Оганесон

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
(перенаправлено с «Унуноктий»)
Перейти к: навигация, поиск
118 ТеннессинОганесонУнуненний
Водород Гелий Литий Бериллий Бор Углерод Азот Кислород Фтор Неон Натрий Магний Алюминий Кремний Фосфор Сера Хлор Аргон Калий Кальций Скандий Титан Ванадий Хром Марганец Железо Кобальт Никель Медь Цинк Галлий Германий Мышьяк Селен Бром Криптон Рубидий Стронций Иттрий Цирконий Ниобий Молибден Технеций Рутений Родий Палладий Серебро Кадмий Индий Олово Сурьма Теллур Иод Ксенон Цезий Барий Лантан Церий Празеодим Неодим Прометий Самарий Европий Гадолиний Тербий Диспрозий Гольмий Эрбий Тулий Иттербий Лютеций Гафний Тантал Вольфрам Рений Осмий Иридий Платина Золото Ртуть Таллий Свинец Висмут Полоний Астат Радон Франций Радий Актиний Торий Протактиний Уран Нептуний Плутоний Америций Кюрий Берклий Калифорний Эйнштейний Фермий Менделевий Нобелий Лоуренсий Резерфордий Дубний Сиборгий Борий Хассий Мейтнерий Дармштадтий Рентгений Коперниций Нихоний Флеровий Московий Ливерморий Теннессин ОганесонПериодическая система элементов
118Og
Unknown.svg
Electron shell 118 Ununoctium.svg
Свойства атома
Название, символ, номер

Оганесон / Oganesson (Og), 118

Атомная масса
(молярная масса)

[294][1] а. е. м. (г/моль)

Электронная конфигурация

[Rn] 5f14 6d10 7s2 7p6

Радиус атома

(расчётный) 152 пм

Химические свойства
Ковалентный радиус

(расчётный) 230 пм

Степени окисления

-1[2], 0, +1, +2, +4, +6

Энергия ионизации
(первый электрон)

 (расчётная) 975±155 кДж/моль (эВ)

Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.)

(расчётная) 4,9—5,1 г/см³

Температура кипения

(расчётная) 350±30 K, 80±30 °C

Уд. теплота плавления

(расчётная) 23,5 кДж/моль

Уд. теплота испарения

(расчётная) 19,4 кДж/моль

118
Оганесон
Og
(294)
5f146d107s27p6

Оганесо́н[3] [4](лат. Oganesson, Og), ранее был известен под временными названиями унуно́ктий (лат. Ununoctium, Uuo) или э́ка-радо́н — химический элемент восемнадцатой группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы восьмой группы), седьмого периода периодической системы химических элементов, атомный номер — 118. Наиболее стабильным (и единственным известным на 2015 год) является нуклид 294Og, чей период полураспада оценивается в 1 мс. Искусственно синтезированный радиоактивный элемент, в природе не встречается. Синтез ядер оганесона был впервые осуществлён в 2002 и 2005 годах в Объединённом институте ядерных исследований (Дубна)[5] в сотрудничестве с Ливерморской национальной лабораторией. Результаты этих экспериментов были опубликованы в 2006 году[6]. 28 ноября 2016 года временное систематическое название «унуноктий» и временное обозначение Uuo после формального подтверждения открытия элемента были заменены на постоянное название Оганесон и обозначение Og (в честь академика Юрия Цолаковича Оганесяна), предложенные первооткрывателями и утверждённые ИЮПАК[7].

Номинально элемент относится к инертным газам, однако его физические и, возможно, химические свойства, вероятно, могут сильно отличаться от остальных представителей группы. Оганесон завершает седьмой период таблицы Менделеева, хотя на момент его открытия ещё оставалась незаполненной предыдущая, 117-я клетка таблицы (теннессин).

Происхождение названия[править | править вики-текст]

Временное название «унуноктий» искусственно образовано из корней латинских числительных, означает «один-один-восьмой» и может быть истолковано как «стовосемнадцатый».

Согласно правилам наименования новых элементов, принятым в 2002 году, для обеспечения лингвистического однообразия всем новым элементам должны даваться названия, оканчивающиеся на «-ium».[8] Однако в большинстве языков названия элементов 18-й группы периодической системы (благородных газов), за исключением гелия, традиционно имеют окончание «-on»: Neon — неон, Argon — аргон, Krypton — криптон, Xenon — ксенон, Radon — радон. Поэтому, вскоре после признания открытия 113-го, 115-го, 117-го и 118-го элементов, в правила были внесены изменения, согласно которым, по принятой в химической номенклатуре традиции, элементам 18-й группы должны даваться названия, заканчивающиеся на «-on».[9]

Американские учёные, ошибочно заявившие об открытии 118-го элемента в 1999 году, намеревались предложить для него название гиорсий (лат. ghiorsium, Gh) в честь Альберта Гиорсо.[10]

Вскоре после открытия 118-го элемента появились неофициальные предложения назвать его московием (Mw)[11][12]. Однако позже название московий было официально предложено для 115-го элемента.

8 июня 2016 года ИЮПАК рекомендовал дать элементу название «оганесон» (Oganesson, Og)[3] в честь профессора Юрия Цолаковича Оганесяна (род. в 1933 году), академика РАН, научного руководителя лаборатории ядерных реакций им. Г. Н. Флёрова Объединённого института ядерных исследований в Дубне, за его новаторский вклад в исследование трансактиноидовых элементов. Согласно пресс-релизу ИЮПАК, многие научные достижения Оганесяна включают в себя открытия сверхтяжёлых элементов и значительные достижения в области ядерной физики сверхтяжёлых ядер, включая экспериментальное свидетельство острова стабильности. Название «оганесон» было представлено научной общественности для 5-месячного обсуждения с 8 июня по 8 ноября 2016 года, после чего должно быть формально утверждено на ближайшем конгрессе ИЮПАК[13], который состоится в июле 2017 года[14].

28 ноября 2016 года ИЮПАК утведил название «оганесон» для 118-го элемента[7].

История открытия[править | править вики-текст]

Первое заявление об открытии элементов 116 и 118 в 1999 году в Беркли (США)[15] оказалось ошибочным и даже фальсифицированным[16]. Использовалась реакция холодного слияния ядер свинца и криптона:

Синтез по объявленной методике не был подтверждён в российском, немецком и японском центрах ядерных исследований, а затем и в США.

Первое событие распада 118-го элемента наблюдалось в эксперименте, проведённом в ОИЯИ в феврале—июне 2002 года[17].

17 октября 2006 года российские и американские физики-ядерщики официально сообщили о получении 118-го элемента. Повторные эксперименты по синтезу проводились на дубнинском ускорителе в феврале—июне 2007 года. В результате бомбардировки мишени из калифорния-249 ионами изотопа кальция-48 образовались ещё два ядра атома 118-го элемента (294Og)[6][11].

30 декабря 2015 года ИЮПАК официально признал открытие 118-го элемента и приоритет в этом учёных из ОИЯИ и Ливерморской национальной лаборатории.[18]

Получение[править | править вики-текст]

Схематическая диаграмма альфа-распада оганесона-294 с периодом полураспада T1/2 = 0,89 мс и энергией распада Eα = 11,65 МэВ. Дочерний нуклид ливерморий-290 испытывает альфа-распад, T1/2 = 10,0 мс, Eα = 10,80 МэВ, с образованием ядра флеровия-286. Последний с вероятностью 30% путём альфа-распада (T1/2 = 0,16 с, Eα = 10,16 МэВ) превращается в коперниций-282 и с вероятностью 70% испытывает спонтанное деление. Коперниций-282 распадается путём спонтанного деления с периодом полураспада 1,9 мс

Оганесон был получен в результате ядерной реакции


Физические свойства[править | править вики-текст]

Оганесон, в отличие от более лёгких аналогов, будет первым инертным газом в твёрдом состоянии при нормальных условиях, что придаёт ему совершенно иные физические свойства[19].

Поэтому, хоть он номинально принадлежит к группе инертных газов, оганесон не будет газом. При небольшом нагревании он легко будет плавиться и испаряться, его ожидаемая расчётная температура кипения составляет 80 ± 30 °C (довольно широкий диапазон вследствие вариации влияния релятивистских эффектов). Температура плавления его неизвестна, однако по аналогии с более лёгкими элементами, ожидается, что она будет лишь немного ниже температуры кипения. Примерно такую же температуру плавления, как оганесон, имеет воск.

Столь высокое повышение температур плавления и кипения у оганесона по сравнению с радоном вызывают релятивистские эффекты 7p-оболочки, помимо простого увеличения атомной массы, которое усиливает межмолекулярное взаимодействие. Впрочем, оганесон предполагается одноатомным, хотя тенденция к образованию двухатомных молекул у него сильнее, чем у радона.

Расчётная плотность в твёрдом состоянии у оганесона при температуре плавления составляет около 5 г/см3. Это немного выше плотности радона в сжиженном состоянии (при −62 °C), которая составляет 4,4 г/см3. В газообразном состоянии оганесон будет похож на радон: представлять собой тяжёлый бесцветный газ, немного выше по плотности самого радона[20].

Химические свойства[править | править вики-текст]

Оганесон принадлежит к инертным газам, имея завершённую 7p-электронную оболочку и завершённую электронную конфигурацию, что означает его химическую инертность и нулевую по умолчанию степень окисления[21]. Однако соединения тяжёлых благородных газов (начиная с криптона) с сильным окислителями (например, фтором или кислородом) всё же существуют, причём по мере роста порядкового номера электроны удаляются от ядра, поэтому лёгкость окисления инертного газа сильными окислителями от криптона к радону возрастает. Теоретически предполагается, что оганесон будет несколько активнее радона[22][23]. Его ожидаемая энергия ионизации первого электрона составляет 840 кДж/моль, что существенно ниже радона (1036 кДж/моль) и ксенона (1170 кДж/моль).

Довольно низкая энергия ионизации оганесона и его иные физические свойства предполагают, что оганесон, хотя и будет малоактивным, по сравнению с предыдущими инертными газами, будет весьма химически активным веществом.

Если более лёгкие аналоги — ксенон или криптон — требовали для окисления чрезвычайно жёстких условий и применения фтора, то оганесон должен окисляться гораздо легче. Он будет даже более активен, чем флеровий и коперниций — самые малоактивные элементы среди сверхтяжёлых элементов.

Электроотрицательными элементами оганесон сможет относительно легко окисляться до двух степеней окисления — +2 и +4, причём со фтором оганесон будет образовывать скорее ионные, чем ковалентные соединения (например, OgF4)[24]. Оганесон сможет образовать, в отличие от более лёгких аналогов, относительные стабильные соединения и с менее электроотрицательными элементами, например, хлором, азотом или, возможно, и другими элементами. Сможет он относительно легко, вероятно, окисляться и кислородом. Возможна теоретически также и степень окисления +1. Возможно, сильные кислоты-окислители также смогут переводить окислять оганесон до оксидов или переводить его даже в состав катиона, подобно металлу.

Степень окисления +6 для оганесона будет также возможна, но она будет значительно менее стабильна и требовать жёстких условий для разрушения всего 7p-подуровня. Оганесон сможет, вероятно, образовывать подобно ксенону оганесоновую кислоту H2OgO3, а все соединения его в степени окисления +6 будут очень сильными окислителями.

В отличие от ксенона, высшая теоретическая степень окисления оганесона +8 будет невозможна из-за требуемой крайне высокой энергии на распаривание 7s-электронов (также как и у других 7p-элементов). Поэтому +6 будет высшей степенью окисления оганесона.

Оганесон также будет проявлять не только восстановительные свойства, но и сам служить окислителем для сильных восстановителей, проявляя степень окисления −1 за счёт релятивистских эффектов подоболочек. Теоретически инертные газы не могут выступать в качестве окислителей, поскольку у них все электронные оболочки завершены, однако на практике оганесон сможет образовывать соли с металлами — оганесониды, выступая в качестве окислителя, в этом проявляя некоторое сходство с галогенами.

Известные изотопы[править | править вики-текст]

Изотоп Масса Период полураспада Тип распада Число зарегистрированных событий
294Og 294 0,89+1,07−0,31 мс[6] α-распад в 290Lv 3

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Массовое число наиболее долгоживущего из известных изотопов.
  2. Haire Richard G. Transactinides and the future elements // The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements. — 3rd. — Dordrecht, The Netherlands: Springer Science+Business Media, 2006. — P. 1724. — ISBN 1-4020-3555-1.
  3. 1 2 Названия новых химических элементов 113, 115, 117 и 118: Пресс-релиз Объединенного института ядерных исследований (рус.). ОИЯИ (8 июня 2016). Проверено 8 июня 2016.
  4. IUPAC утвердил названия элементов 113, 115, 117 и 118: Пресс-релиз Объединенного института ядерных исследований (рус.). ОИЯИ (30 ноября 2016). Проверено 5 декабря 2016.
  5. Wieser, M.E. (2006). «Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report)». Pure Appl. Chem. 78 (11): 2051–2066. DOI:10.1351/pac200678112051.
  6. 1 2 3 Yu. Ts. Oganessian et al. Synthesis of the isotopes of elements 118 and 116 in the 249Cf and 245Cm+48Ca fusion reactions // Physical Review C. — 2006. — Т. 74, № 4. — С. 044602.
  7. 1 2 IUPAC Announces the Names of the Elements 113, 115, 117, and 118 (англ.). ИЮПАК (30 November 2016). Проверено 30 ноября 2016.
  8. W. H. Koppenol Naming of new elements(IUPAC Recommendations 2002) (англ.) // Pure and Applied Chemistry. — 2002. — January (vol. 74, no. 5). — P. 787–791. — ISSN 0033-4545. — DOI:10.1351/pac200274050787.
  9. W. H. Koppenol, J. Corish, J. García-Martínez, J. Meija, J. Reedijk How to name new chemical elements (IUPAC Recommendations 2016) (англ.) // Pure and Applied Chemistry. — 2016. — April (vol. 88, no. 4). — P. 401–405. — ISSN 0033-4545. — DOI:10.1515/pac-2015-0802.
  10. Discovery of New Elements Makes Front Page News. Berkeley Lab Research Review Summer 1999 (1999). Проверено 10 июня 2016.
  11. 1 2 NewsInfo. Таблица Менделеева выросла (рус.). Рамблер (17 октября 2006). Проверено 12 апреля 2007. Архивировано из первоисточника 5 февраля 2012.
  12. Емельянова, Ася 118-й элемент назовут по-русски (рус.). vesti.ru (17 октября 2006). Проверено 25 июля 2007. Архивировано из первоисточника 5 февраля 2012.
  13. IUPAC Is Naming The Four New Elements Nihonium, Moscovium, Tennessine, And Oganesson (англ.). ИЮПАК (8 June 2016). Проверено 8 июня 2016.
  14. 48th IUPAC COUNCIL MEETING. Busan, Korea 12-13 August 2015. Draft Minutes.
  15. V. Ninov et al. Observation of Superheavy Nuclei Produced in the Reaction of 86Kr with 208Pb // Physical Review Letters. — 1999. — Vol. 83, № 6. — P. 1104—1107.
  16. Public Affairs Department. Results of element 118 experiment retracted (англ.). Berkeley Lab (21 июля 2001). Проверено 25 июля 2007. Архивировано из первоисточника 26 августа 2011.
  17. Yu. Ts. Oganessian et al. Results from the first 249Cf+48Ca experiment // JINR Communication : Препринт D7-2002-287. — ОИЯИ, Дубна, 2002.
  18. Discovery and Assignment of Elements with Atomic Numbers 113, 115, 117 and 118 (англ.). ИЮПАК (30 December 2015). Проверено 31 декабря 2015.
  19. Eichler, R. & Eichler, B., Thermochemical Properties of the Elements Rn, 112, 114, and 118, Paul Scherrer Institut, <http://lch.web.psi.ch/files/anrep03/06.pdf>. Проверено 23 октября 2010. 
  20. Nash, Clinton S.; Crockett, Wesley W. (2006). «An Anomalous Bond Angle in (116)H2. Theoretical Evidence for Supervalent Hybridization». The Journal of Physical Chemistry A 110 (14): 4619-4621. doi:10.1021/jp060888z.
  21. Grosse, A. V. (1965). «Some physical and chemical properties of element 118 (Eka-Em) and element 86 (Em)». Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry (Elsevier Science Ltd.) 27 (3): 509–19. DOI:10.1016/0022-1902(65)80255-X.
  22. Ununoctium: Binary Compounds. WebElements Periodic Table. Проверено 18 января 2008.
  23. Burkhard Fricke (1975). «Superheavy elements: a prediction of their chemical and physical properties». Recent Impact of Physics on Inorganic Chemistry 21: 89—144. DOI:10.1007/BFb0116498. Проверено 4 October 2013.
  24. (1999) «Structures of RgFn (Rg = Xe, Rn, and Element 118. n = 2, 4.) Calculated by Two-component Spin-Orbit Methods. A Spin-Orbit Induced Isomer of (118)F4». Journal of Physical Chemistry A 103 (8): 1104–1108. DOI:10.1021/jp983665k.

Ссылки[править | править вики-текст]