Oganeson je sintetični kemični element s simbolom Og in atomskim številom 118. Prvič ga je leta 2002 na Skupnem inštitutu za jedrske raziskave v Dubni blizu Moskve v Rusiji sintetizirala skupina ruskih in ameriških znanstvenikov. Decembra 2015 ga je Skupna delovna skupina mednarodnih znanstvenih teles IUPAC in IUPAP priznala kot enega od štirih novih elementov. Formalno je bil imenovan 28. novembra 2016. Ime je v skladu s tradicijo imenovanja elementov po znanstvenikih, v tem primeru po jedrskem fiziku Juriju Oganesjanu, ki je imel pomembno vlogo pri odkrivanju najtežjih elementov v periodnem sistemu. Je eden od le dveh elementov, poimenovanih po osebi, ki je bila v času poimenovanja živa (drugi je siborgij), in edini element, katerega soimenjak je danes še živ.
Oganeson ima najvišje atomsko število in največjo atomsko maso od vseh znanih elementov. Radioaktivni atom oganesona je zelo nestabilen in od leta 2005 je bilo zaznanih le pet (mogoče šest) atomov izotopa oganesona-294. Čeprav je to omogočilo zelo malo eksperimentalnih karakterizacij njegovih lastnosti in možnih spojin, so teoretični izračuni privedli do številnih napovedi, vključno z nekaterimi presenetljivimi. Na primer, čeprav je oganeson član 18. skupine (žlahtni plini) in prvi tovrstni sintetični element, je v nasprotju z vsemi drugimi elementi te skupine občutno reaktiven. V preteklosti je veljalo, da gre za plin pri običajnih pogojih, zdaj pa naj bi bil zaradi relativističnih učinkov trden. Na periodnem sistemu elementov je element p-bloka in zadnji v sedmi periodi.
Uvod
Zgodovina
Prva predvidevanja Možnost sedmega žlahtnega plina po heliju, neonu, argonu, kriptonu, ksenonu in radonu je bila obravnavana skoraj takoj, ko je bila odkrita skupina žlahtnih plinov. Danski kemik Hans Peter Jørgen Julius Thomsen je aprila 1895, leto po odkritju argona, napovedal, da obstaja cela vrsta kemično inertnih plinov, podobnih argonu, ki bodo med skupinami halogenov in alkalijskih kovin: pričakoval je, da bo sedma skupina končala periodo z 32 elementi, ki je vsebovala torij in uran, ter da ima atomsko težo 292, blizu 294, ki je sedaj znana po prvem in edinem potrjenem izotopu oganesona. Niels Bohr je leta 1922 ugotovil, da bi moral ta sedmi žlahtni plin imeti atomsko število 118, in napovedal njegovo elektronsko strukturo kot 2, 8, 18, 32, 32, 18, 8, kar ustreza sodobnim napovedim. Po tem je Aristid von Grosse leta 1965 napisal članek, v katerem je napovedal verjetne lastnosti elementa 118. Po Thomsenovi napovedi je minilo 107 let, preden je bil oganeson uspešno sintetiziran, vendar njegove kemijske lastnosti še vedno niso raziskane, da bi ugotovili, ali se obnaša kot težji kongener radona. V članku iz leta 1975 je Kenneth Pitzer predlagal, da mora biti 118. element plin ali hlapna tekočina zaradi relativističnih učinkov.
Konec leta 1998 je poljski fizik Robert Smolańczuk objavil izračune o fuziji atomskih jeder za sintezo supertežkih atomov, vključno z oganesonom. Njegovi izračuni nakazujejo, da bi bilo mogoče oganeson izdelati tako, da bi v skrbno nadzorovanih pogojih lahko jedri svinca in kriptona združili in da bi bila verjetnost fuzije (prerez) te reakcije blizu reakciji svinec-krom, ki je ustvarila element 106, siborgij . To je nasprotovalo napovedim, da se bodo preseki reakcij s svincem ali bizmutovimi tarčami eksponentno zniževali, ko se bo atomsko število nastalih elementov povečalo.
Leta 1999 so raziskovalci iz Narodnega laboratorija Lawrence v Berkeleyu uporabili te napovedi in v prispevku, objavljenem v Physical Review Letters, in kmalu po poročanju rezultatov v Science objavili odkritje livermorija in oganesona. Raziskovalci so poročali, da so izvedli reakcijo
208Pb + 86Kr → 293Og + 1Nt
Leta 2001 so objavili retrakcijo, potem ko raziskovalci v drugih laboratorijih in laboratorij v Berkeleyu niso mogli ponoviti rezultatov. Junija 2002 je direktor laboratorija sporočil, da je prvotna trditev o odkritju teh dveh elementov temeljila na podatkih, ki jih je pridobil glavni avtor Victor Ninov.Element 118 disappears two years after it was discovered. Physicsworld.com. Retrieved on 2 April 2012. Novejši eksperimentalni rezultati in teoretične napovedi so potrdile eksponentno zmanjšanje presekov s tarčami svinca in bizmuta, ko se atomsko število nastalega nuklida poveča.
Poročila o odkritju Prvi potrjen razpad atomov oganesona je leta 2002 na Združenem inštitutu za jedrske raziskave (JINR) v Dubni v Rusiji opazila skupna skupina ruskih in ameriških znanstvenikov. V skupini, ki jo je vodil Jurij Oganesjan, ruski jedrski fizik armenske narodnosti, so bili tudi ameriški znanstveniki iz Narodnega laboratorija Lawrence Livermore v Kaliforniji. Odkritje ni bilo objavljeno takoj, saj se je energija razpada 294Og ujemala z energijo 212mPo, običajne nečistoče, ki nastane v fuzijskih reakcijah, namenjenih proizvodnji supertežkih elementov, zato je bila napoved odložena do potrditvenega eksperimenta leta 2005, ki je bil namenjen proizvodnji več atomov oganesona. V poskusu iz leta 2005 je bila uporabljena drugačna energija snopa (251 MeV namesto 245 MeV) in debelina tarče (0,34 mg/cm2 namesto 0,23 mg/cm2 ). 9. oktobra 2006 so raziskovalci objavili, da so posredno odkrili skupno tri (morda štiri) jedra oganesona-294 (eno ali dve v letu 2002 in dve še v letu 2005), ki so nastali zaradi trkov atomov kalifornija-249 in ionov kalcija-48.
249Cf + 48Ca → 294Og + 3 1Nt
Leta 2011 je IUPAC ocenil rezultate sodelovanja Dubna-Livermore iz leta 2006 in zaključil: "Trije dogodki, ki so poročali za izotop Z = 118 imajo zelo dobro notranjo redundanco, vendar brez povezave z znanimi jedri ne izpolnjujejo meril za odkritje."
Zaradi zelo majhne verjetnosti fuzijske reakcije (fuzijski prerez je ~0,3–0,6 pb ali ) je poskus trajal štiri mesece in je vključeval kalcijevih ionov, ki jih je bilo potrebno ustreliti v tarčo kalifornija, da se je ustvaril prvi zabeleženi dogodek, za katerega se domneva, da je sinteza oganesona. Kljub temu so bili raziskovalci zelo prepričani, da rezultati niso lažno pozitivni, saj je verjetnost, da so bili zaznani naključni dogodki, ocenjena na manj kot enega na .
V poskusih so opazili alfa-razpad treh atomov oganesona. Predlagan je bil tudi četrti razpad z neposredno spontano cepitvijo. Izračunana razpolovna doba je bila 0,89 ms. razpade na z alfa razpadom. Ker so bila narejena samo tri jedra, ima razpolovna doba, ki izhaja iz opazovanih življenjskih življenj, veliko negotovost (.)
294Og → 290Lv + 4He
Identifikacija jedra je bila preverjena z ločenim ustvarjanjem domnevnega pridukta neposredno z bombardiranjem s ioni,
245Cm + 48Ca → 290Lv + 3 1Nt,
in preverjanjem, da se razpad ujema z verigo razpada jedra. Hčerinsko jedro je zelo nestabilno z življenjsko dobo 14 milisekund in nato razpade na , ki lahko razpade s spontano cepitevijo ali z razpadom alfa v , ki bo razpadel s spontano cepitvijo.
Potrditev En atom težjega izotopa 295Og je bil mogoče proizveden v poskusu leta 2011 v Centru za raziskave težkih ionov GSI Helmholtz v Darmstadtu v Nemčiji, katerega cilj je bila sinteza elementa 120 v reakciji 248Cm + 54Cr, vendar negotovost podatkov pomeni, da opazovane verige ni mogoče natančno dodeliti 299Ubn ali 295Og. Podatki kažejo, da ima 295Og razpolovni čas 181 milisekund, daljšega kot 294Og, ki je 0,7 milisekund.
Decembra 2015 sta Mednarodna zveza za čisto in uporabno kemijo (IUPAC) in Mednarodna zveza za osnovno in uporabno fiziko (IUPAP) prepoznala odkritje elementa in prednost odkritja dodelila sodelovanju med Dubno in Livermorom.Discovery and Assignment of Elements with Atomic Numbers 113, 115, 117 and 118 . IUPAC (30 December 2015) To je bila posledica potrditve dveh lastnosti produkta 294Og, 286Fl v letih 2009 in 2010 v Nacionalnem laboratoriju Lawrence v Berkeleyu, pa tudi opazovanja druge konstantne verige razpada 294Og skupine Dubna leta 2012. Cilj tega poskusa je bila sinteza 294Ts z reakcijo 249Bk(48Ca, 3n), vendar je kratka razpolovna doba 249Bk povzročila, da je velika količina berkelija razpadla na 249Cf, kar je povzročilo sintezo oganesona namesto tenesa.
Skupina Dubna je od 1. oktobra 2015 do 6. aprila 2016 izvedla podoben eksperiment s snopom 48Ca, ustreljenim proti kalifornijevi tarči z mešanico izotopov 249Cf, 250Cf in 251Cf z namenom ustvariti težje izotope oganesona 295Og in 296Og. Uporabili so dve energiji 48Ca (252 MeV in 258 MeV). Pri nižji energiji atomov je bil opažen le en atom, katerega razpadna veriga je ustrezala že prej znanemu 294Og (ki se je končala s spontano cepitvijo 286Fl), pri višji energiji snopa pa nobenega. Poskus se je nato ustavil, saj je lepilo iz okvirjev sektorja prekrilo tarčo in preprečilo uhajanje ostankov izhlapevanja do detektorjev. S to reakcijo je možna tudi proizvodnja 293Og in njegovega produkta, 289Lv ter še težji izotop 297Og. Izotopi 295Og in 296Og lahko nastanejo tudi v fuziji 248Cm s 50Ti projektili. Iskanje 295Og, ki se je začelo poleti 2016 pri RIKEN v 3n kanalu te reakcije, ni bilo uspešno, čeprav naj bi študijo nadaljevali; podrobna analiza in meja preseka nista bili objavljeni. Ti težji in verjetno bolj stabilni izotopi so lahko koristni pri raziskovanju kemije oganesona.
Poimenovanje desno|sličica| Element 118 je bil poimenovan po Juriju Oganesjanu, pionirju pri odkrivanju sintetičnih elementov, z imenom oganeson (Og). Oganessian in razpadna veriga oganesona-294 sta bila na armenski znamki, izdani 28. decembra 2017. Z uporabo Mendelejevega poimenovanja za neimenovane in neodkrite elemente je oganeson včasih znan kot eka-radon (do šestdesetih let 20. stoletja kot eka-emanacija, saj je emanacija staro ime za radon). Leta 1979 je IUPAC neodkritemu elementu dodelil sistematično nadomestno ime ununoktij s simbolom Uuo in priporočil, da se uporablja do potrjenega odkritja elementa. Čeprav so bila priporočila pogosto uporabljena v kemijski skupnosti na vseh ravneh, od učilnic kemije do poglobljenih učbenikov, so bila med znanstveniki s tega področja večinoma prezrta, ki so ga imenovali "element 118" s simbolom E118 (118) ali celo preprosto 118.
Pred retrakcijo leta 2001 so raziskovalci iz Berkeleyja nameravali element poimenovati giorsij (Gh), po Albertu Ghiorsu (vodilnem članu raziskovalne skupine).
Ruski odkritelji so o svoji sintezi poročali leta 2006. V skladu s priporočili IUPAC imajo odkritelji novega elementa pravico predlagati ime. Leta 2007 je vodja ruskega inštituta izjavil, da ekipa razmišlja o dveh imenih novega elementa: flerovij, v čast Georgija Fljorova, ustanovitelja raziskovalnega laboratorija v Dubni; in moskovij, v znak priznanja Moskovski oblasti, kjer se nahaja Dubna. Izjavil je tudi, da čeprav je bil element odkrit kot ameriška kolaboracija, ki je zagotovila kalifornijsko tarčo, bi ga morali upravičeno poimenovati v čast Rusije, saj je bil Laboratorij za jedrske reakcije Fljorov pri JINR edini na svetu, ki bi lahko dosegel ta rezultat. Ta imena so bila pozneje predlagana za element 114 (flerovij) in element 116 (moskovij). Flerovij je postalo ime elementa 114; končno ime, predlagano za element 116, je bilo livermorij, kasneje pa je bil moskovij predlagan in sprejet za element 115.
Do sedaj se imena vseh žlahtnih plinov končajo na "-on", z izjemo helija, za katerega ob odkritju ni bilo znano, da je žlahtni plin. Smernice IUPAC, veljavne v trenutku odobritve odkritja, pa so zahtevale, da se vsi novi elementi poimenujejo s končnico "-ij" (v angleščini "-ium"), tudi če se izkaže, da so halogeni (ki se v angleščini končajo z "-ine") ali žlahtni plini. Začasno ime ununoktij je tej konvenciji sledilo, novo priporočilo IUPAC, objavljeno leta 2016, pa priporoča uporabo končnice "-on" za nove elemente skupine 18, ne glede na to, ali imajo kemijske lastnosti žlahtnega plina.