Ununoktiyum (Uuo)

Ununoktiyum (Uuo), eka-radon veya 118. element olarak da bilinen 118 atom numaralı trans aktinit elementtir. Ununoktiyum ve Uuo, IUPAC tarafından bu element için verilmiş geçici isim ve sembollerdir. Ununoktiyum "bir-bir-sekiz-yum"un Dog Latin ifadesidir. Periyodik tabloda p bloğunda yer alır ve 7. periyodun son elementidir. Ununoktiyum 18. gruptaki tek sentetik elementtir. Keşfedilen elementler içinde en büyük atom numarasına ve atom kütlesine sahip olanıdır.

Radyoaktif ununoktiyum son derece kararsızdır, ve 2002'den beri ²⁹⁴Uuo izotopunun yalnızca üç (muhtemelen dört) atomu algılanabilmiştir. Bu durum, elementin özelliklerinin ve olası bileşiklerinin deneysel olarak belirlenmesine çok az izin verse de, kuramsal hesaplamalar, bazıları beklenmedik olmak üzere birçok öngörüye izin vermektedir. Örneğin 18. grup elementi olmasına rağmen, diğer 18. grup elementlerinin tamamı soygaz iken, ununoktiyum olasılıkla bir soygaz değil. Önceleri elementin gaz olduğu düşünülüyordu ancak şimdi, rölativistik etkilerden dolayı normal şartlar altında bir katı olduğu tahmin edilmektedir.

Başarısız denemeler]

1998'in sonunda Polonyalı fizikçi Robert Smolańczuk, 118. elementin de dahil olduğu süperağır atomların sentezi doğrultusunda atomik çekirdeğin füzyonuna ilişkin hesaplamlar yayımladı. Smolańczuk'un hesaplamaları 118. elementin, dikkatlice kontrol edilen şartlar altında kurşunun kripton ile füzyonuyla elde edilebileceğini ortaya attı.

1999'da Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı'nda araştırmacılar bu öngörüleri kullandılar ve Physical Review Letters'ta ve hemen ardından Science'ta yayımlanan makalelerle, 116. ve 118. elementlerin keşfini duyurdular. Araştırmacıların iddiasına göre gerçekleştirilen reaksiyon;

⁸⁶₃₆Kr + ²⁰⁸₈₂Pb → ²⁹³₁₁₈Uuo + n, şeklindeydi.

Ertesi yıl diğer laboratuvarlardaki araştırmacılar sonuçları tekrarlayamayınca ve Berkeley laboratuvarı da kendisini tekrarlayamayınca bir tekzip yayımladılar. Sciencedergisi de makaleyi geri çekip okurlarından özür diledi. Haziran 2002'de laboratuvarın direktörü bu iki elementin keşfi iddiasının baş yazar Victor Ninov'un uydurma verilerinden türediğini duyurdu.

Keşif

Ununoktiyum atomlarının ilk bozunumu 2002'de Dubna, Rusya'daki Ortak Nükleer Araştırma Enstitüsü'nde (Joint Institute for Nuclear Research-JINR) gözlendi. 9 Ekim 2006'da Dubna'da, JINR ve Kaliforniya, ABD'deki Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı'ndaki bilim insanları, kaliforniyum-249 atomları ve kalsiyum-48 iyonlarının çarpıştırılması ile üretilen toplam üç (ya da dört) ununoktiyum-294 atomunu (bir veya iki tane 2002'de ve iki tane daha 2005'te) doğrudan olmayan yöntemle algıladıklarını duyurdular.

²⁴⁹₉₈Cf + ⁴⁸₂₀Ca → ²⁹⁴₁₁₈Uuo + 3 n.

Çok düşük füzyon reaksiyonu olasılığından dolayı (füzyon reaksiyonu tesir kesiti ~0.3–0.6 pb = (3–6)×10⁻⁴¹ m²'dir) deney dört ay sürdü ve ununoktiyum sentezi olduğuna inanılan ilk kaydedilmiş olayı gerçekleştirmek için kaliforniyum hedefe çarpıştırılacak 4×10¹⁹ kalsiyum iyonu içeriyordu. Buna rağmen araştırmacılar sonucun bir yalancı pozitif olmadığından emindi, çünkü tespitlerin rasgele olaylar olma şansı yaklaşık 100,000'de birdi.

Deneylerde ununoktiyum atomlarından üçünün alfa bozunması gözlendi. Doğrudan kendiliğinden fisyon ile meydana gelen dördüncü bir bozunma ayrıca ortaya atıldı. 0.89 ms'lik bir yarı ömür hesaplandı. ²⁹⁴Uuo alfa bozunması ile ²⁹⁰Uuh'ye dönüşür. Sadece üç çekirdek olduğundan yarı ömür, büyük bir kesinsizlikle (0.89^+1.07_−0.31 ms) gözlenen yaşam sürelerinden türetildi.

²⁹⁴₁₁₈Uuo → ²⁹⁰₁₁₆Uuh + ⁴He

²⁹⁴Uuo çekirdeklerinin tanılanması, ²⁴⁵Cm'nin ⁴⁸Ca iyonları ile bombardıman edilmesiyle ayrı ayrı yaratılan, varsayılan kız çekirdek²⁹⁰Uuh ile ve ²⁹⁰Uuh bozunumunun ²⁹⁴Uuo çekirdeklerinin bozunum zinciri ile uygunluk gösterdiğinin kontrolüyle doğrulandı.

²⁴⁵₉₆Cm + ⁴⁸₂₀Ca → ²⁹⁰₁₁₆Uuh + 3 n.

Kız çekirdek ²⁹⁰Uuh çok kararsızdır ve 14 milisaniyelik yarı ömrü ile ²⁸⁶Uuq'ye bozunur. Sonrasında kendiliğinden fisyona uğrayabilir veya alfa bozunması ile kendiliğinden fisyona uğrayacak olan ²⁸²Uub'ye bozunabilir.

Kuantum tünelleme modelinde, 2004'te yayınlanan deneysel Q değeri ile ²⁹⁴Uuo'nun alfa bozunması yarı ömrü 0.66^+0.23_−0.18 ms olarak tahmin edildi. Makroskobik-mikroskobik Muntian–Hofman–Patyk–Sobiczewski modelindeki kuramsal Q değeri ile yapılan hesaplamalar, bir miktar daha düşük olmakla birlikte karşılaştırılabilir sonuçlar vermektedir.

Ununoktiyumun başarılı bir şekilde elde edilmesinin ardından kaşifler, ⁵⁸Fe ve ²⁴⁴Pu'den unbinilyumu elde edebilmek umuduyla benzer deneyler yapmaya başladılar. Unbinilyum izotoplarının alfa bozunması yarı ömürlerinin mikro saniyeler mertebesinde olduğu tahmin edilmektedir.

Adlandırma

1960'lara kadar ununoktiyum eka-emanation (emanation radonun eski adıdır) olarak biliniyordu. 1979'da IUPAC ununoktiyum olarak anılacak element için öneriler yayımladı. Ununoktiyum, elementin keşfi onaylanıncaya ve IUPAC isimde karar verinceye kadar, yer tutucu olan bir sistematik element adıdır.

2002'deki geri çekilmeden önce Berkeley'deki araştırmacılar elementi, araştırma ekibinin lideri Albert Ghiorso'ya ithafen ghiorsium (Gh) olarak isimlendirmeyi planlamışlardı.

Rus kaşifler sentezlerini 2006'da rapor ettiler. 2007'de Rus enstitüsünün başkanı ekibin iki isim üzerinde karar vermeye çalıştığını duyurdu: Dubna'daki araştırma laboratuvarının kurucusu Georgy Flyorov'un onuruna flyorium; ve Dubna'nın bulunduğu Moskovskaya Oblastı'ndan dolayı moskovium. Başkan ayrıca, elementin kaliforniyum hedefleri sağlayan Amerikalılarla işbirliği içinde keşfedilmiş olmasına karşın elementin Rusya'nın onuruna isimlendirilmesi gerektiğini çünkü JINR'deki Flerov Nükleer Tepkimeler Laboratuvarı'nın dünyada bu işin başarılabileceği tek tesis olduğunu belirtti.

Özellikleri

Çekirdek kararlılığı ve izotopları

Ununoktiyum "kararlılık adası"nın sağdaki sonunda yer almaktadır. Bu yüzden elementin çekirdeği tahmin edilenden bir miktar daha kararlıdır.

Ana madde: Ununoktiyumun izotopları

Daha çok bilgi için: Kararlılık adası

Atom numarası 83'ün üzerinde (bizmuttan sonra) olan hiçbir elementin kararlı izotopu yoktur. Atom numarasının artmasıyla çekirdek kararlılığı azalır, öyle ki atom numarası 101'in üzerinde olan elementler bir günün altındaki yarı ömürleri ile radyoaktif bozunuma uğrarlar. Buna rağmen henüz tam olarak anlaşılamayan sebeplerden dolayı 110 ve 114. elementler arasında çekirdek kararlılığı bir miktar artar. Bu durum çekirdek fiziğinde "kararlılık adası" olarak bilinen görünümün ortaya çıkmasına sebep olur. Süperağır elementlerin, öngörülenden daha uzun ömürlü olmasını açıklayan bu kavram UC Berkeley profesörü Glenn Seaborg tarafından ortaya atıldı. Ununoktiyum radyoaktiftir ve yarı ömrü 1milisaniyeden daha azdır. Yine de bu bazı öngörülen değerlerden yüksektir. Bu da kararlılık adası için bir başka destek anlamına gelir.

Kuantum tünelleme modeli kullanılarak yapılan hesaplamalar 118. elementin, alfa bozunumu yarı ömürleri 1 ms'ye yakın olan birkaç nötron zengini izotopunun var olduğunu öngermektedir.

Diğer izotopların yarı ömürleri ve sentetik yolları üzerinde yapılan hesaplamalar bazılarının sentezlenmiş izotop ²⁹⁴Uuo'dan az bir miktar daha kararlı olduğunu gösterdi (bunlar büyük ihtimalle ²⁹³Uuo, ²⁹⁵Uuo, ²⁹⁶Uuo, ²⁹⁷Uuo, ²⁹⁸Uuo, ³⁰⁰Uuo ve ³⁰²Uuo'dur). Bunlar içerisinde²⁹⁷Uuo daha uzun ömürlü çekirdek konusunda en iyi şansı sunabilir ve böylece element üzerinde gelecekte yapılacak çalışmaların odak noktası haline gelebilir. ³¹³Uuo civarındaki bazı çok nötrona sahip izotoplar da uzun ömürlü çekirdek sağlayabilir.

Hesaplanan atomik ve fiziksel özellikleri

Ununoktiyum, sıfır valanslı elementlerin bulunduğu 18. grubun bir üyesidir. Bu grubun üyeleri genellikle çoğu kimyasal reaksiyona (örneğin yanma) karşı inerttirler. Çünkü en dış valans kabuğu 8 elektronla tamamen doludur. Bu da dış elektronların sıkıca bağlı olduğu kararlı, minimum enerji konfigürasyonuna anlamına gelir. Buna benzer şekilde ununoktiyumun da, valans elektronları 7s²7p⁶ diziliminde olmak üzere, kapalı bir valans kabuğuna sahip olduğu düşünülmektedir.

Sonuç olarak bazıları, ununoktiyumun grubunda bulunan diğer elementler ile (özellikle de periyodik tabloda hemen üstünde bulunan radon ile) benzer fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip olmasını beklerler. Periyodik tablodaki eğilim göz önünde bulundurulduğunda ununoktiyumun, radondan bir miktar daha fazla reaktif olması gerekirdi. Ancak kuramsal hesaplamalar elementin beklenenden çok daha fazla reaktif olabileceğini gösterdi. Bu yüzden ununoktiyum soygaz olarak nitelendirilemeyebilir. Radondan çok daha fazla reaktif olmasının yanısıra ununoktiyum, ununkuadyum ve kopernikyumdan bile daha reaktif olabilir.

Vikipedi