निहोनियमची ओळख
निहोनियम (Nh) हे अणुक्रमांक ११३ असलेले एक कृत्रिम रासायनिक मूलद्रव्य आहे. हे एक अतिजड मूलद्रव्य आहे, याचा अर्थ ते पृथ्वीवर नैसर्गिकरित्या आढळत नाही आणि केवळ विशेष प्रयोगशाळांमध्ये कृत्रिमरित्या तयार केले जाऊ शकते. त्याचे नाव “निहोन” या जपानसाठी वापरल्या जाणाऱ्या दोन जपानी शब्दांपैकी एकातून आले आहे, ज्यामध्ये जपानमधील RIKEN निशिना सेंटर फॉर ॲक्सिलरेटर-बेस्ड सायन्सच्या योगदानाची दखल घेतली आहे, जिथे ते शोधले गेले.
भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्म
निहोनियम आवर्त सारणीच्या गट १३ मध्ये, थॅलियम (Tl) च्या अगदी खाली स्थित आहे. त्याच्या स्थानानुसार, ते p-ब्लॉक ट्रान्सॲक्टिनाइड मूलद्रव्य म्हणून वर्गीकृत केले जाते. शास्त्रज्ञांचा अंदाज आहे की निहोनियम धातूसारखे गुणधर्म दर्शवेल आणि बोरॉन गटाशी संबंधित असेल, ज्यात ॲल्युमिनियम, गॅलियम आणि इंडियमसारख्या मूलद्रव्यांचा समावेश आहे, जे भारतासारख्या देशांमध्ये विविध औद्योगिक उपयोगांमध्ये सामान्यतः वापरले जातात.
सैद्धांतिक गणितानुसार निहोनियम बहुधा +१ आणि +३ ऑक्सिडेशन स्थितींमध्ये अस्तित्वात असेल. सापेक्षतावादी परिणामांमुळे (relativistic effects), जे खूप जड मूलद्रव्यांसाठी अधिक महत्त्वाचे बनतात, +१ ऑक्सिडेशन स्थिती +३ ऑक्सिडेशन स्थितीपेक्षा अधिक स्थिर असण्याची अपेक्षा आहे, थॅलियमसारखेच. तथापि, त्याच्या अत्यंत कमी आयुर्मानामुळे, हे गुणधर्म सैद्धांतिक आहेत आणि कोणतेही थेट प्रायोगिक रासायनिक अभ्यास शक्य झालेले नाहीत.
पाणी आणि हवेसोबतची प्रतिक्रियाशीलता
त्याच्या ज्ञात समस्थानिकांचे (isotopes) अत्यंत कमी अर्धायुष्य (millisecond ते second पर्यंत) पाहता, निहोनियम अणू इतक्या कमी कालावधीसाठी अस्तित्वात असतात की त्यांचे स्थूल प्रमाणात संचय (macroscopic quantities) होऊ शकत नाही. परिणामी, पाणी किंवा हवेसारख्या सामान्य पदार्थांशी त्याची प्रतिक्रियाशीलता प्रायोगिकरित्या पाहिली किंवा मोजली जाऊ शकत नाही. ते तयार झाल्यावर जवळजवळ त्वरितच विघटित होते. जर ते स्थिर असते, तर त्याचे धातूचे स्वरूप आणि गट १३ मधील स्थान असे सूचित करेल की ते हवेबरोबर (ऑक्साईड तयार करून) किंवा पाण्याबरोबर प्रतिक्रिया देऊ शकते, परंतु त्याच्या अंगभूत अस्थिरतेमुळे हे पूर्णपणे गृहितकच राहते.
सुरक्षितता प्रोफाइल: विषारीपणा, किरणोत्सर्गीता आणि ज्वलनशीलता
निहोनियमचे सर्व ज्ञात समस्थानिक अत्यंत किरणोत्सर्गी आहेत. ही अत्यंत किरणोत्सर्गीता हे त्याचे सर्वात निश्चित वैशिष्ट्य आणि मूलद्रव्याशी संबंधित प्राथमिक धोका आहे. निहोनियमचे केंद्रक वेगाने अल्फा क्षय (alpha decay) किंवा उत्स्फूर्त विखंडन (spontaneous fission) होऊन हलक्या मूलद्रव्यांमध्ये रूपांतरित होतात.
निहोनियमसाठी विषारीपणाची संकल्पना मोठ्या प्रमाणात केवळ सैद्धांतिक आहे. इतर जड धातूं प्रमाणेच, जर ते मोठ्या प्रमाणात शरीरात घेतले किंवा शोषले गेले तर ते सैद्धांतिकरित्या विषारी असेल, परंतु त्याच्या अत्यंत अस्थिरतेमुळे असे संपर्क (exposure) अशक्य आहे. मुख्य चिंता त्याच्या क्षय पावणाऱ्या अणूंमधून उत्सर्जित होणाऱ्या किरणोत्सर्गाची असेल, त्याच्या रासायनिक विषारीपणाची नाही.
निहोनियम ज्वलनशील मानले जात नाही. सेंद्रिय संयुगांसारख्या पद्धतीने धातू सामान्यतः ज्वलनशीलता दर्शवत नाहीत. ऑक्सिजनसोबतची कोणतीही संभाव्य प्रतिक्रिया ही ऑक्सिडेशन प्रक्रिया असेल, ज्वलन नव्हे.
उल्लेखनीय आंतरक्रिया किंवा “प्रतिक्रिया”
हे स्पष्ट करणे महत्त्वाचे आहे की निहोनियमच्या रासायनिक प्रतिक्रिया कधीही पाहिल्या किंवा अभ्यासल्या गेल्या नाहीत. मूलद्रव्याचे क्षणिक अस्तित्व कोणत्याही पारंपरिक रासायनिक प्रयोगांना प्रतिबंध करते, जिथे अणू इलेक्ट्रॉनच्या पुनर्रचनाद्वारे संयुगे तयार करण्यासाठी संवाद साधतात.
निहोनियमशी सर्वात संबंधित “प्रतिक्रिया” म्हणजे अणुसंलयन (nuclear fusion) द्वारे त्याचे संश्लेषण, ही एक प्रक्रिया आहे जिथे अणू केंद्रके एकत्र येतात. उदाहरणार्थ, निहोनियमचे समस्थानिक सुरुवातीला बिस्मथ-२०९ ($^{209}$Bi) च्या लक्ष्यावर वेगवान झिंक-७० ($^{70}$Zn) आयनचा मारा करून तयार केले गेले. या प्रक्रियेमुळे केंद्रकांचे संलयन होते, त्यानंतर न्यूट्रॉनचे उत्सर्जन होते, ज्यामुळे निहोनियम समस्थानिक तयार होते. त्याच्या संश्लेषणासाठी वापरलेली प्रातिनिधिक अणुप्रक्रिया (nuclear reaction) खालीलप्रमाणे दर्शविली जाऊ शकते:
$^{209}{83}\text{Bi} + ^{70}{30}\text{Zn} \rightarrow ^{278}_{113}\text{Nh} + 1\text{n}$
हे समीकरण अणुसंलयन घटना दर्शवते, जिथे बिस्मथ आणि झिंकचे केंद्रक एकत्र येऊन एक अतिजड निहोनियम केंद्रक तयार करतात आणि एक न्यूट्रॉन उत्सर्जित होतो. ही एक अणुप्रक्रिया आहे, रासायनिक बंध तयार होणे किंवा तुटण्याशी संबंधित रासायनिक प्रतिक्रिया नाही.