Isótopos de niônio - Isotopes of nihonium
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Nihonium ( 113 Nh) é um elemento sintético . Sendo sintético, um peso atômico padrão não pode ser fornecido e, como todos os elementos artificiais, não possui isótopos estáveis . O primeiro isótopo a ser sintetizado foi 284 Nh como um produto de decaimento de 288 Mc em 2003. O primeiro isótopo a ser sintetizado diretamente foi 278 Nh em 2004. Existem 6 radioisótopos conhecidos de 278 Nh a 286 Nh, junto com os 287 Nh não confirmados e 290 Nh. O isótopo de vida mais longa é 286 Nh com meia-vida de 8 segundos.
Lista de isótopos
Nuclídeo |
Z | N |
Massa isotópica ( Da ) |
Meia vida |
Modo de decaimento |
Isótopo filha |
Giro e paridade |
---|---|---|---|---|---|---|---|
278 Nh | 113 | 165 | 278,17058 (20) # | 1,4 ms | α | 274 Rg | |
282 Nh | 113 | 169 | 282,17567 (39) # | 73 ms | α | 278 Rg | |
283 Nh | 113 | 170 | 283,17657 (52) # | 75 ms | α | 279 Rg | |
284 Nh | 113 | 171 | 284,17873 (62) # | 0,91 s | α (96,8%) | 280 Rg | |
CE (3,2%) | 284 Cn | ||||||
285 Nh | 113 | 172 | 285,17973 (89) # | 4,2 s | α | 281 Rg | |
286 Nh | 113 | 173 | 286,18221 (72) # | 9,5 s | α | 282 Rg | |
287 Nh | 113 | 174 | 287,18339 (81) # | 5,5 s | α | 283 Rg | |
290 Nh | 113 | 177 | 2 s? | α | 286 Rg |
- ^ () - A incerteza (1 σ ) é dada de forma concisa entre parênteses após os últimos dígitos correspondentes.
- ^ # - Massa atômica marcada com #: valor e incerteza derivados não de dados puramente experimentais, mas pelo menos parcialmente de tendências da Superfície de Massa (TMS).
-
^
Modos de decadência:
CE: Captura de elétrons - ^ Não sintetizado diretamente, ocorre como produto de decaimento de 287 Mc
- ^ Não sintetizado diretamente, ocorre como produto de decaimento de 288 Mc
- ^ Não sintetizado diretamente, ocorre na cadeia de decaimento de 293 Ts
- ^ Não sintetizado diretamente, ocorre na cadeia de decaimento de 294 Ts
- ^ Não sintetizado diretamente, ocorre na cadeia de decaimento de 287 Fl; não confirmado
- ^ Não sintetizado diretamente, ocorre na cadeia de decaimento de 290 Fl e 294 Lv; não confirmado
Isótopos e propriedades nucleares
Nucleosíntese
Elementos superpesados, como o niônio, são produzidos bombardeando elementos mais leves em aceleradores de partículas que induzem reações de fusão . Enquanto a maioria dos isótopos de niônio podem ser sintetizados diretamente dessa forma, alguns mais pesados só foram observados como produtos de decomposição de elementos com números atômicos mais altos .
Dependendo das energias envolvidas, as primeiras são separadas em "quentes" e "frias". Em reações de fusão a quente, projéteis muito leves e de alta energia são acelerados em direção a alvos muito pesados ( actinídeos ), dando origem a núcleos compostos em alta energia de excitação (~ 40-50 MeV ) que podem fissão ou evaporar vários (3 a 5) nêutrons. Nas reações de fusão a frio, os núcleos fundidos produzidos têm uma energia de excitação relativamente baixa (~ 10-20 MeV), o que diminui a probabilidade de que esses produtos sofram reações de fissão. À medida que os núcleos fundidos resfriam ao estado fundamental , eles exigem a emissão de apenas um ou dois nêutrons e, portanto, permitem a geração de produtos mais ricos em nêutrons. Este último é um conceito distinto daquele em que a fusão nuclear afirma ser alcançada em condições de temperatura ambiente (ver fusão a frio ).
Fusão a frio
Antes da síntese do niônio pela equipe RIKEN, cientistas do Instituto de Pesquisa de Íons Pesados (Gesellschaft für Schwerionenforschung) em Darmstadt , Alemanha, também tentaram sintetizar o niônio bombardeando bismuto-209 com zinco-70 em 1998. Nenhum átomo de niônio foi identificado em duas execuções separadas da reação. Eles repetiram a experiência em 2003 novamente sem sucesso. No final de 2003, a equipe emergente da RIKEN, usando seu eficiente aparato GARIS, tentou a reação e atingiu o limite de 140 fb. Em dezembro de 2003 a agosto de 2004, eles recorreram à "força bruta" e realizaram a reação por um período de oito meses. Eles foram capazes de detectar um único átomo de 278 Nh. Eles repetiram a reação em várias execuções em 2005 e foram capazes de sintetizar um segundo átomo, seguido por um terceiro em 2012.
A tabela abaixo contém várias combinações de alvos e projéteis que podem ser usados para formar núcleos compostos com Z = 113.
Alvo | Projétil | CN | Resultado da tentativa |
---|---|---|---|
208 Pb | 71 Ga | 279 Nh | Reação ainda a ser tentada |
209 Bi | 70 Zn | 279 Nh | Reação bem sucedida |
238 U | 45 Sc | 283 Nh | Reação ainda a ser tentada |
237 Np | 48 Ca | 285 Nh | Reação bem sucedida |
244 Pu | 41 K | 285 Nh | Reação ainda a ser tentada |
250 cm | 37 Cl | 287 Nh | Reação ainda a ser tentada |
248 cm | 37 Cl | 285 Nh | Reação ainda a ser tentada |
Fusão quente
Em junho de 2006, a equipe de Dubna-Livermore sintetizou niônio diretamente bombardeando um alvo de neptúnio -237 com núcleos de cálcio-48 acelerados , em uma busca pelos isótopos mais leves 281 Nh e 282 Nh e seus produtos de decaimento, para fornecer informações sobre os efeitos estabilizadores das camadas de nêutrons fechadas em N = 162 e N = 184:
-
237
93 Np
+ 48
20 Ca
→ 282
113 Nh
+ 1
0 n
Dois átomos de 282 Nh foram detectados.
Como produto de decomposição
Resíduo de evaporação | Isótopo de niônio observado |
---|---|
294 Lv, 290 Fl? | 290 Nh? |
287 Fl? | 287 Nh? |
294 Ts, 290 Mc | 286 Nh |
293 Ts, 289 Mc | 285 Nh |
288 Mc | 284 Nh |
287 Mc | 283 Nh |
Nihonium foi observado como um produto de decaimento de moscovium (via decaimento alfa). Moscovium atualmente tem quatro isótopos conhecidos; todos eles sofrem decaimentos alfa para se tornarem núcleos de niônio, com números de massa entre 283 e 286. Os núcleos de moscovium pais podem ser eles próprios produtos de decomposição da tennessina . Também pode ocorrer como um produto do decaimento do flerovium (via captura de elétrons), e os núcleos parentais do flerovium podem ser eles próprios produtos do decaimento do livermorium . Até o momento, nenhum outro elemento foi conhecido por decair para niônio. Por exemplo, em janeiro de 2010, a equipe de Dubna ( JINR ) identificou o nihônio-286 como um produto na decadência da tennessina por meio de uma sequência de decaimento alfa:
-
294
117 Ts
→ 290
115 Mc
+ 4
2 Ele
-
290
115 Mc
→ 286
113 Nh
+ 4
2 Ele
Cálculos teóricos
Seções transversais de resíduo de evaporação
A tabela abaixo contém várias combinações de alvo-projétil para os quais os cálculos forneceram estimativas para rendimentos de seção transversal de vários canais de evaporação de nêutrons. O canal com o maior rendimento esperado é fornecido.
DNS = sistema Di-nuclear; σ = seção transversal
Alvo | Projétil | CN | Canal (produto) | σ max | Modelo | Ref |
---|---|---|---|---|---|---|
209 Bi | 70 Zn | 279 Nh | 1n ( 278 Nh) | 30 fb | DNS | |
238 U | 45 Sc | 283 Nh | 3n ( 280 Nh) | 20 fb | DNS | |
237 Np | 48 Ca | 285 Nh | 3n ( 282 Nh) | 0,4 pb | DNS | |
244 Pu | 41 K | 285 Nh | 3n ( 282 Nh) | 42,2 fb | DNS | |
250 cm | 37 Cl | 287 Nh | 4n ( 283 Nh) | 0,594 pb | DNS | |
248 cm | 37 Cl | 285 Nh | 3n ( 282 Nh) | 0,26 pb | DNS |
Referências
- Massas de isótopos de:
- M. Wang; G. Audi; AH Wapstra; FG Kondev; M. MacCormick; X. Xu; et al. (2012). "Avaliação da massa atômica AME2012 (II). Tabelas, gráficos e referências" (PDF) . Chinese Física C . 36 (12): 1603–2014. Bibcode : 2012ChPhC..36 .... 3M . doi : 10.1088 / 1674-1137 / 36/12/003 .
- Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), "The N UBASE Evaluation of nuclear and decay properties" , Nuclear Physics A , 729 : 3-128, Bibcode : 2003NuPhA.729 .... 3A , doi : 10.1016 / j.nuclphysa.2003.11 0,001
- Composições isotópicas e massas atômicas padrão de:
- de Laeter, John Robert ; Böhlke, John Karl; De Bièvre, Paul; Hidaka, Hiroshi; Peiser, H. Steffen; Rosman, Kevin JR; Taylor, Philip DP (2003). "Pesos atômicos dos elementos. Revisão 2000 (Relatório Técnico IUPAC)" . Química pura e aplicada . 75 (6): 683–800. doi : 10.1351 / pac200375060683 .
- Wieser, Michael E. (2006). "Pesos atômicos dos elementos 2005 (Relatório Técnico IUPAC)" . Química pura e aplicada . 78 (11): 2051–2066. doi : 10.1351 / pac200678112051 . Resumo da postura .
- Dados de meia-vida, spin e isômero selecionados das seguintes fontes.
- Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), "The N UBASE Evaluation of nuclear and decay properties" , Nuclear Physics A , 729 : 3-128, Bibcode : 2003NuPhA.729 .... 3A , doi : 10.1016 / j.nuclphysa.2003.11 0,001
- Centro Nacional de Dados Nucleares . "Banco de dados NuDat 2.x" . Laboratório Nacional de Brookhaven .
- Holden, Norman E. (2004). “11. Tabela dos Isótopos”. Em Lide, David R. (ed.). CRC Handbook of Chemistry and Physics (85ª ed.). Boca Raton, Flórida : CRC Press . ISBN 978-0-8493-0485-9 .