நிகோனியம் அறிமுகம்
நிகோனியம் (Nh) என்பது 113 அணு எண் கொண்ட ஒரு செயற்கை வேதியியல் தனிமம் ஆகும். இது ஒரு மீகனமான தனிமம் ஆகும், அதாவது இது பூமியில் இயற்கையாகக் காணப்படுவதில்லை, மேலும் சிறப்பு ஆய்வகங்களில் மட்டுமே செயற்கையாக உருவாக்க முடியும். ஜப்பானிய மொழியில் ஜப்பானுக்கான இரண்டு வார்த்தைகளில் ஒன்றான “நிஹோன்” என்பதிலிருந்து இதன் பெயர் உருவானது, ஜப்பானில் உள்ள RIKEN நிஷினா முடுக்கி அடிப்படையிலான அறிவியல் மையத்தின் (RIKEN Nishina Center for Accelerator-Based Science) பங்களிப்புகளை அங்கீகரிக்கும் வகையில் இது கண்டுபிடிக்கப்பட்டது.
இயற்பியல் மற்றும் வேதியியல் பண்புகள்
நிகோனியம் கால அட்டவணையில் 13 ஆம் குழுவில், தாலியத்திற்கு (Tl) கீழே அமைந்துள்ளது. அதன் நிலையின் அடிப்படையில், இது ஒரு p-தொகுதி டிரான்ஸ்ஆக்டினைடு தனிமமாக வகைப்படுத்தப்படுகிறது. நிகோனியம் உலோகப் பண்புகளைக் கொண்டிருக்கும் என்றும் போரான் குழுவைச் சேர்ந்தது என்றும் விஞ்ஞானிகள் கணிக்கின்றனர், இதில் அலுமினியம், காலியம் மற்றும் இண்டியம் போன்ற தனிமங்கள் அடங்கும், அவை இந்தியா போன்ற நாடுகளில் பல்வேறு தொழில்துறை பயன்பாடுகளில் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
கோட்பாட்டு கணக்கீடுகள் நிகோனியம் +1 மற்றும் +3 ஆக்சிஜனேற்ற நிலைகளில் இருக்கும் என்று கூறுகின்றன. மிக கனமான தனிமங்களுக்குப் பெருகிய முறையில் முக்கியத்துவம் பெறும் சார்பியல் விளைவுகள் (relativistic effects) காரணமாக, +1 ஆக்சிஜனேற்ற நிலை +3 ஆக்சிஜனேற்ற நிலையை விட நிலையானதாக இருக்கும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது, இது தாலியத்தைப் போன்றது. இருப்பினும், அதன் மிகக் குறுகிய ஆயுட்காலம் காரணமாக, இந்த பண்புகள் கோட்பாட்டு ரீதியானவை, மேலும் நேரடி சோதனை இரசாயன ஆய்வுகள் சாத்தியப்படவில்லை.
நீர் மற்றும் காற்றுடன் வினைத்திறன்
அதன் அறியப்பட்ட ஐசோடோப்புகளின் (மில்லி விநாடிகள் முதல் விநாடிகள் வரை) நம்பமுடியாத குறுகிய அரை ஆயுட்காலம் காரணமாக, நிகோனியம் அணுக்கள் மிகக் குறுகிய காலத்திற்கு மட்டுமே இருப்பதால், பெரிய அளவில் திரட்ட முடியாது. இதன் விளைவாக, நீர் அல்லது காற்று போன்ற பொதுவான பொருட்களுடன் அதன் வினைத்திறனை சோதனை ரீதியாக கவனிக்கவோ அல்லது அளவிடவோ முடியாது. இது உருவானவுடன் கிட்டத்தட்ட உடனடியாக சிதைகிறது. இது நிலையானதாக இருந்திருந்தால், அதன் உலோகத் தன்மை மற்றும் 13 ஆம் குழுவில் உள்ள நிலை காரணமாக இது காற்றுடன் (ஒரு ஆக்சைடை உருவாக்குகிறது) அல்லது நீருடன் வினைபுரியக்கூடும் என்று கருதலாம், ஆனால் அதன் உள்ளார்ந்த நிலையற்ற தன்மை காரணமாக இது முற்றிலும் கற்பனையாகவே உள்ளது.
பாதுகாப்பு விவரம்: நச்சுத்தன்மை, கதிரியக்கத்தன்மை மற்றும் எரியக்கூடிய தன்மை
நிகோனியத்தின் அறியப்பட்ட அனைத்து ஐசோடோப்புகளும் மிகவும் கதிரியக்கமானவை. இந்த தீவிர கதிரியக்கத்தன்மை அதன் மிக முக்கியமான பண்பு மற்றும் தனிமத்துடன் தொடர்புடைய முதன்மை ஆபத்து ஆகும். நிகோனியம் அணுக்கருக்கள் ஆல்ஃபா சிதைவு அல்லது தன்னிச்சையான பிளவு மூலம் விரைவாக இலகுவான தனிமங்களாக மாறுகின்றன.
நிகோனியத்திற்கான நச்சுத்தன்மை என்ற கருத்து பெரும்பாலும் கல்வி ரீதியானது. மற்ற கனமான உலோகங்களைப் போலவே, இது கணிசமான அளவில் உட்கொள்ளப்பட்டால் அல்லது உடலில் உறிஞ்சப்பட்டால் கோட்பாட்டு ரீதியாக நச்சுத்தன்மை கொண்டதாக இருக்கும், ஆனால் அதன் தீவிர நிலையற்ற தன்மை அத்தகைய வெளிப்பாடு சாத்தியமற்றது என்பதைக் குறிக்கிறது. அதன் சிதைந்து வரும் அணுக்களால் வெளிப்படும் கதிர்வீச்சுதான் முக்கிய கவலையாக இருக்கும், அதன் இரசாயன நச்சுத்தன்மை அல்ல.
நிகோனியம் எரியக்கூடியதாக கருதப்படவில்லை. கரிம சேர்மங்களைப் போல உலோகங்கள் பொதுவாக எரியக்கூடிய தன்மையைக் காட்டுவதில்லை. ஆக்ஸிஜனுடன் ஏற்படக்கூடிய எந்தவொரு வினையும் ஒரு ஆக்சிஜனேற்ற செயல்முறையாகும், எரியும் செயல்முறை அல்ல.
குறிப்பிடத்தக்க இடைவினைகள் அல்லது “வினைகள்”
நிகோனியம் சம்பந்தப்பட்ட எந்த இரசாயன வினைகளும் இதுவரை கவனிக்கப்படவோ அல்லது ஆய்வு செய்யப்படவோ இல்லை என்பதை தெளிவுபடுத்துவது முக்கியம். தனிமத்தின் தற்காலிக இருப்பு, அணுக்கள் எலக்ட்ரான் மறுசீரமைப்பு மூலம் சேர்மங்களை உருவாக்கும் எந்தவொரு பாரம்பரிய இரசாயன சோதனையையும் தடுக்கிறது.
நிகோனியத்துடன் தொடர்புடைய மிக முக்கியமான “வினை” என்பது அணுக்கரு இணைவு மூலம் அதன் தொகுப்பு ஆகும், இது அணுக்கருக்கள் இணையும் ஒரு செயல்முறையாகும். உதாரணமாக, நிகோனியத்தின் ஐசோடோப்புகள் ஆரம்பத்தில் பிஸ்மத்-209 ($^{209}$Bi) இலக்கை துரிதப்படுத்தப்பட்ட துத்தநாகம்-70 ($^{70}$Zn) அயனிகளால் மோதி உருவாக்கப்பட்டது. இந்த செயல்முறை அணுக்கருக்களின் இணைவுக்கு வழிவகுக்கிறது, அதைத் தொடர்ந்து நியூட்ரான்கள் வெளியேற்றப்பட்டு, ஒரு நிகோனியம் ஐசோடோப்பை உருவாக்குகிறது. அதன் தொகுப்புக்கு பயன்படுத்தப்படும் ஒரு பிரதிநிதி அணுக்கரு வினை பின்வருமாறு காட்டப்படலாம்:
$^{209}{83}\text{Bi} + ^{70}{30}\text{Zn} \rightarrow ^{278}_{113}\text{Nh} + 1\text{n}$
இந்த சமன்பாடு ஒரு அணுக்கரு இணைவு நிகழ்வை விளக்குகிறது, இதில் பிஸ்மத் மற்றும் துத்தநாக அணுக்கருக்கள் இணைந்து ஒரு மீகனமான நிகோனியம் அணுக்கருவை உருவாக்குகின்றன, மேலும் ஒரு நியூட்ரான் வெளியேற்றப்படுகிறது. இது ஒரு அணுக்கரு செயல்முறையாகும், இரசாயன பிணைப்புகளின் உருவாக்கம் அல்லது உடைப்பு சம்பந்தப்பட்ட இரசாயன வினை அல்ல.