Els empèdocles moderns – Yuri Oganessian (2002) i l’element 118 (Og) – oganessó (ununocti, Uuo)

La proposta de nom per a l’element 118 fa un homenatge a Yu. Ts. Oganessian, indefectible primer autor dels reports de col•laboracions del Laboratori Flerov de Reaccions Nuclears quant a la descoberta dels elements 114-118. El seu nom en rus és Юрий Цолакович Оганесян. El nom és típicament rus, però el patronímic remunta a un nom armenià, Tsolak, mentre el cognom té la terminació típica dels patronímics armenians (a partir del nom Oganes). Si l’haguessim d’escriure en armenià, en l’ortografia moderna, ens donaria “Յուրի Ցոլակի Հովհաննիսյան”. Oganessian va nàixer a Rostov del Don, ciutat amb una considerable presència armeniana, de la qual en són testimonis particularment les esglésies situades en el districte “Nova Nakhitxevan” o “Nakhitxevan del Don”. Aquesta població fou fundada en el 1779, amb armenians procedents de Crimea, i no es va integrar a Rostov fins el 1938. Els armenians començaren a establir-se a Crimea i a la riba nord de la Mar Negra en el segle VIII, llavors part de l’Imperi Romà de Constantinoble. En el segle XIV, els llatins que visitaven la zona van arribar a denominar Lacus Armeniacus l’antiga Mar Meòtica (ara coneguda com a Mar d’Azov). A la Federació Russa, hi ha més d’un milió de ciutadans que es declaren armenians, encara que algunes estimacions, basades en criteris de descendència, compten fins a 2 milions i mig.

L’Església de la Santa Creu, en Nakhitxevà del Don. El Nakhitxevà originari, actualment capital d’una República Autònoma de l’Azerbaidjan, es considerada una fundació de Noè, que hi hauria estat sepultat

Yuri Oganessian i la descoberta de l’oganessó

Юрий Цолакович Оганесян

L’ús de projectils de calci-48 obrien la possibilitat al grup de Yuri Oganessian de completar el període 7 d’elements si més no per als valors de Z parells. En el cas de la síntesi de l’element 118, l’ununocti (Uuo) o eka-radó, la diana havia d’ésser de californi-249.

Altres grups havien provat la síntesi de l’ununocti amb altres combinacions. Prenent com a base els càlculs teòrics de Robert Smolańczuk (1999), un grup de recerca del Laboratori Nacional Lawrence de Berkeley començà a treballar en la reacció 208Pb(86Kr,xn)294-xUuo. Si reeixien, podrien detectar dos elements nous, el 118 (de manera directa) i el 116 (de manera indirecta). Feren l’experiment i comunicaren la detecció de tres àtoms de 293118 (a través de la cadena de desintegració: 289116, 285114, 281112, 277110, 273Hs, 269Sg). Publicaren un article a Physical Review Letters. Com que tots els isòtops de la cadena eren descrits per primera vegada, s’imposava un període llarg de revisió. Oficiosament, hom proposà denominar l’element 118 com a “ghiorsium”, en homenatge a Albert Ghiorso, un signant de l’article, amb símbol químic Gh.

La revisió de l’experiment i intents de reproduir-lo en altres laboratoris va topar amb impediments greus. L’any 2000, els investigadors retractaren la seva publicació. Quan, el juny del 2002, s’explicaren els resultats del 1999 com una fabricació de l’investigador principal, Victor Ninov, l’escàndol fou majúscul. Ninov havia fabricat acuradament les dades prenent en consideració les prediccions teòriques. La revisió ulterior d’investigacions anteriors de Ninov tacà de manera general la recerca en elements superpesants.

En el 2002, també feien el seu intent sobre l’element 118, els investigadors de la col•laboració entre l’Institut Conjunt de Recerca Nuclear de Dubna (Yu. Ts. Oganessian, V. K. Utyonkov, Yu. V. Lobanov, F. Sh. Abdullin, A. N. Polyakov, R. N. Sagaidak, I. V. Shirokovsky, Yu. S. Tsyganov, A. A. Voinov, G. G. Gulbekian, S. L. Bogomolov, B. N. Gikal, A. N. Mezentsev, S. Iliev, V. G. Subbotin, A. M. Sukhov, K. Subotic, V. I. Zagrebaev, G. K. Vostokin i M. G. Itkis) i el Laboratori Nacional Lawrence de Livermore (K. J. Moddy, J. B. Patin, D. A. Shaughnessy, M. A. Stoyer, N. J. Stoyer, P. A. Wilk, J. M. Kenneally, J. H. Landrum, J. F. Wild i R. W. Lougheed). Mentre Livermore s’encarregava de la síntesi de la diana de californi, seria a Dubna on es realitzaria la reacció 249Cf(48Ca,xn)297-xUuo. Detectaren dues possibles cadenes d’alfa-desintegració atribuïdes a 294Uuo.

En el 2005, repetiren la reacció, i aconseguiren la detecció de dues cadenes d’alfa-desintegració, atribuïdes també a 294Uuo. Les noves dades refermaven una de les cadenes detectades en el 2002, però no pas tant l’altra. En tot cas, ara ja se sentien prou segurs com per publicar, l’octubre del 2006, un article on reclamaven la prioritat en la síntesi dels elements 118 i 116.

En el 2006, Oganessian et al. publicaven dades sobre l’intent de síntesi d’ununocti, que hauria donat lloc, en dues etapes diferents, a un total de tres o quatre àtoms d’ununocti-294. En la primera reacció, realitzada en el 2002, van passar quatre mesos per a la primera detecció, després d’haver utilitzat un corrent de 4•1019 ions de calci-48.

En el 2007, en declaracions informals, Oganessian digué que entre els noms que podien proposar per a l’element 118 hi havia els de “flyorium” (en homenatge a G. Flyorov, l’epònim del Laboratori Flerov de Reaccions Nuclears) i de “moskovium” (en homenatge a l’Oblast de Moscou).

Barber et al. (2011) examinaven en un report tècnic per a la IUPAC diferents reclamacions de descoberta per als elements 113-116 i 118. Aquest report concedia a la col•laboració Dubna-Livermore la descoberta dels elements 114 i 116. No obstant, per a l’element 118 hom considerava que, sense observacions addicionals dels isòtops pertanyents a la cadena de desintegració de 294118 no era possible confirmar la descoberta. El report, alhora, remarcava la consistència interna de les dades corresponents a tres cadenes d’alfa-desintegració (una del 2002 i les dues del 2005).

Per als elements 114 i 116 es proposaren respectivament els noms de flerovi (en homenatge a Flerov) i de livermori (en homenatge al Laboratori de Livermore).

En el curs de la verificació de la descoberta de l’element 118, hom aconseguí la síntesi directa, a Dubna, de l’isòtop 290116, a través del bombardament d’una diana de curi-245 amb ions de calci-48.

El desembre del 2015, el Comitè Conjunt de la IUPAC-IUPAP reconegué la descoberta dels elements 113, 115, 117-118. La col•laboració Dubna-Livermore tindria el dret de proposar nom i símbol per als elements 115 i 117-118.

El juny del 2016, la IUPAC va fer pública la decisió dels descobridors, que proposaven donar a l’element 118 el nom de “oganesson” i el símbol químic Og. Els descobridors homenatjaven així Yuri Oganessian “per les seves contribucions pioneres en la recerca d’elements transactinoids, inclosa la descoberta d’element superpesants i avenços significatius en la física nuclear de nuclis superpesants així com dades experimentals sobre l’anomenada “illa d’estabilitat””.

La decisió d’homenatjar un dels descobridors de l’element amb el mateix element no té precedents, però no crec que en aquests cinc mesos d’exposició pública ningú emeti cap protesta. Més complicada és la decisió de fer servir el sufix “-on” (“-ó” en català). És cert que, d’ençà de Ramsay, és costum denominar els gasos nobles amb aquest sufix, i de fet l’única excepció del grup és l’heli. Ara bé, ningú no ha comprovat realment que l’element 118 sigui un gas noble en termes empírics, de manera que potser li escauria més el sufix “-ium” (“-i” en català). De moment, doncs, el registrem com a “oganessó” i si hi hagués un canvi definitiu cap a “oganessi” (o a cap altra contra-proposta), ja farem un tercer article per a aquesta casella.

L’oganessó: isòtops i abundància

La massa atòmica estàndard de l’oganessó és de 294 uma, corresponent a la de l’únic isòtops conegut:
– oganessó-294 (294Og, 294,21392 uma). Nucli format per 118 protons i 176 neutrons. És un isòtop molt inestable, amb una semivida de 8,9•10-4 s. Decau a livermori-290, amb emissió d’un nucli d’heli-4.

Hom suposa que alguns isòtops d’oganessó més rics en neutrons tindrien semivides superiors, potser de fins a 10-3 s. De fet, hom creu que entre els isòtops de semivida superior a 294Og hi hauria també el 293Og i 295Og, 296Og, 297Og (el menys inestable de tots), 298Og, 300Og, 302Og. Altres càlculs situen l’isòtop menys inestable en el 313Og.

L’àtom neutre d’oganessó conté 118 electrons, amb una configuració basal d’escorça teòrica de 1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d105f146s26p66d107s27p6. És un transactínid, concretament l’eka-radó, és a dir l’element del període 7 per al grup 18 (el grup dels gasos nobles), dincs del bloc p. Hom, però, no té dades empíriques sobre el seu caràcter de gas noble: és un element radioactiu purament artificial i que tan sols es coneix a través dels senyals deixats per un grapat d’àtoms. Els estats d’oxidació més habituals serien +4 i +2, tot i que també se’l podria trobar com a +6, +1, 0 i -1. El radi covalent seria de 1,57•10-10 m.

En condicions estàndars de pressió i temperatura, l’oganessó es presentaria en forma probablement de sòlid o potser de líquid. La densitat de l’oganessó líquid en condicions estàndards seria de 4,9-5,1 kg•m-3.

En condicions estàndards de pressió, l’oganessó bulliria a 320-380 K. Que no sigui gasós en condicions estàndards no preclou que se’l pugui classificar com a gas noble, però també assenyala com s’aparta dels gasos nobles dels períodes inferiors.

La reactivitat teòrica de l’oganessó seria molt superior a la dels gasos nobles per efectes relativístics que alteren la configuració 7s27p6. Això faria més estable la forma diatòmica Og2. També hi hauria una major tendència a formar molècules com OgH, OgF2, OgF4, etc.

A hores d’ara, però, poca cosa es pot dir d’empíric de les propietats d’aquest element, ja que no es coneix més del grapat d’àtoms detectats en el Laboratori Flerov de Dubna.

La síntesi de l’oganessó

Hom tan sols ha pogut sintetitzar oganessó-294 a partir de la reacció 249Cf(48Ca,xn)297-xOg. Aquesta reacció fou assajada amb èxit per primera vegada a Dubna en el 2002.

L’altra reacció que s’ha assajat és la de 208Pb(86Kr,xn)294-xOg. De mala fama pel cas Ninov, ningú no ha reportat fermament cap síntesi a partir d’aquesta reacció. Val a dir, que hom ha comparat de tant en tant els resultats fabricats de Ninov amb resultats empírics i, malgrat algunes discrepàncies, la similitud és remarcable.

Podem esmentar una sèrie de reaccions que, encara no ha assajades, podrien ser interessants per a la síntesi d’altres isòtops d’oganessó:
160Gd(136Xe,xn)296-xOg.
232Th(64Ni,xn)296-xOg.
238U(58Fe,xn)296-xOg.
244Pu(54Cr,xn)298-xOg.
248Cm(50Ti,xn)300-xOg.
252Cf(48Ca,xn)300-xOg.
257Fm(40Ar,xn)297-xOg.

Una altra forma d’aconseguir altres isòtops seria a través de la síntesi d’unbinili. Els isòtops 295Ubn, 296Ubn, 298Ubn, 299Ubn i 300Ubn donarien lloc respectivament als isòtops 291, 292, 294, 295 i 296 d’oganessó.

En qualsevol cas, hom no espera aconseguir mai isòtop d’oganessó amb semivides superior al mil•lisegon, la qual cosa faria impossible la caracterització química d’aquest element amb les tècniques actualment imaginables. Som ben bé en una de les fronteres de la ciència i de la tècnica.

Arxivat a Ciència i Tecnologia
One comment on “Els empèdocles moderns – Yuri Oganessian (2002) i l’element 118 (Og) – oganessó (ununocti, Uuo)
  1. didaclopez ha dit:

    El 30 de novembre del 2016, la IUPAC aprovava definitivament el nom d’oganessó, respectant la terminació habitual dels “gasos nobles” https://iupac.org/iupac-announces-the-names-of-the-elements-113-115-117-and-118/

Els comentaris estan tancats.

%d bloggers like this: