鉨

注意：本页有Unihan新版汉字：「鿔、鿬、鿭、𨨏、𫓧、𬭛」，這些字符可能會错误显示，詳见Unicode扩展汉字。

鉨 ₁₁₃Nh

氫（非金屬） 氦（惰性氣體） 鋰（鹼金屬） 鈹（鹼土金屬） 硼（類金屬） 碳（非金屬） 氮（非金屬） 氧（非金屬） 氟（鹵素） 氖（惰性氣體） 鈉（鹼金屬） 鎂（鹼土金屬） 鋁（貧金屬） 矽（類金屬） 磷（非金屬） 硫（非金屬） 氯（鹵素） 氬（惰性氣體） 鉀（鹼金屬） 鈣（鹼土金屬） 鈧（過渡金屬） 鈦（過渡金屬） 釩（過渡金屬） 鉻（過渡金屬） 錳（過渡金屬） 鐵（過渡金屬） 鈷（過渡金屬） 鎳（過渡金屬） 銅（過渡金屬） 鋅（過渡金屬） 鎵（貧金屬） 鍺（類金屬） 砷（類金屬） 硒（非金屬） 溴（鹵素） 氪（惰性氣體） 銣（鹼金屬） 鍶（鹼土金屬） 釔（過渡金屬） 鋯（過渡金屬） 鈮（過渡金屬） 鉬（過渡金屬） 鎝（過渡金屬） 釕（過渡金屬） 銠（過渡金屬） 鈀（過渡金屬） 銀（過渡金屬） 鎘（過渡金屬） 銦（貧金屬） 錫（貧金屬） 銻（類金屬） 碲（類金屬） 碘（鹵素） 氙（惰性氣體） 銫（鹼金屬） 鋇（鹼土金屬） 鑭（鑭系元素） 鈰（鑭系元素） 鐠（鑭系元素） 釹（鑭系元素） 鉕（鑭系元素） 釤（鑭系元素） 銪（鑭系元素） 釓（鑭系元素） 鋱（鑭系元素） 鏑（鑭系元素） 鈥（鑭系元素） 鉺（鑭系元素） 銩（鑭系元素） 鐿（鑭系元素） 鎦（鑭系元素） 鉿（過渡金屬） 鉭（過渡金屬） 鎢（過渡金屬） 錸（過渡金屬） 鋨（過渡金屬） 銥（過渡金屬） 鉑（過渡金屬） 金（過渡金屬） 汞（過渡金屬） 鉈（貧金屬） 鉛（貧金屬） 鉍（貧金屬） 釙（貧金屬） 砈（類金屬） 氡（惰性氣體） 鍅（鹼金屬） 鐳（鹼土金屬） 錒（錒系元素） 釷（錒系元素） 鏷（錒系元素） 鈾（錒系元素） 錼（錒系元素） 鈽（錒系元素） 鋂（錒系元素） 鋦（錒系元素） 鉳（錒系元素） 鉲（錒系元素） 鑀（錒系元素） 鐨（錒系元素） 鍆（錒系元素） 鍩（錒系元素） 鐒（錒系元素） 鑪（過渡金屬） 𨧀（過渡金屬） 𨭎（過渡金屬） 𨨏（過渡金屬） 𨭆（過渡金屬） 䥑（預測為過渡金屬） 鐽（預測為過渡金屬） 錀（預測為過渡金屬） 鎶（過渡金屬） 鉨（預測為貧金屬） 鈇（貧金屬） 鏌（預測為貧金屬） 鉝（預測為貧金屬） 鿬（預測為鹵素） 鿫（預測為惰性氣體） 鉈 ↑ 鉨 ↓ (Uht) 鎶 ← 鉨 → 鈇
概況
名稱·符號·序數	鉨（Nihonium）·Nh·113
元素類別	未知 可能為貧金屬
族·週期·區	13·7·p
標準原子質量	[286]
电子排布	[Rn] 5f14 6d10 7s2 7p1 （預測） 2, 8, 18, 32, 32, 18, 3 （預測） 鉨的电子層（2, 8, 18, 32, 32, 18, 3 （預測））
歷史
發現	日本理化學研究所（2004年）
物理性質
物態	固体（預測）
密度	（接近室温） 18（預測） g·cm−3
熔点	700 K，430 °C，810（預測） °F
沸點	1400 K，1100 °C，2000（預測） °F
汽化热	130（預測） kJ·mol−1
原子性質
氧化态	1, 2, 3, 5（預測）
电离能	第一：704.9（預測） kJ·mol−1
原子半径	170（預測） pm
共价半径	136（預測） pm
雜項
CAS号	54084-70-7
同位素
主条目：鉨的同位素 同位素 丰度 半衰期​（t1/2） 衰變 方式 能量​（MeV） 產物 286Nh syn 20 s α 9.63 282Rg 285Nh syn 5.5 s α 9.74, 9.48 281Rg 284Nh syn 0.48 s α 10.00 280Rg 283Nh syn 0.10 s α 10.12 279Rg 282Nh syn 70 ms α 10.63 278Rg 278Nh syn 0.24 ms α 11.68 274Rg

鉨（Nihonium，Nh）是一種人工合成化學元素，化學符號為Nh，原子序數為113。它具有極高的放射性，該元素最穩定的同位素鉨-286，其半衰期為10秒。在元素週期表中，鉨是過渡金屬中的P區元素，它是第7期和第13族（硼族）的成員。

鉨最初發現是2003年，由俄羅斯與美國合作在俄羅斯杜布納聯合原子核研究所（Joint Institute for Nuclear Research, JINR），且於2004年日本埼玉縣和光市的理化學研究所（理研）科學家團隊也有相關發現。 隨後幾年包含美國、德國、瑞典和中國工作的獨立科學家團隊，以及俄羅斯和日本的都認為他們是最初的發現者。於 2015年，IUPAC / IUPAP聯合工作組確認了該元素，並將該元素的發現和命名權分配給理研，因為它判斷他們已經證明他們在JINR團隊之前已經觀察到了113元素。理研團隊在2016年提出了nihonium的名稱，並於同年獲得批准，而這個名字是源自「日本」的日文讀音（nihon）。

關於鉨所知甚少，因為它製造產量稀少，至今合成出的只有14個，在幾秒鐘內就會衰變，目前壽命最長為20秒。但一些超重核素壽命異常的長，包括鉨同位素，由穩定島理論解釋。實驗能支持這一理論，隨著中子的加入和島的接近，確認的同位素的半衰期從幾毫秒增加到幾秒。據統計，鉨與其同系物硼、鋁、鎵、銦和鉈具有相似的性質。除硼之外的所有元素都是后過渡金屬，並且預期鉨也是后過渡金屬。它還應顯示出與它們有幾個主要差異；例如，在+1氧化數下，鉨應該比+3態更穩定，就像鉈一樣，但在+1態，鉨應該表現得更像銀而不是鉈。 2017年的初步實驗表明，元素鉨的揮發性不是很大，它的化學性質大部分尚未開發。

歷史

2016年森田浩介召開記者會，宣布Nh（鉨）元素命名成功

發現

2003年8月，科學家在鏌的衰變產物中首次探測到鉨。2004年2月1日，一個由俄羅斯杜布納聯合核研究所和美國勞倫斯利福摩爾國家實驗室聯合組成的研究小組發表了這一項發現。

$\,_{20}^{48}\mathrm {Ca} +\,_{95}^{243}\mathrm {Am} \to \,^{288,287}\mathrm {Mc} \to \,^{284,283}\mathrm {Nh} \$

2004年7月23日，日本理化學研究所（理研；RIKEN）的森田浩介使用²⁰⁹Bi和⁷⁰Zn之間的冷融合反應，探測到了一個²⁷⁸Nh原子。他們在2004年9月28日發表這項發現。

$\,_{30}^{70}\mathrm {Zn} +\,_{83}^{209}\mathrm {Bi} \to \,_{113}^{279}\mathrm {Nh} ^{*}\to \,_{113}^{278}\mathrm {Nh} +\,_{0}^{1}\mathrm {n}$

實驗結果在2004年得到證實，中國近代物理研究所探測到的²⁶⁶Bh衰變特性和日本理研所探測到的衰變活動特性相同（詳見𬭛）。

理研小組在2005年4月2日又合成了一個鉨原子，衰變數據與第一次的不同，但這可能是因為產生了穩定的同核異構體。

美俄合作小組對衰變產物²⁶⁸Db進行化學實驗，進一步證實了鉨的發現。鉨的α衰變鏈半衰期與實驗數據相符。

由于日本科学家未充分观察该元素转化为其他元素的情形，因此这一发现因證據不足而未被承認。日本理研於2012年9月26日第三次宣布合成出了113号元素，方法是利用加速器使锌和铋原子相互碰撞。

2015年12月，IUPAC和IUPAP宣布承认113号元素，并赋予日本理研优先命名权。

命名

Ununtrium（Uut）是IUPAC所賦予的臨時系統命名。研究科學家通常只稱之為“元素113”（或E113）。

命名提議

杜布納小組的Dmitriev和理研小組的森田浩介分別對命名Uut進行了提議。國際純粹與應用化學聯合會（IUPAC）及國際純粹與應用物理聯合會（IUPAP）的聯合工作小組將決定哪一方有權進行命名。2011年，IUPAC審核了兩方曾進行的實驗，認為實驗並未符合“發現元素”的標準。

2015年12月31日，理研取得本元素的命名權，並被IUPAC認為Uut符合「發現元素」標準，這也是首次由亞洲國家取得新元素命名權。本元素原本被預計命名為Japonium，符號Jp，跟日本的縮寫一樣，但此命名未被使用。

以下為曾經提議使用的名稱：

提議名稱	根據
Japonium	日本（Japan），小組所處的國家
Nihonium	日本的日語羅馬字拼法之一
Rikenium	理研（RIKEN），小組所處的研究所
Nishinanium	仁科芳雄，日本物理學家

2016年6月8日，IUPAC宣佈計劃根據理化學研究所的建議將113號元素命名為「Nihonium」，符號為Nh。此名稱於2016年11月28日正式獲得認可。

此外，1908年，日本化學家小川正孝宣佈發現了第43號元素，並將其命名為「Nipponium」（Np），以紀念其本國日本（Nippon）。然而，後來的分析則指出，他所發現的是75號元素，而非43（即鍀）。

中文名称

Nihonium的簡體中文命名

2017年1月15日，中華人民共和國全国科学技术名词审定委员会联合国家语言文字工作委员会组织化学、物理学、语言学界专家召开了113号、115号、117号、118号元素中文定名会，通過了將此元素命名為「鉨」的方案。方案需经上报教育部批准后正式公布。

2017年4月5日，中華民國國家教育研究院的化學名詞審譯委員會審譯修正通過之「化學元素一覽表」將此元素命名為「鉨」，音同「你」。

「鉨」字已收錄在統一碼漢字基本區中，碼位為U+9268。該字有「絡絲」、「絡絲之具」兩意，並兼為繁體字「鑷（niè）」、「璽（xǐ）」的異體字。其對應簡化字「鿭」，已於2018年6月5日正式加入統一碼11.0中，碼位為U+9FED。

同位素與核特性

核合成

能產生Z=113复核的目標、發射體組合

下表列出各種可用以產生113號元素的目標、發射體組合。

目標	發射體	CN	結果
208Pb	71Ga	279Nh	尚未嘗試
209Bi	70Zn	279Nh	反應成功
232Th	51V	283Nh	尚未嘗試
238U	45Sc	283Nh	尚未嘗試
237Np	48Ca	285Nh	反應成功
244Pu	41K	285Nh	尚未嘗試
243Am	40Ar	283Nh	尚未嘗試
248Cm	37Cl	285Nh	尚未嘗試
249Bk	36S	285Nh	尚未嘗試
249Cf	31P	280Nh	尚未嘗試

冷聚變

²⁰⁹Bi(⁷⁰Zn,xn)^279-xNh (x=1)

德國重離子研究所小組在1998年首次嘗試合成鉨，使用了以上的冷聚變反應。在兩次實驗中，他們均沒有發現任何原子，計算出的截面為900 fb。他們在2003年重複進行實驗，並將截面下降至400 fb。2003年末，日本理研小組利用充氣反沖核分離器進行了以上反應，截面達到140 fb。2003年12月至2004年8月，他們進行了長度為8個月的離子輻射，並把敏感度提高到51 fb。這時他們探測到一個²⁷⁸Nh原子。在2005年，他們幾次重複實驗，並再發現一個原子。經過計算，兩個原子的截面為有記錄以來最低的31 fb。2006年重複的實驗並未發現更多的原子，因此目前的產量值只有23 fb。

熱聚變

²³⁷Np(⁴⁸Ca,xn)^285-xNh (x=3)

2006年6月，美俄合作小組通過²³⁷Np和⁴⁸Ca間的熱聚變反應直接合成了鉨。實驗發現了兩個²⁸²Nh原子，截面為900 fb。

作為衰變產物

科學家也曾在镆和鿬的衰變產物中探測到鉨。

同位素發現時序

同位素	發現年份	核反應
278Nh	2004年	209Bi(70Zn,n)
279Nh	未知
280Nh	未知
281Nh	未知
282Nh	2006年	237Np(48Ca,3n)
283Nh	2003年	243Am(48Ca,4n)
284Nh	2003年	243Am(48Ca,3n)
285Nh	2009年	249Bk(48Ca,4n)
286Nh	2009年	249Bk(48Ca,3n)

同位素產量

下表列出直接合成鉨的核聚變反應的截面和激發能量。粗體數據代表從激發函數算出的最大值。+代表觀測到的出口通道。

冷聚變

發射體	目標	CN	1n	2n	3n
70Zn	209Bi	279Nh	23 fb

熱聚變

發射體	目標	CN	3n	4n	5n
48Ca	237Np	285Nh	0.9 pb, 39.1 MeV

理論計算

蒸發殘留物截面

下表列出各種目標-發射體組合，並給出最高的預計產量。

DNS = 雙核系統； σ = 截面

目標	發射體	CN	通道（產物）	σmax	模型	參考資料
209Bi	70Zn	279Nh	1n (278113)	30 fb	DNS
237Np	48Ca	285Nh	3n (282113)	0.4 pb	DNS

化學屬性

推算的化學屬性

氧化態

鉨預計將為7p系第1個元素，並是元素週期表中13 (IIIA)族最重的成員，位於鉈之下。這一族的氧化態為+III，但由於相對論，7s軌域的穩定性會造成惰性電子對效應，因此它只形成穩定的+I態，Nh⁺/Nh的标准电极电势更高，預測達到 0.6 V，就如惰性的金屬，難以形成稳定的化學鍵，與銠和釕一樣不易發生反應。

化學特性

鉨的化學特性能從鉈的特性中推算出來。因此，它應該會形成Nh₂O、NhF、NhCl、NhBr和NhI。但如果能達到+III態，鉨則應只能形成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）。

參見

• 鉨的同位素
• 穩定島

外部連結

• 元素鉨在洛斯阿拉莫斯国家实验室的介紹（英文）
• EnvironmentalChemistry.com —— 鉨（英文）
• 元素鉨在The Periodic Table of Videos（諾丁漢大學）的介紹（英文）
• 元素鉨在Peter van der Krogt elements site的介紹（英文）
• WebElements.com – 鉨（英文）
• Uut and Uup Add Their Atomic Mass to Periodic Table （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• Apsidium: Ununtrium 113 Uut
• Discovery of Elements 113 and 115
• Superheavy elements （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• 3個目の113番元素の合成を新たな崩壊経路で確認，理化学研究所2012年9月25日／相關中文新聞：日研究人員稱第三次合成113號元素，新華社2012年9月27日