Oganesson (Og) – Element 118: Definition, Entdeckung & Eigenschaften
Oganesson (Og, Z=118): Entdeckung, Benennung nach Yuri Oganessian, Eigenschaften, Synthese und Bedeutung — kompakter Überblick über Forschungsergebnisse und theoretische Vorhersagen.
Oganesson ist ein synthetisches chemisches Element mit dem Symbol Og und der Ordnungszahl 118. Es gehört in das Periodensystem zur Gruppe der Edelgase (Gruppe 18), liegt in der 7. Periode und ist damit das bisher schwerste bestätigte Element nach Ordnungszahl.
Das Element ist zu Ehren von Yuri Oganessian benannt. Es wurde 2002 am Gemeinsamen Institut für Kernforschung (JINR) in Dubna, Russland, von einem gemeinsamen Team russischer und amerikanischer Wissenschaftler synthetisiert. Im Dezember 2015 wurde es von der Gemeinsamen Arbeitsgruppe der internationalen wissenschaftlichen Gremien IUPAC und IUPAP als eines von vier neuen Elementen anerkannt. Die offizielle Benennung zu „Oganesson“ erfolgte am 28. November 2016.
Entdeckung und Benennung
Die Entdeckung basierte auf Experimenten mit beschleunigten Calcium-48-Ionen, die auf Targets aus schweren Actinoiden wie Californium gerichtet wurden. Dabei verschmelzen Kernfragmente kurzzeitig und erzeugen einzelne Atome von sehr schweren Elementen. Die ersten Berichte über die Synthese von Element 118 stammen aus der Zusammenarbeit des JINR in Dubna mit US-Partnern (u. a. Lawrence Livermore National Laboratory).
Der Name „Oganesson“ würdigt die Leistungen von Yuri Oganessian auf dem Gebiet der Super-Schwer-Elemente und wurde von der IUPAC offiziell bestätigt.
Isotope und Herstellung
- Bekannte Isotope: Bisher wurden nur Isotope mit Massenzahlen um 293–294 nachgewiesen (atomare Massen um 293–294 u).
- Halbwertszeiten: Alle bekannten Isotope sind extrem kurzlebig; die gemessenen Halbwertszeiten liegen im Bereich von Bruchteilen einer Millisekunde bis zu einigen Millisekunden, sodass nur wenige Atome erzeugt und sehr schnell nachgewiesen werden können.
- Synthese: Üblich ist die Fusion-Evaporation-Reaktion, z. B. 249Cf(48Ca, xn) → 294−xOg, bei der Neutronen aus dem Reaktionsprodukt ausgebrütet werden. Solche Experimente erfordern hochspezialisierte Beschleuniger, empfindliche Detektoren und langdauernde Strahlzeiten.
Physikalische und chemische Eigenschaften (vorhergesagt)
Da nur sehr wenige Atome erzeugt wurden und diese nur sehr kurz existieren, sind viele Eigenschaften von Oganesson experimentell nicht direkt messbar. Aussagen basieren deshalb auf theoretischen Rechnungen und auf extrapolierten Trends im Periodensystem.
- Elektronenkonfiguration (theoretisch): ungefähr [Rn]5f14 6d10 7s2 7p6. Allerdings führen starke relativistische Effekte bei so schweren Kernen zu Abweichungen von der einfachen Schalenstruktur.
- Aggregatzustand: Während leichtere Edelgase bei Standardbedingungen gasförmig sind, sagen einige Rechnungen voraus, dass Oganesson aufgrund starker van-der-Waals- und relativistischer Bindungen bei Raumtemperatur möglicherweise fest oder flüssig sein könnte. Diese Vorhersagen sind aber unsicher.
- Reaktivität: Trotz seiner Stellung als Edelgas könnte Oganesson reaktiver sein als die leichteren Edelgase (z. B. Radon). Relativistische Effekte können die Elektronendichte an den äußersten Schalen verändern, sodass höhere Bindungsneigungen und ungewöhnliche Oxidationsstufen möglich sind.
- Oxidationsstufen: Theoretische Arbeiten diskutieren unter anderem die Stabilität von Zuständen mit Oxidationszahlen 0 und +2; auch komplexere Verbindungen (z. B. Fluoride) wurden in Rechnungen untersucht.
- Dichte und Atomradius: Vorhersagen sagen eine sehr hohe Dichte und größere Atomradien im Vergleich zu leichteren Edelgasen, jedoch variieren konkrete Zahlen je nach Modell.
Vorkommen, Verwendung und Sicherheit
Oganesson kommt in der Natur nicht vor und hat keine praktischen Anwendungen außerhalb der Grundlagenforschung. Es wird ausschließlich atomweise in Teilchenbeschleunigern erzeugt. Aufgrund der extremen Radioaktivität und Kurzlebigkeit sind direkte Anwendungen ausgeschlossen; die Forschung dient dem besseren Verständnis von Kernphysik, Atomstruktur unter starken relativistischen Effekten und der Synthese von Super-Schwer-Elementen.
Sicherheitsrelevante Hinweise: Die Handhabung von Targets und radioaktiven Materialien in solchen Experimenten unterliegt strengen Sicherheits- und Strahlenschutzvorschriften. Die erzeugten Oganesson-Atome selbst zerfallen rasch und sind nur in spezialisierten Detektorsystemen nachweisbar.
Bedeutung für Wissenschaft
Oganesson ist wichtig für die Erforschung der Grenzen des Periodensystems und für Tests moderner Kern- und Atommodelle, insbesondere bezüglich der Rolle relativistischer Effekte in sehr schweren Atomen. Die Untersuchung solcher Elemente liefert Hinweise auf die Lage möglicher „Inseln der Stabilität“ und auf die Validität theoretischer Vorhersagen für noch schwerere Systeme.
Kurz zusammengefasst: Oganesson (Og, Z = 118) ist ein synthetisches, extrem kurzlebiges Super-Schwer-Element, das 2002 in Dubna erzeugt und 2016 nach Yuri Oganessian benannt wurde. Experimentelle Daten sind rar; viele physikalische und chemische Eigenschaften beruhen auf theoretischen Vorhersagen.
Fragen und Antworten
F: Was ist Oganesson?
A: Oganesson ist ein synthetisches chemisches Element mit dem Symbol Og und der Ordnungszahl 118.
F: Was ist die Ordnungszahl von Oganesson?
A: Oganesson hat eine Ordnungszahl von 118.
F: Ist Oganesson radioaktiv?
A: Ja, Oganesson ist radioaktiv.
F: Wie viele Atome des Isotops Oganesson-294 wurden seit 2005 erzeugt?
A: Seit 2005 wurden nur fünf (möglicherweise sechs) Atome des Isotops Oganesson-294 erzeugt.
F: Was ist die höchste Atommasse aller bekannten Elemente?
A: Die höchste Atommasse aller bekannten Elemente gehört zu Oganesson.
F: Gibt es stabile Formen von Oganesson?
A: Nein, das radioaktive Oganesson-Atom ist sehr instabil und hat keine stabilen Formen.
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