Conheça o elemento japonês da Tabela Periódica

Metal altamente radioativo, o nihônio teve apenas alguns átomos sintetizados até hoje. É utilizado apenas em pesquisas científicas e não possui papel biológico.

Ele foi obtido pela primeira vez em 2004 por cientistas do Instituto de Pesquisas Físicas e Químicas do Japão (RIKEN). O nome do elemento significa Japão em japonês.

Pertencente ao grupo 13 da Tabela Periódica, o nihônio tem número atômico 113 e símbolo Nh. É um elemento artificial. Estima-se que seu ponto de fusão seja de 430 °C e seu ponto de ebulição, de 1 130 °C. O isótopo mais estável é o ²⁸⁶Nh, com meia-vida de 9,5 segundos.

 As características químicas do nihônio ainda não são muito conhecidas, mas acredita-se que apresente comportamento semelhante ao tálio.

Um estudo publicado em 2021 informa que o nihônio e o fleróvio, Fl, elemento 114, são os primeiros elementos superpesados nos quais o subnível 7p está ocupado. Segundo os autores, um elétron desemparelhado na subcamada 7p_1/2 mais externa do nihônio pode dar origem à sua maior reatividade química. Previsões teóricas sobre a reatividade do Nh são discutidas juntamente com os resultados das primeiras tentativas experimentais de estudar a química do Nh em fase gasosa. As observações experimentais mostram maior reatividade química dos átomos de nihônio.

Em 2024, um grupo de cientistas liderados por pesquisadores do GSI em Darmstadt, da Universidade Johannes Gutenberg de Mainz, e do Instituto Helmholtz de Mainz, na Alemanha, conseguiu determinar as propriedades químicas de dois elementos superpesados: o moscóvio, elemento 115, e o nihônio, elemento 113. Ambos são mais reativos que o fleróvio, elemento 114. Com isso, os pesquisadores conseguiram obter dados de três elementos superpesados, 113,114 e 115, o que permitiu a classificação confiável de suas propriedades e a caracterização de suas estruturas na tabela periódica. Foram necessários dois meses de trabalho contínuo, nas instalações do acelerador de íons pesados ​​do GSI/FAIR para obter esses resultados.

Para produzir os elementos superpesados, a equipe irradiou finas lâminas contendo amerício-243 (elemento 95), um elemento artificial, com intensos feixes de íons de cálcio-48 (elemento 20). Sua fusão levou a núcleos de moscóvio-288 (elemento 115), que se transformaram em uma fração de segundo em nihônio-284 (elemento 113).

Histórico do nihônio

A tabela periódica ganhou oficialmente quatro novos elementos em 2016: nihônio, moscóvio, tenesso e oganessônio. Seus números atômicos – o número de prótons no núcleo que determina suas propriedades químicas e seu lugar na tabela periódica – são 113, 115, 117 e 118 respectivamente.

O nihônio, especificamente, foi sintetizado no centro de pesquisas RIKEN, no Japão, em 2004, por um grupo de pesquisadores liderados por Kōsuke Morita, professor da Faculdade de Ciências da Universidade de Kyushu, e Kōji Morimoto, líder da equipe de desenvolvimento de dispositivos de elementos superpesados ​​do Grupo de Pesquisas de Elementos Superpesados ​​do Centro Nishina de Ciência Baseada em Aceleradores.

A União Internacional de Química Pura e Aplicada – IUPAC – confirmou a descoberta pelos cientistas japoneses em 2015, e o nome do elemento foi definido pelo grupo em 2016. O nome nihônio significa ‘Terra do Sol Nascente’ em japonês e deriva da palavra Nihon, que significa Japão. A IUPAC também definiu que o símbolo do elemento 113 é Nh.

Obtenção

O elemento 113, até os dias de hoje, é obtido por dois métodos: por meio de reações de fusão a frio, com a fusão do zinco (Zn, Z = 30) com o bismuto (Bi, Z = 83), e também por meio do decaimento alfa do elemento 115.

No primeiro exemplo, o zinco é acelerado a 10% da velocidade da luz, de modo a superar as forças repulsivas dos dois núcleos. Produz-se então um isótopo ²⁷⁹Nh, que emite um nêutron e produz o ²⁷⁸Nh.

Com meia vida de aproximadamente 34 milissegundos, o isótopo ²⁷⁸Nh sofre seis decaimentos alfa (emissões de partículas alfa) até o elemento mendelévio (Md).

No segundo caso, o elemento 113 surge do decaimento alfa do elemento 115, moscóvio. Uma das formas consiste na reação de fusão a quente de íons ⁴⁸Ca com isótopos ²⁴³Am, produzindo o ²⁸⁸Mc e, então, por decaimento alfa, o ²⁸⁴Nh, o qual continua sofrendo decaimento alfa.

Vídeo da Universidade de Nottingham aborda a sintetização do nihônio e o longo processo de pesquisa feito pelos cientistas do Japão. Assista:

Referências

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Texto produzido pela jornalista Mari Menda, da Gerência de Relações Institucionais do CRQ-SP,
e revisado pela Profa. Márcia Guekezian, Coordenadora do curso de Engenharia Química
da Faculdade de São Bernardo do Campo – FASB