鉨

鉨（Nihonium），是一種人工合成的化學元素，其化學符號為鉨，原子序數為113。鉨是一種放射性極強的超重元素及錒系後元素，所有同位素的半衰期都很短，非常不穩定，其最長壽的已知同位素是鉨-286，半衰期約10秒。在元素週期表中，鉨位於p區，是第7週期、第13族（硼族）的成員。

2003年，由俄羅斯與美國聯合組成的研究團隊在俄羅斯杜布納聯合原子核研究所（Joint Institute for Nuclear Research, JINR）首次探測到113號元素；2004年日本埼玉縣和光市的理化學研究所（理研）科學家團隊也有同樣發現。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團隊都認為他們是最初的發現者。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，因為他們判斷理研已經證明其比JINR團隊更早觀察到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，而這個名字源自「日本」的日語讀音（漢字：日本/平假名：にほん/羅馬字：nihon）。

目前科學家對鉨元素所知甚少，因為它產量稀少，且在合成出的幾秒鐘內就會衰變成其他同位素，目前已知壽命最長的鉨同位素半衰期為9.5秒。雖然鉨同位素壽命短暫，但仍比預計的要長得多。包括鉨在內的一些超重核素的壽命異常地長，原因可由穩定島理論解釋：隨著中子數的增加，越重的鉨同位素越接近理論上的「穩定島」，半衰期也從幾毫秒漸增到幾秒。

根據計算，鉨應該具有與其同族元素硼、鋁、鎵、銦和鉈相似的性質。除硼之外的所有13族元素都是後過渡金屬（貧金屬），而科學家預期鉨也是後過渡金屬。但計算也顯示出鉨和其同族元素有幾個主要差異；例如鉨在+1氧化態下應比+3態更穩定，就像鉈一樣，但在+1態，鉨應該表現得更像銀和砈，而不是鉈。2017年的初步實驗表明，鉨元素的揮發性並不大，其大部分化學性質目前尚未明瞭。

## 歷史

### 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。

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

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。

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

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（詳見𨨏）。

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。

由於日本科學家未充分觀察該元素轉化為其他元素的情形，因此這一發現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號元素，方法是利用加速器使鋅和鉍原子相互碰撞。

2015年12月，IUPAC和IUPAP宣布承認113號元素，並賦予日本理研優先命名權。

### 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，這是因為這個名稱會涉及Jap，一個貶低日本人的詞語，所以日本人拒絕使用此名稱。

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

Becquerium｜亨利·貝克勒，法國物理學家（此為俄羅斯提議的名字，原本是給110號元素的）

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，日本化學家小川正孝曾於1908年宣佈發現了第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，他所發現的是和43號元素同族的75號元素（即錸），而43號元素鎝則在1936年被人工合成出。

#### 中文名稱

此元素剛開始被譯為鈤，因為此元素的命名來源自日本的國家名稱，但是因為此名稱違反以西方讀音作為元素中文名稱的習慣，因此並沒有被採用，而由於鈮這名稱已經給了41號元素，所以有人提議以第二個音節來命名，命名為鋐（類似鈧元素的情況），但是由於中文名稱大多數都使用第一個音節，所以這個提議也沒有被採用。2017年1月15日，中華人民共和國全國科學技術名詞審定委員會聯合國家語言文字工作委員會組織化學、物理學、語言學界專家召開了113號、115號、117號、118號元素中文定名會，通過了將此元素命名為「鉨」（讀音同「你」）的方案。

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」。

「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」、「璽」的異體字。其對應簡化字「鉨」，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

目前已知的鉨同位素共有6個，質量數分別為278和282-286，全部都具有極高的放射性，半衰期極短，非常不穩定，且較重的同位素大多比較輕的同位素來的穩定，因為它們更接近穩定島的中心，其中最長壽的同位素為鉨-286，半衰期約12秒，也是目前發現最重的鉨同位素。其他半衰期超過一秒的同位素有鉨-285和未經證實的鉨-287及鉨-290。目前發現的鉨同位素都會發生α衰變形成錀的同位素，但有跡象表明鉨-284也能通過電子捕獲衰變成鎶-284。

## 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的標準電極電勢更高，預測達到 0.6 V，就如惰性的金屬，難以形成穩定的化學鍵，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）。

## 外部連結

- Uut and Uup Add Their Atomic Mass to Periodic Table
- Apsidium: Ununtrium 113 Uut
- Discovery of Elements 113 and 115
- Superheavy elements
- 3個目の113番元素の合成を新たな崩壊経路で確認，理化學研究所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