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.