電荷數：113

所屬周期：7

所屬族數：IIIA

價電子排布 可能為[Rn]5f14、6d10、7s2、7p1

電子在每能層的排布 2、8、18、32、32、18、3

第一電離能：704.9kJ/mol

第二電離能：2238.5kJ/mol

第三電離能：3203.3kJ/mol

原子半徑：175pm

離子半徑：148pm

Nh的化學特性能從鉈的特性中推算出來。Nh應該會形成Nh2O、NhF、NhCl、NhBr和NhI。可是如果能達到+III態，Nh就應只能形成Nh2O3和NhF3。7p軌域的自旋-軌道分離可能會使−1態也較穩定，類似於Au(−1)（金化物）。Nh預計將為7p系第1個元素，並是元素周期表中13 (IIIA)族最重的成員，位於鉈之下。這一族的氧化態為+III，可是由於相對論，7s電子軌域的穩定性會造成惰性電子對效應，所以鉈只形成穩定的+I態，電離電勢更高，也更難形成化學鍵。

元素命名

2015年12月，國際化學機構將113號元素正式認定為新元素，並將命名權授予日本。這是日本乃至亞洲國家首次發現的新元素 。日本科研小組為新發現的113號元素準備了三個候選名稱：“Japonium”（代表日本）、Rikenium（代表理化學研究所）和Nishinarium（代表該元素的發現地仁科加速器研究中心）。

2016年6月8日，總部位於瑞士蘇黎世的國際純粹與套用化學聯合會宣布，將合成化學元素第113號（縮寫為nh）提名為化學新元素。日本理化學研究所仁科加速器研究中心的科研人員將第113號元素以日本國名（Nihon）命名為Nihonium（縮寫Nh）。

2017年1月15日，全國科學技術名詞審定委員會聯合國家語言文字工作委員會組織化學、物理學、語言學界專家召開了113號、115 號、117號、118號元素中文定名會，確認113號元素的中文名稱為鉨。

2017年5月9日，中國科學院、國家語言文字工作委員會、全國科學技術名詞審定委員會在北京聯合召開發布會，正式向社會發布113號元素“鉨”。

同位素

同位素		半衰期		衰變能(MeV)	衰變產物
287Nh	預測	~20min	未知
286Nh	syn	20s	α	9.63	Rg
285Nh	syn	5.5s	α	9.74, 9.48	Rg
284Nh	syn	0.48s	α	10.00	Rg
283Nh	syn	0.10s	α	10.12	Rg
282Nh	syn	70ms	α	10.63	Rg
278Nh	syn	0.24ms		11.68	Rg

意義

Nh、Mc、Ts、Og這4種新元素將完成元素周期表中第七周期元素的排列，並為尋找元素“穩定島”提供證據。現在的元素周期表只有七行，其中第七行中原子序數在93號及以上的元素都在自然界中不穩定，是人工合成的。然而核物理學家早就預言說，可能存在一個超重“穩定島”，島內元素原子的質子和中子數量超越元素周期表內的元素，但十分穩定。