113. Nihonio

 

Hoy toca hablar sobre el nihonio (Nh), el elemento más japonés de la Tabla Periódica. Es otro de esos elementos super-pesados de laboratorio con los que hoy en día poco se puede hacer, pues son muy inestables y escasos. El que hoy nos ocupa tiene, aunque sea por poco tiempo, nada menos que 113 protones en su núcleo. Vamos allá. 

Ya sabes que lo interesante de estos elementos, más que el elemento en si, es la carrera entre los diferentes laboratorios por descubrirlo. Empezaron muy fuerte los americanos con los grandes Seaborg y Al Ghiorso a la cabeza, pero éstos se hicieron mayores y los rusos y los alemanes les ganaron terreno. Pero esta vez, la primera en Asia, en el año 2004, fue un equipo de científicos japoneses y chinos de los laboratorios RIKEN, Nishina Center for Accelerator-based science (RNC) los que se llevaron el pato al agua. El líder era Kosuke Morita, japonés nacido en 1957, graduado en la Universidad de Kyushu y trabajador en RIKEN desde el 84.  

Kosuke Morita con su elemento

Los científicos crearon el elemento número 113 fusionando átomos de zinc y de bismuto. Acelerando los primeros (en el acelerador de partículas de RIKEN) a un 10% de la velocidad de la luz. Esos proyectiles los estrellaron contra 16 pequeñas hojas de bismuto colocadas sobre un disco de 30 centímetros de diámetro al que hacían girar a más de 3000 revoluciones por minuto.  Casi nada.

Después de crear el escurridizo átomo, hay que separarlo para estudiarlo, claro. Eso lo consiguieron gracias a un aparato llamado GARIS, un separador de iones lleno de gas o GAs-filled Recoil Ion Separator, en inglés. Después, un grupo de detectores se dedicaban a medir las partículas alfa, comprobando sus energías y el momento exacto en el que aparecen. Así, pueden ir estudiando la secuencia de desintegraciones del árbol genealógico del elemento número 113. 

El GARIS, que separa los iones de 113 protones de otros elementos no deseados y los lleva a la cámara de detección.

Después de casi un año disparando átomos de zinc, por fin pudieron detectar un átomo de 113 protones y 165 neutrones. (Al año siguiente, ya en el 2005, detectarían un segundo átomo). Un experimento para el que hacía falta paciencia, desde luego (Dijeron que las posibilidades de lograr un átomo de nihonio en cada choque eran de 0.0000000000000000000000000001%, es decir, 10 elevado a -28%). Paciencia, como digo, y dinero, porque una hora del acelerador se paga a unos 1000 euros, con lo que, con el tiempo que estuvieron, un átomo de nihonio costaría 7´5 millones. INCREIBLE. No hay dinero en la Tierra para comprar un gramo de nihonio ahora mismo. (Bueno, ahora el nihonio se crea normalmente como producto de desintegración del elemento 115, moscovio.

El caso es que para estar seguros de tener las condiciones para crear el elemento número 113, el equipo de Morita tuvo que crear antes los elementos 108, 110, 111 y 112 (Hasio, darmstatio, roentgenio y copernicio) y estudiar bien sus cadenas de desintegración. Esto fue debido a que la IUPAC (Unión Internacional de Química Pura y Aplicada) no consideró suficiente las demostraciones del 2004 y 2005, según su informe del 2011. Tuvieron que estudiar bien esos átomos para estar seguros de que detectaban las partículas alfa correctas. 

Como he explicado en elementos anteriores, para detectar el 113, se deben buscar las partículas radiactivas que expulsa dicho elemento y su descendencia. El nihonio decae, emitiendo una partícula alfa con una energía determinada y en un momento concreto (en menos de una milésima de segundo), convirtiéndose en roentgenio, que a su vez decae, poco después, expulsando otra partícula alfa de características conocidas, pasando a ser meitnerio, después bohrio y después dubnio, que fue el último elemento detectado las dos primeras veces. No era suficiente para la IUPAC así que perseveraron, y aunque les costó más de 7 años, por fin consiguieron completar la cadena, viendo como del dubnio se pasó al lawrencio y, finalmente, al mendelevio. La cadena de desintegración había quedado perfectamente caracterizada y las 6 partículas alfa detectadas, por lo tanto, el descubrimiento estaba confirmado y la IUPAC reconoció a los de RIKEN como los descubridores del nuevo elemento. La IUPAC no estaba convencida con los experimentos del 2004 y 2005 llevados a cabo por los japoneses, pues en esa ocasión solo habían detectado 4 partículas alfa. Los alemanes en los años 90 lo habían intentado, sin resultados concluyentes. Los rusos y los americanos (en colaboración desde los laboratorios de Dubna) también (Ellos utilizaron americio y calcio), y antes que los nipones, en el 2003, pero no fue suficiente. También pudieron haberlo creado incluso antes, cuando intentaban lograr crear el elemento 114. Pero ya lo veremos cuando toque.  

Desintegraciones del Nihonio.

Estaba claro que los asiáticos habían sido los primeros en descubrir el elemento. Ahora tocaba ponerle nombre (hasta entonces se llamaba provisionalmente ununtrium). Lo llamaron en honor a su país, Japón, que en su idioma llaman Nihon. A mí personalmente me parece demasiado parecido a Niobio, y puede que Moritio hubiera molado más, pero qué sé yo. Decir que sí estuvieron a punto de llamarlo rikenio o japonio.  

El caso es que, como viene pasando con estos super-elementos, poco se sabe de él. El isótopo de mayor vida media es el Nh-286, que dura unos 10 segundos. Te puedes imaginar, y se va experimentando y comprobando (Y sobre todo teorizando) que es así, que el nihonio se parece física/químicamente a los elementos situados sobre él: Boro, aluminio, galio, indio y talio (Con algunas diferencias, claro, con unos u otros…).