Nh · Élément 113 · Métal post-transitionnel
Le premier élément découvert et nommé par une équipe de recherche asiatique.
Structure
Il ne s’agit pas d’un diagramme de points sur des anneaux — mais d’un échantillon de Monte-Carlo de la véritable densité de probabilité |ψ|² pour chaque sous-couche occupée. Faites glisser pour faire pivoter. Le bleu et le violet indiquent les signes opposés de la fonction d’onde, ce qui rend la liaison possible.
Valeurs mesurées
Chaque barre indique où se situe le nihonium parmi les 118 éléments pour cette propriété.
Sources : masses atomiques standard de l’IUPAC 2021 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. Les valeurs marquées ~ sont prédites plutôt que mesurées.
Même élément, neutrons différents
Tous les atomes de nihonium ont le même nombre de protons, 113, et ne diffèrent que par leur nombre de neutrons : ces variantes sont ses isotopes. Aucun n’est stable. L’isotope connu de plus longue durée de vie, Nh-286, a 173 neutrons et une demi-vie de 9,5 s.
| ISOTOPE | Neutrons | Abondance naturelle | Demi-vie | Mode de désintégration |
|---|---|---|---|---|
| Nh-282 | 169 | — | ~0,07 s | α |
| Nh-284 | 171 | — | 0,97 s | α |
| Nh-285 | 172 | — | 0,93 s | α, SF |
| Nh-286 la plus longue durée de vie | 173 | — | 9,5 s | α |
| Nh-290 | 177 | — | ~2 s | α, SF |
Les tableaux périodiques indiquent 284 pour le nihonium : c’est le nombre de masse d’un isotope à longue durée de vie, pas une moyenne. La masse moins le numéro atomique donne donc 171, le nombre de neutrons de Nh-284.
Modes de désintégration
~ signale une demi-vie dont l’incertitude publiée dépasse la valeur elle-même.
Données : IAEA Nuclear Data Section, LiveChart of Nuclides, évaluations des états fondamentaux, consultées le 10 octobre 2026. L’abondance est la part des atomes dans l’élément naturel ; un tiret signifie que l’isotope n’a pas d’abondance naturelle de référence.
Taille, à l’échelle
Rayon de 247 pm — soit 0,247 nm ; il en faudrait donc environ 2,02 millions côte à côte pour couvrir un millimètre.
Plage thermique
Entre 700 K et 1400 K, le nihonium est liquide : une plage de 700 K.
Où il se trouve
Dans le tableau, le nihonium occupe la période 7, groupe 13. Tous les éléments du groupe 13 possèdent le même nombre d’électrons externes, ce qui explique qu’ils se comportent de manière si similaire.
Autres métaux post-transitionnels
Tous les métaux post-transitionnelsL’histoire
Le premier élément découvert et nommé par une équipe de recherche asiatique.
Réalisation historique : Le nihonium est devenu le premier élément chimique découvert par le Japon, représentant une réalisation monumentale pour la science japonaise et étant reconnu comme l’une des découvertes scientifiques les plus importantes du XXIe siècle.
Direction du RIKEN : L’équipe de découverte, dirigée par Kosuke Morita au centre Nishina du RIKEN pour la science fondée sur les accélérateurs, a consacré près d’une décennie à perfectionner les techniques de synthèse nécessaires à la création de cet élément superlourd. Leur persévérance après des années de tentatives infructueuses illustre le dévouement scientifique.
Expériences décisives : Entre 2004 et 2012, l’équipe a créé avec succès trois atomes de nihonium en bombardant des cibles de Bismuth-209 avec des ions de Zinc-70 dans son accélérateur linéaire. Chaque synthèse réussie a nécessité des mois de fonctionnement continu et un étalonnage précis des conditions expérimentales.
Reconnaissance internationale : L’Union internationale de chimie pure et appliquée (IUPAC) a officiellement reconnu la découverte du RIKEN en 2015, accordant au Japon l’honneur de nommer l’élément 113. Le nom « nihonium » dérive de « Nihon », le mot japonais désignant le Japon.
Innovation technologique : La découverte a nécessité la mise au point de nouveaux systèmes de détection capables d’identifier des atomes isolés parmi des milliards de particules de fond. Ces innovations ont fait progresser l’instrumentation de la physique nucléaire et les techniques d’analyse des données dans le monde entier.
Impact scientifique mondial : La découverte du nihonium a validé les prédictions théoriques concernant la synthèse des éléments superlourds et ouvert de nouvelles voies pour explorer les limites du tableau périodique. Cette réalisation a stimulé la collaboration internationale dans la recherche sur les éléments superlourds.
Importance culturelle : Au-delà de son importance scientifique, le nihonium représente la contribution du Japon aux connaissances fondamentales de l’humanité, suscitant la fierté envers les capacités scientifiques japonaises et motivant les futures générations de chercheurs.
Applications
Recherche en physique nucléaire : Le nihonium constitue une étape cruciale pour comprendre la synthèse des éléments superlourds et leurs modes de désintégration. Il a été produit pour la première fois en bombardant des cibles de bismuth-209 avec des ions de zinc-70, et il se forme aussi lors de la désintégration du moscovium produit à partir d’américium-243 et de calcium-48, ce qui fournit des informations sur les mécanismes des réactions nucléaires à de très hautes énergies.
Études de l’îlot de stabilité : En tant qu’élément 113, le nihonium occupe une position stratégique à l’approche de l’« îlot de stabilité » théorisé, où les éléments superlourds pourraient exister pendant des périodes plus longues. Les recherches cherchent à déterminer si le nihonium présente une stabilité accrue par rapport aux éléments voisins, ce qui pourrait valider les prédictions théoriques concernant les fermetures de couches nucléaires.
Études de chimie fondamentale : Malgré sa courte demi-vie, la recherche sur le nihonium contribue à comprendre comment les effets relativistes influencent les liaisons chimiques dans les éléments superlourds. Les calculs théoriques suggèrent que le nihonium pourrait se comporter de manière similaire au Thallium, mais avec des écarts importants dus aux contractions relativistes des orbitales électroniques.
Technologie avancée de détection : La création de nihonium nécessite des systèmes de détection de particules avancés et des techniques sophistiquées d’analyse des données. Ces avancées technologiques renforcent nos capacités en instrumentation nucléaire, au bénéfice de domaines allant de l’imagerie médicale à la science des matériaux.
Collaboration scientifique internationale : La recherche sur le nihonium illustre la coopération scientifique mondiale, avec des équipes du RIKEN (Japon), du GSI (Allemagne) et d’autres institutions qui partagent leurs connaissances et leurs ressources pour repousser les limites de la synthèse des éléments.
Impact éducatif : En tant que premier élément découvert par le Japon, le nihonium inspire de nouvelles générations de scientifiques et montre comment une recherche persévérante peut atteindre des objectifs apparemment impossibles, encourageant la poursuite de l’exploration de l’inconnu.
Expériences avec des accélérateurs de particules : Le nihonium n’existe que dans des installations de recherche hautement spécialisées équipées d’accélérateurs linéaires et de systèmes de faisceaux d’ions. Ces expériences nécessitent des mois de bombardement continu pour produire seulement quelques atomes, ce qui fait de chaque création une réalisation scientifique importante.
Études de la désintégration nucléaire : Les scientifiques utilisent le nihonium pour étudier les chaînes de désintégration alpha et les fragments de fission, fournissant des données sur la stabilité nucléaire et les forces qui maintiennent les noyaux atomiques ensemble. Chaque atome de nihonium qui se désintègre fournit des informations précieuses sur le comportement des éléments superlourds.
Validation des modèles théoriques : Le nihonium sert de banc d’essai aux modèles de mécanique quantique de la structure atomique, notamment aux théories concernant le comportement des orbitales électroniques sous des charges nucléaires très élevées et dans des conditions relativistes.
Développement d’instruments avancés : La création et la détection du nihonium stimulent l’innovation dans les technologies de détection des particules, les systèmes de mesure du temps et les méthodes d’acquisition des données, qui profitent à la recherche scientifique au sens large.
Coordination de la recherche internationale : Les expériences sur le nihonium nécessitent une coordination entre plusieurs institutions de recherche, favorisant la collaboration et le partage des connaissances au sein de la communauté scientifique mondiale.
Potentiel d’applications futures : Bien qu’il soit actuellement limité à la recherche, la compréhension des propriétés du nihonium contribue à l’objectif à long terme de découvrir des éléments superlourds stables susceptibles d’avoir des applications pratiques dans les technologies avancées.
D’où il vient
0 mg/kg de la croûte terrestre · plus abondant que 0 % des éléments
Absence naturelle : Le nihonium n’a jamais été observé dans la nature. Son noyau atomique contient 113 protons, ce qui le rend bien trop instable pour subsister dans la nature.
Création artificielle uniquement : Chaque atome de nihonium connu a été créé artificiellement dans des accélérateurs de particules par des réactions de fusion nucléaire. Le processus consiste à accélérer des ions de zinc-70 à des énergies extrêmement élevées et à les diriger vers des cibles de bismuth-209, une réaction si lente que le RIKEN n’a détecté que trois atomes en neuf ans.
Absence cosmique : La question de savoir si le processus r des fusions d’étoiles à neutrons produit brièvement des noyaux de nihonium reste ouverte ; aucun ne pourrait subsister. La courte demi-vie de l’élément signifie que tout nihonium formé se désintégrerait avant d’être détecté.
Existence exclusivement en laboratoire : L’accélérateur linéaire du RIKEN au Japon a produit les atomes qui ont établi la découverte, tandis que bien d’autres atomes de nihonium sont issus des chaînes de désintégration du moscovium à l’Institut unifié de recherches nucléaires de Doubna. Ses isotopes durent d’environ une milliseconde à une dizaine de secondes avant de subir une désintégration alpha, ce qui rend son étude extrêmement difficile.
Instabilité nucléaire : La nature synthétique du nihonium découle de l’instabilité fondamentale des noyaux atomiques lourds. Lorsque le nombre de protons augmente, la répulsion électromagnétique entre les protons prend le dessus sur la force nucléaire forte qui maintient le noyau uni.
Potentiel de synthèse future : Les technologies avancées d’accélérateurs de particules pourraient à terme permettre une production plus efficace du nihonium, mais l’élément restera toujours synthétique en raison de son instabilité nucléaire intrinsèque.
Manipulation
Le nihonium est radioactif. Il ne possède aucun isotope stable : chaque noyau se désintègre. Sa manipulation exige un blindage et des autorisations appropriés.
Production atome par atome : Le nihonium n’est produit que dans des accélérateurs d’ions lourds. Les atomes n’ont jamais été produits qu’un par un, et aucune quantité pesable n’a jamais existé.
Demi-vies : Ses isotopes se désintègrent principalement par émission alpha, avec des demi-vies allant d’environ 1,4 milliseconde (nihonium-278) à environ 10 secondes (nihonium-286).
Aucune dose significative : Les particules alpha ne peuvent pas traverser la couche externe de la peau et ne pourraient endommager les tissus que depuis l’intérieur du corps, et des atomes produits un par un sont bien trop peu nombreux pour délivrer une dose significative.
Où sont les dangers : Les dangers de ces recherches viennent de l’expérience, pas de l’élément : le faisceau de l’accélérateur, les cibles radioactives et les équipements activés, ainsi que les déchets qu’ils produisent, gérés comme déchets radioactifs selon les règles nationales de radioprotection.
Protection des travailleurs : Le personnel applique les règles habituelles de radioprotection professionnelle : limites annuelles de dose, suivi dosimétrique individuel et maintien des doses au niveau le plus bas raisonnablement possible. Les travailleurs de moins de 18 ans sont soumis à des limites de dose bien plus basses que les adultes : un dixième des limites applicables aux adultes selon les règles de la Commission de réglementation nucléaire des États-Unis (10 CFR 20.1207), et 1 mSv par an dans les laboratoires du Département de l’Énergie des États-Unis (10 CFR 835.207). Une travailleuse qui déclare sa grossesse est limitée à 5 mSv pour le fœtus sur l’ensemble de la grossesse (10 CFR 20.1208 et 835.206).
Pour aller plus loin
Réponses rapides
Le nihonium (symbole Nh) est l’élément 113 du tableau périodique, un métal post-transitionnel de la période 7, groupe 13. Le premier élément découvert et nommé par une équipe de recherche asiatique. À température ambiante, il devrait être solide et il est radioactif.
[Rn] 5f¹⁴ 6d¹⁰ 7s² 7p¹ ; elle comporte 7 couches occupées, avec la répartition 2, 8, 18, 32, 32, 18, 3. Sa couche externe contient 3 électrons, ce qui détermine son comportement en matière de liaisons.Aucun échantillon de nihonium n’a jamais été condensé ; les deux valeurs sont donc calculées plutôt que mesurées : on prévoit une fusion à 700 K (426,9 °C) et une ébullition à 1400 K (1126,9 °C).
Le nihonium n’a aucun isotope stable ; il n’a donc pas de masse atomique standard. La valeur indiquée, 284, est le nombre de masse de Nh-284, l’isotope que retiennent généralement les tableaux périodiques ; celui qui a la plus longue durée de vie selon les données de l’AIEA est Nh-286.
Le nihonium ne possède aucun isotope stable. Son isotope connu de plus longue durée de vie, Nh-286, a 173 neutrons (nombre de masse 286 moins numéro atomique 113) et une demi-vie de 9,5 s. Les tableaux périodiques indiquent 284 pour le nihonium, le nombre de masse d’un isotope à longue durée de vie : la masse moins le numéro atomique donne donc 171, le nombre de neutrons de Nh-284.
On prévoit pour le nihonium une masse volumique d’environ 16 g/cm³, bien qu’aucun échantillon assez grand pour être pesé n’ait jamais été produit. À titre de comparaison, l’eau a une masse volumique de 1,0 g/cm³.
La découverte du nihonium remonte à 2004 ; on la doit à RIKEN, Japan. Origine du nom : Nihon, « Japon ».
Le nihonium n’existe pas naturellement sur Terre en quantité significative — il est produit dans un réacteur ou un accélérateur.
Oui. Le nihonium ne possède aucun isotope stable — chacun de ses noyaux se désintègre. Il n’existe pas dans la nature en quantités utilisables et doit être synthétisé.