Оганесон^[3] (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)^[4] в сотрудничестве с Ливерморской национальной лабораторией. Результаты этих экспериментов были опубликованы в 2006 году^[5]. 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, предложенные первооткрывателями и утверждённые ИЮПАК^[6].

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

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».^[7] 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».^[8]

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.^[9]

Вскоре после открытия 118-го элемента появились неофициальные предложения назвать его московием (Mw)^[10][11]. 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^[12], который состоится в июле 2017 года^[13].

28 ноября 2016 года ИЮПАК утведил название «оганесон» для 118-го элемента^[6].

История открытия

Первое заявление об открытии элементов 116 и 118 в 1999 году в Беркли (США)^[14] оказалось ошибочным и даже фальсифицированным^[15]. Использовалась реакция холодного слияния ядер свинца и криптона:

${\displaystyle {\ce {^{86}_{36}{Kr}+_{82}^{208}{Pb}\to _{118}^{293}{Og}+_{0}^{1}{n}}}}$

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^[16].

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)^[5][10].

30 декабря 2015 года ИЮПАК официально признал открытие 118-го элемента и приоритет в этом учёных из ОИЯИ и Ливерморской национальной лаборатории.^[17]

Получение

Оганесон был получен в результате ядерной реакции

${\displaystyle {\ce {^{249}_{98}{Cf}+_{20}^{48}{Ca}\to _{118}^{294}{Og}+3_{0}^{1}{n}}}}$

Физические свойства

Оганесон, в отличие от более лёгких аналогов, будет первым инертным газом в твёрдом состоянии при нормальных условиях, что придаёт ему совершенно иные физические свойства^[18].

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^[19].

Химические свойства

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^[20]. 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^[21][22]. 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)^[23]. 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

Примечания