Pāriet uz saturu

Oganesons

Labot saites
Vikipēdijas lapa
Oganesons
118
8
18
32
32
18
8
2
Og

[294] g/mol

7s2 5f14 6d10 7p6
OksidÄ“Å”anas pakāpes āˆ’1, 0, +1, +2, +4, +6 (paredzēts)
Elektronegativitāte nav zināma
BlÄ«vums 7200ā€“7400[1] kg/m3
KuÅ”anas temperatÅ«ra 325 Ā± 15 K[1] (52ā€ÆĀ± 15 Ā°C) (prognozēts)
VirÅ”anas temperatÅ«ra 450 Ā± 10 K[1] (177ā€ÆĀ± 10 Ā°C) (prognozēts)

Oganesons[2] ir mākslÄ«gi sintezēts, radioaktÄ«vs Ä·Ä«miskais elements ar simbolu Og un atomskaitli 118. Oganesons pieder pie inerto gāzu grupas, kā arÄ« pie transaktinÄ«diem.[3] Tas paÅ”laik ir smagākais zināmais elements, kas eksistē tikai laboratorijas apstākļos, un tā Ä«paŔības lielākoties joprojām ir zināmas tikai teorētiski, balstoties uz kvantu Ä·Ä«mijas aprēķiniem. Oganesons pirmo reizi tika sintezēts 2002. gadā Dubnas Apvienotajā kodolpētniecÄ«bas institÅ«tā (JINR, Krievija), sadarbojoties ar Livermoras Nacionālo laboratoriju (ASV). 2016. gada 28. novembrÄ« IUPAC oficiāli apstiprināja nosaukumu ā€˜oganesonsā€™, godinot izcilo armēņu izcelsmes kodolfiziÄ·i Juriju Oganesjanu par viņa ieguldÄ«jumu smago elementu izpētē.[4]

LÄ«dz Å”im ir izdevies iegÅ«t tikai dažus oganesona atomus, un visi zināmie pētÄ«jumi veikti ar tā izotopu 294Og, kura pussabrukÅ”anas periods ir tikai ap 0,7 milisekundēm.[1] Å Ä« ārkārtÄ«gā nestabilitāte padara oganesonu par vienu no visgrÅ«tāk pētāmajiem elementiem, un tā fizikālās un Ä·Ä«miskās Ä«paŔības galvenokārt tiek prognozētas ar datormodeļu palÄ«dzÄ«bu. Lai gan oganesons atrodas cēlgāzu grupā, teorētiskie aprēķini liecina, ka tas varētu nebÅ«t gāzveida, bet drÄ«zāk viegli kÅ«stoÅ”a cietviela, ar iespējamu reaktivitāti, kas atŔķiras no cēlgāzēm, piemēram, radona. Oganesona atklāŔana iezÄ«mē paÅ”reizējo periodiskās tabulas robežu un sniedz unikālu iespēju izprast smago elementu uzvedÄ«bu.

AtklāŔanas vēsture

[labot | labot pirmkodu]
Oganesons nosaukts par godu kodolfiziÄ·im Jurijam Oganesjanam, vienam no vadoÅ”ajiem smago elementu pētniekiem (attēlā pastmarka no Armēnijas)

Oganesons, precÄ«zāk, elements ar atomskaitli 118, balstoties uz periodiskās sistēmas likumsakarÄ«bām, tika prognozēts labu laiku pirms atklāŔanas, un tam kā iespējamajam cēlgāzu grupas loceklim tika iedots pagaidu nosaukumu ā€˜ekaradonsā€™. Teorētiskie pētÄ«jumi 20. gadsimta otrajā pusē paredzēja Ŕī transaktinÄ«da elementa eksistenci un prognozēja, ka relatÄ«vistisko efektu dēļ oganesonam bÅ«s unikālas Ä«paŔības, tostarp zema jonizācijas enerÄ£ija un iespējamas novirzes no Ä·Ä«miskās inerces, kas raksturÄ«ga citām cēlgāzēm.[5][6] Pirmie eksperimentālie pierādÄ«jumi par 118. elementa sintēzi tika iegÅ«ti 2002. gadā Dubnas Apvienotajā kodolpētniecÄ«bas institÅ«tā (JINR, Krievija) sadarbÄ«bā ar Livermoras Nacionālo laboratoriju (ASV).[7] Sintēzei tika izmantota kodolsintēzes reakcija, kurā kalifornija (Cf) mērÄ·is tika apÅ”audÄ«ts ar kalcija (Ca) joniem, iegÅ«stot oganesona-294 izotopu ar pussabrukÅ”anas laiku ~0,69 milisekundes.

249
98Cf + 48
20Ca ā†’ 294
118Og + 1
0n

Eksperimentos tika izmantots Dubnas ar gāzi pildÄ«tais atdalÄ«tājs (DGFRS) un U400 ciklotrons.[8] Kaut arÄ« tika novēroti tikai daži atomi, to sabrukÅ”anas ķēdes atbilda teorētiskajām prognozēm, un rezultāti tika atkārtoti un neatkarÄ«gi pārbaudÄ«ti.

IepriekÅ”, 1999. gadā, tika izplatÄ«ts kļūdains paziņojums no Bērkli laboratorijas (ASV) par 118. elementa atklāŔanu, taču pēc datu falsifikācijas atklāŔanas tas vēlāk tika atsaukts.[9][10][11] Savukārt Krievijasā€“ASV kopprojekta rezultāti tika starptautiski atzÄ«ti. 2015. gada 30. decembrÄ« IUPAC darba grupa apstiprināja Dubnas un Livermoras kolēģijas prioritāti Ŕī elementa atklāŔanā, lÄ«dz ar to periodiskajā tabulā noslēdzot 7. periodu. 2016. gada 8. jÅ«nijā IUPAC ierosināja jaunatklātajam elementam pastāvÄ«gu nosaukumu ā€˜oganesonsā€™ (oganesson, Og), un 2016. gada 28. novembrÄ« tas tika oficiāli apstiprināts. Nosaukums pieŔķirts par godu kodolfiziÄ·im Jurijam Oganesjanam, vienam no vadoÅ”ajiem smago elementu pētniekiem,[4] un oganesons kļuva par pirmo Ä·Ä«misko elementu, kas nosaukts dzÄ«va zinātnieka vārdā. Oganesona atklāŔana ir nozÄ«mÄ«gs pagrieziena punkts kodolfizikā un periodiskās tabulas paplaÅ”ināŔanā, kas pavēra ceļu jaunu transaktinÄ«du elementu izpētei.

Fizikālās īpaŔības

[labot | labot pirmkodu]

Tā kā oganesons ir mākslÄ«gi sintezēts un ārkārtÄ«gi nestabils elements ar pussabrukÅ”anas periodu, kas nepārsniedz milisekundi, tā fizikālās Ä«paŔības nav eksperimentāli tieÅ”i izmērÄ«tas. Lielākā daļa informācijas par oganesona uzvedÄ«bu tiek iegÅ«ta no teorētiskiem kvantu Ä·Ä«mijas aprēķiniem, kuros bÅ«tiska nozÄ«me ir relatÄ«vistiskajiem efektiem, kas ievērojami ietekmē tā elektronu struktÅ«ru un mijiedarbÄ«bu starp atomiem. Sākotnēji oganesonu dažkārt uzskatÄ«ja par iespējamu gāzveida vielu istabas temperatÅ«rā, taču mÅ«sdienu augstas precizitātes relativistiskie modeļi, piemēram, saistÄ«tā klastera metodes, blÄ«vuma funkcionāļu teorija, termodinamiskā integrācija, konsekventi paredz, ka oganesons normālos apstākļos ir cietviela. Tiek prognozēts, ka tā kuÅ”anas temperatÅ«ra ir aptuveni 325 Ā± 15 K (52ā€ÆĀ°C), bet virÅ”anas temperatÅ«ra ir aptuveni 450 Ā± 10 K,[1] kas ir neparasti zemas vērtÄ«bas, ņemot vērā tā lielo atommasu (~294 u).

Aprēķinātais blÄ«vums cietajā fāzē ir ap 7,2ā€“7,4 g/cmĀ³, bet Ŕķidrā fāzē ap 6,6ā€“7,1 g/cmĀ³.[1] Agrākie empÄ«riskie novērtējumi deva nedaudz zemākas vērtÄ«bas, tādēļ literatÅ«rā bieži tiek minēts aptuvenais intervāls 5ā€“7 g/cmĀ³.[1] Å Ä«s Ä«paŔības izskaidrojamas ar izteikti augstu polarizējamÄ«bu un pastiprinātu van der Vālsa dispersijas mijiedarbÄ«bu, kā arÄ« ar daudzÄ·ermeņu (piemēram, trÄ«s Ä·ermeņu) ietekmēm, kas oganesonā ir netipiski lielas. Lai gan oganesons periodiskajā tabulā pieder cēlgāzu grupai, tā uzvedÄ«ba bÅ«tiski atŔķiras no klasiskajām inerto gāzu Ä«paŔībām. AtŔķirÄ«bā no pārējām cēlgāzēm, kas istabas temperatÅ«rā ir monoatomiskas gāzes, oganesons, visticamāk, veido Ŕķidru vai pat cietu molekulāru fāzi, turklāt tas tiek uzskatÄ«ts par pusvadÄ«tāju ar aizliegto zonu ~1,5ā€ÆeV.[12] Elektronlokalizācijas analÄ«zes liecina par vienmērÄ«gu, vāji lokalizētu elektronu sadalÄ«jumu valences reÄ£ionā, kas vēl vairāk pastiprina tā netipisko uzvedÄ«bu.[1][13]

Å o Ä«paŔību kopums ā€” cieta fāze istabas temperatÅ«rā, salÄ«dzinoÅ”i zema kuÅ”anas un vārÄ«Å”anās temperatÅ«ra, spēcÄ«gas dispersijas mijiedarbÄ«bas un netipiska elektroniskā struktÅ«ra ā€” padara oganesonu par izņēmumu starp cēlgāzēm un par vienu no interesantākajiem objektiem teorētiskajā Ä·Ä«mijā, kur relatÄ«vistiskie efekti bÅ«tiski pārveido elementa fizikālo dabu.[1]

Ķīmiskās īpaŔības

[labot | labot pirmkodu]

Oganesons (Og) atrodas periodiskās tabulas 18. grupā un formāli tiek klasificēts kā cēlgāze, lÄ«dzÄ«gi kā hēlijs, neons, argons, ksenons un radons. Taču, atŔķirÄ«bā no vieglākajiem Ŕīs grupas elementiem, oganesona Ä·Ä«miskās Ä«paŔības bÅ«tiski ietekmē relatÄ«vistiskie efekti, kas saistÄ«ti ar tā ļoti lielo atommasu, spēcÄ«gu spinaā€“orbÄ«tas mijiedarbÄ«bu un valences elektronu orbitāļu deformāciju.[14] Å ie faktori izraisa izteikti augstu polarizējamÄ«bu, samazinātu jonizācijas potenciālu un iespējamu pozitÄ«vu elektronu pievilkmi (EA ā‰ˆ 0,06ā€“0,08 eV),[15] kas ir atŔķirÄ«gi no klasiskām inertām gāzēm.[1][13][16]

Kamēr tradicionālās cēlgāzes ir monoatomiskas un Ä·Ä«miski inertas, oganesonam prognozē nelielu, bet izmērāmu reaktivitāti. Teorētiskie aprēķini liecina, ka tā visstabilākā oksidÄ“Å”anas pakāpe ir 0, taču noteiktos apstākļos, Ä«paÅ”i ļoti elektronegatÄ«vu ligandu klātbÅ«tnē, varētu pastāvēt arÄ« +2 oksidācijas stāvoklis. Tipisks Ŕāds hipotētisks savienojums ir OgF2, kur oganesons funkcionētu kā vājÅ” elektronu donors. Lai gan augstākas oksidÄ“Å”anas pakāpes, piemēram, +4, ir aprakstÄ«tas teorētiski, tās tiek uzskatÄ«tas par mazāk stabilām un maz ticamām.

Viena no bÅ«tiskākajām oganesona Ä«paŔībām ir ļoti liela van der Vālsa dispersijas mijiedarbÄ«ba, ko pastiprina gan liels atomu tilpums, gan relatÄ«vistiskā elektronu ā€œizplÅ«Å”anaā€. Å o iemeslu dēļ oganesons tiek raksturots kā ā€œmÄ«kstsā€ atoms, kas var iesaistÄ«ties vāji kovalentās vai polarizējamās saistēs, piemēram, adsorbcijā vai vāju kompleksu veidoÅ”anā. SalÄ«dzinot ar radonu vai ksenonu, oganesons varētu bÅ«t nedaudz reaktÄ«vāks, taču joprojām kvalificējams kā zemas reaktivitātes elements.

Lai gan oganesons pēc savas elektronu konfigurācijas (7sĀ²7pā¶) Ŕķiet lÄ«dzÄ«gs citiem cēlgāzes elementiem un teorētiski tam vajadzētu bÅ«t inertam, relatÄ«vistiskā orbitāļu kontrakcija un sajaukÅ”anās (Ä«paÅ”i s un p orbitāļu robežās) samazina enerģētisko barjeru Ä·Ä«miskajai reakcijai. Tas var ļaut tam veidot dažus Ä·Ä«miskus savienojumus, Ä«paÅ”i ar halogēniem vai oksidētājiem.

Tomēr oganesona eksperimentālā Ä·Ä«mija Å”obrÄ«d nav attÄ«stÄ«ta, jo tā pussabrukÅ”anas periods ir ārkārtÄ«gi Ä«ss (~0,89 ms) un laboratoriski pieejams ir tikai ļoti ierobežots atomu skaits. LÄ«dz ar to visi dati par tā Ä·Ä«miskajām Ä«paŔībām Å”obrÄ«d balstās tikai uz teorētiskiem kvantu Ä·Ä«mijas modeļiem. Neskatoties uz to, oganesons tiek uzskatÄ«ts par jauna tipa smagu p-bloka elementu, kas neiederas klasiskajā cēlgāzu priekÅ”statā un paver iespējas pētÄ«t relatÄ«vistisko efektu ietekmi uz elementu Ä·Ä«miju.

Atsauces

[labot | labot pirmkodu]
  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Smits, Odile; Mewes, Jan-Michael; Jerabek, Paul; Schwerdtfeger, Peter (2020 Oct 22). "Oganesson: A Noble Gas Element That Is Neither Noble Nor a Gas". Angew Chem Int Ed Engl. 59 (52): 23636ā€“23640. doi:10.1002/anie.202011976.
  2. ā†‘ Ā«Par sveÅ”vārdu atbilsmēm latvieÅ”u valodāĀ». Latvijas Vēstnesis. SkatÄ«ts: 2020. gada 14. jÅ«lijā.
  3. ā†‘ Ā«OganessonĀ». periodic-table.rsc.org (angļu). SkatÄ«ts: 2025.Ā gada 30.Ā jÅ«lijā.
  4. 1 2 Ā«IUPAC Announces the Names of the Elements 113, 115, 117, and 118Ā». iupac.org (angļu). IUPAC. SkatÄ«ts: 2025.Ā gada 30.Ā jÅ«lijā.
  5. ā†‘ "Colloquium: Superheavy elements: Oganesson and beyond". Reviews of Modern Physics 91. 22 January, 2019. doi:10.1103/RevModPhys.91.011001.
  6. ā†‘ "Chapter Five - Ionization potentials and electron affinity of oganesson with relativistic coupled cluster method". Advances in Quantum Chemistry 83: 107-123. 2021. doi:10.1016/bs.aiq.2021.05.007.
  7. ā†‘ "Synthesis of the isotopes of elements 118 and 116 in the 249Cf and 245Cm+48Ca fusion reactions". Physical Review C 74. 9 October, 2006. doi:10.1103/PhysRevC.74.044602.
  8. ā†‘ Ā«Results from the First(249)Cf+(48)Ca Experiment.Ā». ntrl.ntis.gov (angļu). SkatÄ«ts: 2025.Ā gada 30.Ā jÅ«lijā.
  9. ā†‘ "Lawrence Berkeley Lab Concludes that Evidence of Element 118 Was a Fabrication". Physics Today 55 (9): 15ā€“17. 2002. doi:10.1063/1.1522199.
  10. ā†‘ Ā«Results of Element 118 Experiment RetractedĀ». lbl.gov (angļu). SkatÄ«ts: 2025.Ā gada 30.Ā jÅ«lijā.
  11. ā†‘ Ā«OganessonĀ» (angļu). Encyclopedia Britannica. SkatÄ«ts: 2020. gada 14. jÅ«lijā.
  12. ā†‘ "Oganesson Is a Semiconductor: On the Relativistic Bandā€Gap Narrowing in the Heaviest Nobleā€Gas Solids". Angew Chem Int Ed Engl. 58 (40): 14260ā€“14264. 2019 Aug 28. doi:10.1002/anie.201908327.
  13. 1 2 "Electron and Nucleon Localization Functions of Oganesson: Approaching the Thomas-Fermi Limit". Physical Review Letters 120. 31 January, 2018. doi:10.1103/PhysRevLett.120.053001.
  14. ā†‘ Ā«https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jp982735kĀ». pubs.acs.org (angļu). SkatÄ«ts: 2025.Ā gada 30.Ā jÅ«lijā.
  15. ā†‘ Yangyang Guo, LukĆ”Å” FĆ©lix PaÅ”teka, Ephraim Eliav, Anastasia Borschevsky. Ionization potentials and electron affinity of oganesson. doi:10.48550/arXiv:2107.02164.
  16. ā†‘ "Electron affinity of oganesson". Phbysical Review A 104. 30 July, 2021. doi:10.1103/PhysRevA.104.012819.

Ārējās saites

[labot | labot pirmkodu]
Saturs iegūts no "https://lv.wikipedia.org/w/index.php?title=Oganesons&oldid=4314490"