Nihônio (Nh)

O nihônio, número atômico 113 e símbolo Nh, é um elemento químico pertencente ao grupo 13 da Tabela Periódica. Além disso, é um elemento superpesado não encontrado na natureza. Dessa forma, sua obtenção só pode ser feita de forma artificial, por meio de reações de fusão nuclear. As características químicas do nihônio ainda não são tão claras, mas especula-se que apresente comportamento semelhante ao seu homólogo mais leve, o tálio, em alguns casos.

O nihônio foi inicialmente obtido pela fusão do ⁷⁰Zn com o ²⁰⁹Bi, no instituto Riken, Japão, no ano de 2003. Apesar de cientistas russos e norte-americanos também terem pedido para serem reconhecidos como descobridores do elemento 113, a Iupac reconheceu os cientistas japoneses. O nome faz referência à palavra Nihon, como os japoneses chamam o seu país natal.

Leia também: Gálio — outro elemento químico pertencente ao grupo 13 da Tabela Periódica

Tópicos deste artigo

• 1 - Resumo sobre nihônio
• 2 - Propriedades do nihônio
• 3 - Características do nihônio
• 4 - Obtenção do nihônio
• 5 - História do nihônio
• 6 - Exercícios resolvidos sobre nihônio

Resumo sobre nihônio

• É um elemento químico sintético localizado no grupo 13 da Tabela Periódica.

• Sua produção se iniciou em 2003, no instituto Riken, Japão.

• Compõe o grupo dos elementos mais recentemente incluídos na Tabela Periódica, em 2015.

• Seus estudos ainda são muito recentes, mas alguns buscam ligá-lo a outros elementos do grupo 13, como o tálio.

• Sua produção se dá por fusão nuclear, utilizando-se isótopos de ⁷⁰Zn e átomos de ²⁰⁹Bi.

Propriedades do nihônio

• Símbolo: Nh

• Número atômico: 113

• Massa atômica: entre 278 e 286 u.m.a (não oficializado pela Iupac)

• Configuração eletrônica: [Rn] 7s² 5f¹⁴ 6d¹⁰ 7p¹

• Isótopo mais estável: ²⁸⁶Nh (9,5 segundos de meia-vida, podendo aumentar de 6,3 segundos ou diminuir de 2,7 segundos)

• Série química: grupo 13, elementos superpesados

Características do nihônio

O nihônio, símbolo Nh e número atômico 113, foi um dos últimos elementos incluídos na Tabela Periódica. Sua oficialização se deu em 30 de dezembro de 2015, pela União Internacional de Química Pura e Aplicada (Iupac), enquanto seu nome só foi oficializado em meados de 2016.

Elementos dessa região da Tabela Periódica são altamente instáveis, o que quer dizer que não podem ser encontrados na natureza. Assim, diante de uma suposta existência, eles sofreriam decaimento radioativo quase instantaneamente — a emissão de partículas nucleares, como α e β —, de modo a atingir maior estabilidade.

Porém, ao emitirem as partículas nucleares, acabam sofrendo transmutação nuclear, ou seja, transformam-se em um novo elemento químico. Dessa forma, elementos superpesados, como o Nh, devem ser produzidos em laboratório, o que o torna um elemento químico sintético.

O Nh, como outros elementos superpesados, é influenciado por efeitos relativísticos — de forma simples, distanciamentos do que é observado para o que era esperado, por conta da relatividade. Assim, estudos matemáticos no campo teórico, e que simulam as consequências do efeito relativístico, apontaram que o nihônio poderia interagir fracamente com o quartzo, mas ter uma boa adsorção ao ouro, tal qual seu homólogo mais leve, tálio (Tl).

Estudos teóricos preliminares também indicaram a volatilidade do Nh. Quanto à adsorção ao quartzo, o tálio prontamente forma o TlOH, por exemplo, e suspeita-se que o nihônio também o faça.

Mesmo assim, como os estudos ainda são muito preliminares e recentes, boa parte do que vem sendo produzido está aberta para discussão, sendo difícil determinar, com precisão, as propriedades físico-químicas do nihônio.

Obtenção do nihônio

O elemento 113, até hoje, foi obtido de duas formas: 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. É então produzido um isótopo ²⁷⁹Nh, o qual acaba emitindo um nêutron e produzindo o ²⁷⁸Nh.

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

Já no segundo caso, o elemento 113 surge do decaimento alfa do elemento 115 (hoje conhecido como moscóvio) depois deste ser sintetizado. 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.

Veja também: Hássio — o sintético elemento químico mais pesado a ter suas propriedades analisadas

História do nihônio

As buscas pelo elemento 113 se iniciaram no ano de 2003. Pesquisadores japoneses do instituto Riken aceleraram isótopos de ⁷⁰Zn a 10% da velocidade da luz, a fim de se colidir com o ²⁰⁹Bi, por meio de uma reação de fusão. Assim, conseguiram produzir o que hoje conhecemos como ²⁷⁸Nh.

Porém apenas em 2012 é que os pesquisadores japoneses conseguiram detectar a série de decaimento alfa completa do elemento 113, entrando em contato com a Iupac para reclamarem a descoberta.

Concomitantemente aos esforços japoneses, cientistas russos liderados por Yuri Oganessian, em colaboração com cientistas norte-americanos, também chegaram a identificar o elemento 113 por meio de decaimentos alfa do elemento 115. Tais experimentos também colocaram os cientistas russos e norte-americanos na disputa pelo reconhecimento do elemento 113.

Contudo, a Iupac entendeu que as evidências do instituto Riken eram mais sólidas, e assim permitiu que os japoneses tivessem o direito a nomear o elemento 113. O nome escolhido foi nihônio, símbolo Nh, em referência ao país Japão. A palavra Japão é escrita pelos japoneses por meio de dois ideogramas chineses que significam “terra do Sol nascente” e são lidos como Nihon ou Nippon.

O nome nihônio também foi escolhido porque, em 1908, o químico japonês Masataka Ogawa publicou que havia descoberto o elemento 43, nomeando-o como nipônio, símbolo Np (que hoje pertence ao neptúnio, Z = 93). Contudo, posteriormente, comprovou-se que o elemento 43 era instável, não sendo encontrado na natureza e só sintetizado em 1937, recebendo o nome de tecnécio (Tc).

Assim, o nipônio sumiu da Tabela Periódica. Contudo, anos mais tarde, comprovou-se que, na verdade, Ogawa havia descoberto o elemento 75 (hoje conhecido como rênio). Porém, àquela altura, o elemento rênio já havia sido descoberto oficialmente em 1925 e sido batizado.

Exercícios resolvidos sobre nihônio

Questão 1

O nihônio, símbolo Nh e número atômico 113, é um elemento químico que não pode ser encontrado na natureza, por conta de seu baixo tempo de meia-vida. O mais duradouro deles, o ²⁸⁶Nh, possui cerca de 9,5 segundos. Sabendo-se que meia-vida é o tempo necessário para que a quantidade da espécie caia pela metade, quantos segundos são necessários para que a quantidade do isótopo supracitado seja 1/16 da quantidade inicial?

A) 9,5

B) 19

C) 28,5

D) 38

E) 47,5

Resolução:

Alternativa D

A cada 9,5 segundos, a quantidade do isótopo cai pela metade. Assim, passados 9,5 segundos, sua quantidade é a metade da inicial. Mais 9,5 segundos, totalizando 19 segundos, a quantidade cai pela metade novamente, chegando a 1/4 da inicial.

Aos 28,5 segundos, decorrido mais um tempo de meia-vida, a quantidade cai mais uma vez pela metade, chegando a 1/8 da quantidade inicial. Por fim, após 38 segundos, a quantidade cai pela metade mais uma vez, chegando a 1/16 da quantidade inicial, conforme solicitado no enunciado. Assim, o tempo necessário é de 38 segundos.

Questão 2

Em 2003, iniciou-se a busca pelo elemento 113 no instituto Riken, no Japão. Nessa época, os cientistas conseguiram produzir o ²⁷⁸Nh por meio da fusão de átomos de zinco e bismuto.

Quantos nêutrons estão no isótopo citado?

A) 113

B) 278

C) 391

D) 170

E) 165

Resolução:

Alternativa E

O número de nêutrons pode ser calculado como:

A = Z + n

Em que A é o número de massa atômica, Z é o número atômico e n é o número de nêutrons. Substituindo os valores, temos:

278 = 113 + n

n = 278 – 113

n = 165

Por Stéfano Araújo Novais
Professor de Química