Hassium (Hs) — synteettinen alkuaine 108: ominaisuudet ja hapettuminen
Hassium (Hs) — synteettinen alkuaine 108: tutustu sen ominaisuuksiin, radioaktiivisuuteen ja hapettumiseen hassiumtetrooksiksi sekä vertailuun osmiumin kanssa.
Hassium on kemiallinen alkuaine. Sitä on kutsuttu nimillä unniloctium ja eka-osmium. Sen symboli on Hs. Sen järjestysluku on 108. Se on transuraaninen alkuaine, eli se kuuluu keinotekoisesti tuotettuihin, yleisesti hyvin lyhytikäisiin raskaisiin alkuaineisiin.
Hassium on radioaktiivinen alkuaine, jota ei esiinny luonnossa vapaana. Sitä voidaan valmistaa vain atomien tai hyvin pienten isotooppimäärien tasolla hiukkaskiihdyttimissä tapahtuvissa raskasionifuusioissa.
Löytäminen ja nimi
Hassiumin ensimmäiset havaintotulokset hyväksytään yleisesti 1980-luvun puolivälin kokeiksi, joissa saksalaisessa GSI Helmholtzin keskuksessa Darmstadtissa tuotettiin uusia superraskaiden alkuaineiden isotooppeja. Alkuaineelle annettiin virallinen nimi hassium, joka tulee latinan kielestä "Hassia" eli Hessen osavaltiosta, missä Darmstadt sijaitsee. Nimi hyväksyttiin kansainvälisissä nimistökeskusteluissa.
Tuotanto ja isotoopit
Hassiumia tuotetaan pommittamalla raskailla ionisuihkuilla lyijy- tai bismuttikohteita tai muita raskaita ytimiä. Tuotantomenetelmät ovat teknisesti vaativia: syntyvät tapahtumat ovat harvinaisia ja atomit tutkitaan "yksittäisatomikemiassa" tai spektrometrisillä menetelmillä. Tunnetut isotoopit ovat kaikki radioaktiivisia ja niiden puoliintumisajat vaihtelevat hyvin lyhyestä (millisekunteja tai sekunteja) pidempiin arvoihin; tutkituista isotoopeista osa elää riittävän kauan kemiallisten kokeiden suorittamiseen, mutta mitään vakaata tai pitkäikäistä isotooppia ei ole.
Rakenne ja sijainti jaksollisessa järjestelmässä
Hassium kuuluu siirtymämetallien ryhmään ja on periodilla 7, ryhmässä 8. Sijoitus vastaa jaksollisessa järjestelmässä osmiumia; tästä syystä odotetaan, että hassiumin kemialliset ominaisuudet muistuttavat tiettyjä osmiumin piirteitä (osmium on sen yläpuolella jaksollisessa järjestelmässä). Teoreettinen elektronikonfiguraatio on usein esitetty muodossa [Rn]5f14 6d6 7s2, mutta erittäin raskaille alkuaineille tyypilliset relatiivistiset vaikutukset voivat muokata elektronirakennetta ja käyttäytymistä.
Fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet
- Luokitus: transaktinoidi / siirtymämetalli, ryhmä 8.
- Elektronikonfiguraatio (ennuste): [Rn]5f14 6d6 7s2, mutta relatiiiviset vaikutukset ovat merkittäviä.
- Fysikaaliset suureet kuten tiheys, sulamis- ja kiehumispiste ovat pääosin ennusteita teorian ja laskelmien perusteella; odotettavissa on hyvin korkea tiheys ja metallinen kiinteä olomuoto vakiona (jos suurempia määriä olisi saatavilla).
- Isotoopit ovat radioaktiivisia; kemialliset kokeet tehdään yleensä atomitasolla ennen kuin ydinreaktiot hajottavat atomin.
Hapettuminen ja tunnetut yhdisteet
Hassium hapettuu kuten osmium, ja odotettu tärkein korkean oksidaation tilan yhdiste on hassiumtetrooksidi HsO4 (analoginen osmiumtetroksidin OsO4 kanssa). Kokeelliset ja teoreettiset tutkimukset viittaavat siihen, että HsO4 muodostuu ja että se on vähemmän haihtuvaa kuin osmiumtetroksidi. Käytännön kemiassa tämä tarkoittaa, että hassiumtetroksidi adsorboituu pinnalle voimakkaammin ja sen volatiilisuus on pienempi kuin OsO4:llä, mikä on havaittu yksiatomikokeissa.
Hassiumille ennustetaan myös muiden oksidaatioasteiden mahdollisuus (esim. +6, +4), ja teoreettiset laskelmat sekä atomitason kemialliset kokeet ovat osoittaneet ryhmän 8 kemian piirteitä soveltuvin osin. Relativistiset vaikutukset voivat kuitenkin antaa hassiumille pieniä mutta havaittavia eroja verrattuna kevyempiin homologeihin.
Käyttö ja turvallisuus
Hassiumilla ei ole käytännön sovelluksia teollisuudessa tai lääketieteessä johtuen sen äärimmäisen pienistä tuotantomääristä ja radioaktiivisuudesta. Tutkimus keskittyy periaatteessa ydin- ja atomikemiallisiin ominaisuuksiin sekä jaksollisen järjestelmän raskaiden pääteiden ymmärtämiseen. Koska hassiumia valmistetaan vain atomien tai pienten joukkioiden tasolla, sen radioaktiivisuus on merkittävä mutta ei aiheuta laaja‑alaisia riskejä: kokeet suoritetaan suljetuissa, etäohjatuissa asetuksissa erityislaitteilla ja säteilysuojauksella.
Yhteenvetona: hassium on synteettinen, radioaktiivinen ryhmän 8 alkuaine, jonka kemia muistuttaa osmiumia mutta jota muokkaavat merkittävästi relatiivistiset ilmiöt. Tutkimus kohdistuu erityisesti sen korkeiden oksidaatiotilojen synteesiin ja yhdisteiden, kuten HsO4:n, karakterisointiin.
Historia
Hassiumia valmistettiin ensimmäisen kerran vuonna 1984. Se valmistettiin Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) -laitoksessa Darmstadtissa, Saksassa. Darmstadtiumia valmistavaa ryhmää johtivat Peter Armbruster ja Gottfried Münzenberg.
Alkuaine on saanut nimensä Saksan Hessenin osavaltion latinankielisestä nimestä. Hessen on osavaltio, jossa Gesellschaft für Schwerionenforschung sijaitsee.
Ennen kuin se nimettiin Hassiumiksi, tiedemiehet eivät osanneet päättää, mikä sen nimen pitäisi olla. Nimestä kiisteltiin. Väliaikainen IUPAC:n systemaattinen alkuaineen nimi oli unniloctium. Nimen symboli oli Uno. Vuonna 1994 IUPAC:n komitea suositteli, että alkuaine 108 nimettäisiin hahniumiksi. Nimi hassium hyväksyttiin kansainvälisesti vuonna 1997.
Hassium-270
Hassiumin isotooppi 270 löydettiin joulukuussa 2006. Sen löysi Münchenin teknisen yliopiston johtama kansainvälinen tutkijaryhmä. Kyseessä on kaksinkertaisesti maaginen isotooppi. Sen puoliintumisaika on 22 sekuntia. Tutkijat olivat ajatelleet, että raskaita ja vakaita isotooppeja pitäisi olla olemassa. Joidenkin teorioiden mukaan Hassium-270 saattaa olla osa vakauden saareketta.
Kysymyksiä ja vastauksia
Q: Mikä on Hassium?
V: Hassium on radioaktiivinen ja epävakaa kemiallinen alkuaine.
K: Mikä on hassiumin symboli?
V: Hassiumin symboli on Hs.
K: Mikä on hassiumin järjestysluku?
V: Hassiumin järjestysluku on 108.
K: Mihin luokkaan Hassium kuuluu painonsa puolesta?
V: Hassium on erittäin raskas transuraaninen alkuaine.
K: Onko Hassium luonnollinen alkuaine?
V: Ei, Hassium ei ole luonnon alkuaine. Se on valmistettava laboratoriossa.
K: Onko hassium stabiili alkuaine?
V: Ei, hassium on epävakaa alkuaine.
K: Voimmeko saada hassiumia luonnosta?
V: Ei, emme voi saada hassiumia luonnosta, koska se on radioaktiivinen alkuaine, jota ei esiinny luonnossa.
Etsiä