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First study on Nihonium (Nh, Element 113) chemistry at TASCA

TASCAにおけるニホニウム(Nh, 113番元素)化学に関する初めての研究

Yakushev, A.*; Lens, L.*; D$"u$llmann, C. E.*; Block, M.*; 永目 諭一郎* ; 佐藤 哲也   ; 豊嶋 厚史*; 他42名*

Yakushev, A.*; Lens, L.*; D$"u$llmann, C. E.*; Block, M.*; Nagame, Yuichiro*; Sato, Tetsuya; Toyoshima, Atsushi*; 42 of others*

ニホニウム(Nh, 元素113)とフレロビウム(Fl, 元素114)は、7p軌道が占有されている最初の超重元素である。7p$$_{1/2}$$軌道と7p$$_{3/2}$$軌道の間の大きなスピン軌道分裂に由来する、相対論効果による7p$$_{1/2}$$軌道の安定化によって、Flの高い揮発性と化学的不活性が予測された。Nhのもつ7p$$_{1/2}$$の不対電子は、より高い化学反応性をもたらすと予想される。気相でのNh化学研究のための最初の実験的試みの結果とともに、Nhの化学反応性の理論的予測について説明する。実験結果から、Flと比較してNh原子の化学反応性が高いことがわかった。非常に反応性の高いFr同位体を用いて、新規に開発した検出器miniCOMPACTのテストを行ったところ、Nhの化学研究が可能であることを確認できた。

Nihonium (Nh, element 113) and flerovium (Fl, element 114) are the first superheavy elements in which the 7p shell is occupied. High volatility and inertness were predicted for Fl due to the strong relativistic stabilization of the closed 7p$$_{1/2}$$ sub-shell, which originates from a large spin-orbit splitting between the 7p$$_{1/2}$$ and 7p$$_{3/2}$$ orbitals. One unpaired electron in the outermost 7p$$_{1/2}$$ sub-shell in Nh is expected to give rise to a higher chemical reactivity. Theoretical predictions of Nh reactivity are discussed, along with results of the first experimental attempts to study Nh chemistry in the gas phase. The experimental observations verify a higher chemical reactivity of Nh atoms compared to its neighbor Fl and call for the development of advanced setups. First tests of a newly developed detection device miniCOMPACT with highly reactive Fr isotopes assure that effective chemical studies of Nh are within reach.

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パーセンタイル:65.02

分野:Chemistry, Multidisciplinary

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