Oganesson | ||||
---|---|---|---|---|
← Tennessee | Tuntumaton → | ||||
| ||||
Yksinkertaisen aineen ulkonäkö | ||||
tuntematon | ||||
Atomin ominaisuudet | ||||
Nimi, symboli, numero | Oganesson (Og), 118 | |||
Atomimassa ( moolimassa ) |
[294] ( stabiilimman isotoopin massaluku ) [1] | |||
Elektroninen konfigurointi | [Rn] 5f 14 6d 10 7s 2 7p 6 | |||
Atomin säde | (laskettu) 152 pm | |||
Kemiallisia ominaisuuksia | ||||
kovalenttinen säde | (laskettu) 230 pm | |||
Hapetustilat | −1 [2] , 0, +1, +2, +4, +6 | |||
Ionisaatioenergia (ensimmäinen elektroni) |
(laskettu) 975 ± 155 kJ / mol ( eV ) | |||
Yksinkertaisen aineen termodynaamiset ominaisuudet | ||||
Tiheys ( n.a. ) | (laskettu) 4,9-5,1 g/cm³ | |||
Kiehumislämpötila | (laskettu) 350 ± 30 K, 77 ± 30 °C | |||
Oud. sulamisen lämpöä | (laskettu) 23,5 kJ/mol | |||
Oud. haihtumislämpö | (laskettu) 19,4 kJ/mol | |||
CAS-numero | 54144-19-3 |
118 | Oganesson |
Og(294) | |
5f 14 6p 10 7s 2 7p 6 |
Oganesson [3] [4] ( lat. Oganesson , Og), tunnettiin aiemmin väliaikaisilla nimillä ununoktium ( lat. Ununoctium , Uuo) tai eka-radon - kahdeksannentoista ryhmän kemiallinen alkuaine ( vanhentuneen luokituksen mukaan - kahdeksannen ryhmän pääalaryhmä), kemiallisten alkuaineiden jaksollisen järjestelmän seitsemäs jakso , atomiluku - 118. Vakain on nuklidi 294 Og, jonka puoliintumisajaksi on arvioitu 1 ms ja atomimassa on 294,214 (5) a. e. m. [1] Keinotekoisesti syntetisoitua radioaktiivista alkuainetta ei esiinny luonnossa. Oganesson-ytimien synteesi suoritettiin ensimmäisen kerran vuosina 2002 ja 2005 Joint Institute for Nuclear Researchissa ( Dubna ) [5] yhteistyössä Livermoren kansallisen laboratorion kanssa . Näiden kokeiden tulokset julkaistiin vuonna 2006 [6] . 28.11.2016 väliaikainen systemaattinen nimi "ununoctium" ja väliaikainen nimitys Uuo korvattiin alkuaineen löytämisen muodollisen vahvistuksen jälkeen pysyvällä nimellä "oganeson" ja tunnuksella Og (akateemikko Juri Tsolakovitšin kunniaksi Oganesyan ), löytäjien ehdottama ja IUPACin hyväksymä [7] .
Alkuaine kuuluu nimellisesti inertteihin kaasuihin , mutta sen fysikaaliset ja mahdollisesti kemialliset ominaisuudet voivat luultavasti olla hyvin erilaisia kuin muualla ryhmässä. Oganesson suorittaa jaksollisen taulukon seitsemännen jakson loppuun, vaikka sen löytämishetkellä taulukon edellinen, 117. solu ( tennessine ) oli vielä täyttämättä [8] . Tällä hetkellä oganesson on raskain kemiallinen alkuaine, jonka löytö on vahvistettu. Siten vuodesta 2022 lähtien oganesson on viimeinen elementti kemiallisten elementtien jaksollisessa taulukossa.
Vuonna 2002 hyväksyttyjen uusien elementtien nimeämistä koskevien sääntöjen mukaan kielellisen yhtenäisyyden varmistamiseksi kaikille uusille elementeille olisi annettava "-ium"-päätteiset nimet [9] . Useimmissa kielissä jaksollisen järjestelmän 18. ryhmän elementtien ( jalokaasut ) nimillä heliumia lukuun ottamatta on kuitenkin perinteisesti pääte "-on": Neon - neon , Argon - argon , Krypton - krypton , Xenon - xenon , Radon - radon . Siksi pian 113., 115., 117. ja 118. alkuaineen löytämisen tunnustamisen jälkeen sääntöjä muutettiin, joiden mukaan kemian nimikkeistön hyväksytyn perinteen mukaan 18. ryhmän elementeille tulisi antaa nimiä, jotka päättyvät "-on" [10] .
Amerikkalaiset tiedemiehet, jotka ilmoittivat virheellisesti 118. alkuaineen löytämisestä vuonna 1999, aikoivat ehdottaa sille nimeä giorsium ( lat. ghiorsium , Gh) Albert Ghiorson kunniaksi [11] .
Pian 118. elementin löytämisen jälkeen ilmestyi epävirallisia ehdotuksia kutsua sitä Muskoviksi (Moskovan alueen kunniaksi) tai G. N. Flerovin kunniaksi [12] . Myöhemmin nimi "moskovilainen" ehdotettiin kuitenkin virallisesti 115. elementille ja 114. elementti nimettiin Flerovin mukaan .
IUPAC suositteli 8. kesäkuuta 2016, että elementille annetaan nimi " oganesson " ( Oganesson , Og) [3] professori Juri Tsolakovich Oganesyanin (s . G. N. Flerov Dubnan yhteisestä ydintutkimusinstituutista innovatiivisesta panoksestaan transaktinoidisten alkuaineiden tutkimuksessa. IUPAC:n lehdistötiedotteen mukaan Oganesyanin monet tieteelliset saavutukset sisältävät superraskaiden alkuaineiden löytämisen ja merkittävät edistysaskeleet superraskaiden ytimien ydinfysiikassa, mukaan lukien kokeelliset todisteet vakauden saaresta [13] . Nimi "oganesson" esiteltiin tiedeyhteisölle 5 kuukauden keskustelua varten 8.6.-8.11.2016. IUPAC hyväksyi 28. marraskuuta 2016 nimen "oganesson" 118. elementille [7] [14] . Siten oganessonista tuli toinen ( seaborgiumin jälkeen ) elävän henkilön mukaan nimetty elementti [15] ja ainoa elementti, jossa henkilö, jonka mukaan se on nimetty, on edelleen elossa.
Ensimmäinen lausunto alkuaineiden 116 ja 118 löydöstä vuonna 1999 Berkeleyssä ( USA ) [ 16 ] osoittautui virheelliseksi ja jopa väärennetyksi [17] . Käytettiin lyijyn ja kryptonin ytimien kylmäfuusioreaktiota:
Ilmoitetun menetelmän mukaista synteesiä ei vahvistettu Venäjän, Saksan ja Japanin ydintutkimuskeskuksissa eikä sitten Yhdysvalloissa.
Ensimmäinen alkuaineen 118 hajoamistapahtuma havaittiin JINR :ssä helmi-kesäkuussa 2002 tehdyssä kokeessa [18] .
9. lokakuuta 2006 venäläiset ja amerikkalaiset ydinfyysikot ilmoittivat virallisesti vastaanottaneensa 118. elementin [19] . Löytöstä ei ilmoitettu heti, koska 294 Og:n hajoamisenergia vastasi 212 m Po :n hajoamisenergiaa , joka on yleinen epäpuhtaus, joka syntyy fuusioreaktioissa superraskaiden alkuaineiden tuotannon aikana, ja näin ollen ilmoitus viivästyi vuoden 2005 varmistuskokeeseen, jonka tarkoituksena oli tuottaa enemmän. Oganesson-atomit [20] . Vuoden 2005 kokeessa käytettiin erilaista säteen energiaa (251 MeV 245 MeV sijasta ) ja tavoitepaksuutta (0,34 mg/cm2 0,23 mg/ cm2 :n sijaan ) [21] . Toistetut fuusiokokeet suoritettiin Dubna-kiihdyttimessä helmi-kesäkuussa 2007 . Kalifornium - 249: n kohteen pommittamisen seurauksena kalsiumin isotoopin -48 ioneilla muodostui vielä kaksi 118. alkuaineen ( 294 Og) atomin ydintä [6] . Yhteensä kahden kuukauden kohdepommitusten ja 30 000 000 000 000 000 000 törmäyksen jälkeen ryhmä onnistui luomaan vain kolme (mahdollisesti neljä) uudenlaista atomia [22] (yksi tai kaksi vuonna 2002 [23] ja kaksi muuta vuonna 2005) [24] [25] [26] [27] [28] . Tutkijat olivat kuitenkin täysin vakuuttuneita siitä, että tulokset eivät olleet vääriä positiivisia, sillä todennäköisyyden, että löytö oli sattumaa, arvioitiin olevan alle 1:100 000 [29] .
Vuonna 2011 IUPAC arvioi Dubna-Livermore-yhteistyön tuloksia vuonna 2006 ja totesi: "Kolmella isotoopille Z = 118 kuvatulla tapahtumalla on erittäin hyvä sisäinen redundanssi, mutta ne eivät täytä löytökriteereitä ilman viittausta tunnettuihin ytimiin" [30] .
IUPAC tunnusti 30. joulukuuta 2015 virallisesti 118. alkuaineen löytämisen ja JINR:n ja Livermoren kansallisen laboratorion tutkijoiden ensisijaisen aseman tässä [31] .
Oganesson saatiin ydinreaktion tuloksena
Koska oganessoni saatiin vain erillisinä atomeina ja sen puoliintumisaika ei salli sen kertymistä, kaikki fysikaaliset ominaisuudet lasketaan. Saatamisen monimutkaisuus ei myöskään salli kemiallisten ominaisuuksien kokeellista tutkimista (tässä tapauksessa sen puoliintumisaika ei olisi rajoittava arvo joillekin reaktioille) ja ne ovat myös puhtaasti laskettuja.
Oganessonin, toisin kuin ryhmänsä kevyemmät alkuaineet, ei pitäisi olla kaasua, vaan kiinteää ainetta normaaleissa olosuhteissa, mikä antaa sille täysin erilaiset fysikaaliset ominaisuudet [32] .
Lievästi kuumennettaessa sen pitäisi sulaa ja höyrystyä helposti, sen oletettu laskettu kiehumispiste on 80 ± 30 °C (melko laaja alue vaihtelevien relativististen vaikutusten vuoksi). Sen sulamispistettä ei tunneta, mutta (analogisesti kevyempien alkuaineiden kanssa) sen odotetaan olevan vain hieman kiehumispisteen alapuolella. Suunnilleen sama sulamispiste kuin oganessonilla on vahaa .
Tällainen merkittävä oganessonin sulamis- ja kiehumispisteiden nousu radoniin verrattuna johtuu 7p - kuoren relativistisista vaikutuksista yksinkertaisen atomimassan kasvun lisäksi, mikä tehostaa molekyylien välistä vuorovaikutusta. Oganessonin oletetaan kuitenkin olevan yksiatominen, vaikka sen taipumus muodostaa kaksiatomisia molekyylejä on voimakkaampi kuin radonilla .
Oganessonin laskettu tiheys kiinteässä tilassa sulamispisteessä on noin 5 g/ cm3 . Tämä on hieman korkeampi kuin nestemäisen radonin tiheys (-62 °C:ssa), joka on 4,4 g/cm 3 . Kaasumaisessa tilassa oganessoni on samanlainen kuin radon: raskas, väritön kaasu, jonka tiheys on hieman suurempi kuin itse radon [33] .
Oganesson kuuluu inertteihin kaasuihin , sillä siinä on täydellinen 7 p -elektroninen kuori ja täydellinen elektroninen konfiguraatio, mikä tarkoittaa oletuksena sen kemiallista inerttiä ja nollahapetustilaa [34] . Raskaiden jalokaasujen (alkaen kryptonista ) yhdisteitä, joissa on voimakkaita hapettavia aineita (esim. fluoria tai happea ), voi kuitenkin edelleen olla olemassa, ja sarjanumeron kasvaessa elektronit siirtyvät pois ytimestä, joten inertin hapettumisen helppous. vahvoja hapettimia sisältävä kaasu kryptonista radoniin lisääntyy. Teoreettisesti oletetaan, että oganesson on jonkin verran aktiivisempi kuin radon [35] [36] . Sen odotettu ensimmäinen elektronin ionisaatioenergia on 840 kJ/mol , mikä on huomattavasti pienempi kuin radon ( 1036 kJ/mol ) ja ksenon ( 1170 kJ/mol ).
Oganessonin melko alhainen ionisaatioenergia ja sen erilaiset fysikaaliset ominaisuudet viittaavat siihen, että vaikka oganessoni on kemiallisesti inaktiivinen useimpiin muihin alkuaineisiin verrattuna, se on kemiallisesti erittäin aktiivinen verrattuna aikaisempiin inertteihin kaasuihin.
Jos kevyemmät analogit - xenon tai krypton - vaativat erittäin ankaria olosuhteita hapettumiselle ja fluorin käytölle , niin oganessonin pitäisi hapettua paljon helpommin. Se on jopa aktiivisempi kuin flerovium ja kopernicium , jotka ovat vähiten aktiivisia alkuaineita superraskaiden alkuaineiden joukossa.
Elektronegatiivisilla alkuaineilla oganessoni voidaan hapettaa suhteellisen helposti kahteen hapetustilaan - +2 ja +4, ja fluorin kanssa oganessoni muodostaa mieluummin ionisia kuin kovalenttisia yhdisteitä (esimerkiksi OgF 4 ) [37] . Oganeson pystyy muodostamaan, toisin kuin kevyemmät vastineet, suhteellisen stabiileja yhdisteitä, joissa on vähemmän elektronegatiivisia alkuaineita, kuten klooria, typpeä tai mahdollisesti muita alkuaineita. Se voi todennäköisesti hapettua suhteellisen helposti myös hapen vaikutuksesta. Hapetusaste +1 on myös teoriassa mahdollinen. On mahdollista, että vahvat hapettavat hapot pystyvät myös hapettamaan oganessonin oksideiksi tai jopa muuttamaan sen kationiksi, kuten metalliksi.
Oganessonin +6-hapetustila on myös mahdollinen, mutta se on paljon vähemmän vakaa ja vaatii ankarat olosuhteet tuhotakseen vain 7p - alitason. Oganeson pystyy todennäköisesti muodostamaan oganesonihappoa H 2 OgO 4 (kuten ksenonia, joka muodostaa ksenonihappoa H 2 XeO 4 ) ja oganesisuoloja, ja kaikki sen +6 hapetustilassa olevat yhdisteet ovat erittäin vahvoja hapettimia.
Toisin kuin ksenonilla , oganessonin +8 korkein teoreettinen hapetusaste ei ole mahdollinen, koska 7 s elektronien tuhoamiseen tarvitaan erittäin suuri energia (kuten muidenkin 7 p elementtien kohdalla). Siksi +6 on oganessonin korkein hapetusaste.
Oganesonilla ei ole myös pelkistäviä ominaisuuksia, vaan se toimii itse hapettavana aineena vahville pelkistyksille, ja sen hapetusaste on −1 johtuen relativistisista subshell-vaikutuksista. Teoriassa inertit kaasut eivät voi toimia hapettimina, koska niiden kaikki elektronikuoret ovat valmiit, mutta käytännössä oganesoni voi muodostaa suoloja aktiivisten metallien - oganesonidien (esim. cesiumoganesonidi CsOg) kanssa, jotka toimivat hapettavana aineena. hieman samankaltaisuutta halogeenien kanssa.
Isotooppi | Paino | Puolikas elämä | Hajoamisen tyyppi |
---|---|---|---|
294 Og | 294 | 0,70 ± 0,3 ms [38] | α-hajoaminen 290 Lv :ssa |
Sanakirjat ja tietosanakirjat | |
---|---|
Bibliografisissa luetteloissa |
D. I. Mendelejevin kemiallisten alkuaineiden jaksollinen järjestelmä | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|