Nihonium : Propriétés et utilisations de l'élément

Description du Nihonium

Le nihonium (Nh) est un élément très radioactif produit artificiellement et portant le numéro atomique 113. Il est très instable et ses isotopes ont des demi-vies allant de quelques millisecondes à environ 20 secondes. En raison de sa désintégration rapide, la plupart de ses propriétés chimiques et physiques sont prédites théoriquement et ne sont pas réellement établies. Selon les tendances périodiques, le nihonium est un métal post-transition du groupe 13 dont les propriétés sont similaires à celles d'homologues légers tels que le thallium.

Découverte du nihonium

Lenihonium a été synthétisé pour la première fois en 2003 par des chercheurs japonais du laboratoire RIKEN. Les scientifiques ont bombardé des cibles de bismuth-209 avec des ions zinc-70, qui ont créé des atomes de nihonium-278 par un processus de fusion. La spectroscopie des particules alpha a été utilisée pour identifier les atomes formés qui se sont désintégrés presque immédiatement et ont émis des particules alpha caractéristiques.

Le nom officiel du nihonium en tant qu'élément a été approuvé par l'UICPA en 2015 et il a été officiellement nommé en 2016, le nom "Nihonium" étant tiré du terme japonais pour le Japon, "Nihon", en l'honneur de l'endroit où il a été découvert.

Isotopes et stabilité

Jusqu'à présent, une série d'isotopes du nihonium ont été produits, avec des masses allant de 278 à 286.

Le nihonium-286 est l'isotope connu dont la durée de vie est la plus longue, suffisamment longue pour permettre des prédictions chimiques et des modélisations théoriques. Les scientifiques pensent que les éléments proches du nihonium pourraient s'approcher de l'"île de stabilité", une région hypothétique où les noyaux superlourds auraient des demi-vies considérablement allongées.

Description des propriétés chimiques

Même si les données expérimentales sont limitées en raison de la courte demi-vie du nihonium, les prédictions théoriques permettent de dresser un tableau sans ambiguïté :

Pour plus d'informations, veuillez consulter le site Stanford Advanced Materials (SAM)..

Propriétés remarquables :

- En raison de son numéro atomique élevé, les effets relativistes sont très importants dans ses orbitales électroniques, ce qui réduit très probablement la réactivité par rapport au thallium.

- On s'attend à ce qu'il y ait du Nihonium(I) comme TlCl et du Nihonium(III) comme TlCl₃.

Méthodes de préparation

Le nihonium est synthétisé dans des accélérateurs de particules à haute énergie par fusion nucléaire d'ions lourds. Le processus consiste à

1. l'accélération d'ions zinc-70 à grande vitesse.

2. le bombardement de cibles de bismuth-209 pour induire la fusion et créer des noyaux de nihonium individuels

3. le suivi des désintégrations par spectroscopie alpha ou par des réseaux de détection nucléaire automatisés.

La préparation est effectuée dans des conditions d'ultravide avec un alignement précis du faisceau et des détecteurs très sensibles en raison de la désintégration rapide de l'élément.

Applications du nihonium

Les applications technologiques du nihonium sont extrêmement limitées en raison de sa courte demi-vie. Cependant, sa production a donné lieu à.. :

-Recherche scientifique : Le nihonium fournit des détails sur la structure nucléaire, la stabilité des éléments super-lourds et les effets relativistes sur la chimie.

-Des avancées technologiques : La technologie et la méthodologie mises au point pour sa création ont fait progresser la technologie des accélérateurs de particules, les techniques de détection nucléaire et l'équipement d'analyse des matériaux.

-Méthodes de production d'isotopes : Les techniques affinées par le travail sur le Nihonium permettent de produire des isotopes artificiels à des fins industrielles et médicales.

Il n'y a pas d'applications industrielles de l'élément lui-même, mais sa découverte contribue à la recherche fondamentale sur les matériaux et la science nucléaire.

Questions fréquemment posées

Qu'est-ce que le nihonium ?

Il s'agit d'un élément produit artificiellement, à courte durée de vie, très radioactif (numéro atomique 113) et doté d'isotopes à très courte durée de vie.

Comment le nihonium est-il produit ?

Par fusion nucléaire dans des accélérateurs de particules, généralement en bombardant des cibles de bismuth avec des ions de zinc.

Quelles sont ses propriétés chimiques ?

Il s'agirait d'un métal post-transition avec des états d'oxydation +1 et +3, possédant des halogénures et des oxydes, les effets relativistes supprimant la réactivité.

Pourquoi le nihonium n'est-il pas très utile ?

Sa désintégration rapide et son extrême instabilité excluent les applications pratiques ; sa valeur se trouve dans la science expérimentale nucléaire.

Y a-t-il des utilisations industrielles associées au nihonium ?

Bien que le nihonium lui-même ne soit pas utilisé industriellement, les méthodes de synthèse et la technologie de détection profitent à la science nucléaire, à la production d'isotopes et aux technologies d'instrumentation avancées.