El oganesón, anteriormente conocido como ununoctio es el nombre para el elemento sintético de la tabla periódica cuyo símbolo es Og y su número atómico es 118. Es el elemento más pesado sintetizado hasta ahora y el último del séptimo período en la tabla periódica. En la tabla periódica es un elemento del bloque p y el último del periodo 7. Es actualmente el único elemento sintético del grupo 18 y posee el número y masa atómica más altos de todos los elementos sintetizados.
El 30 de diciembre de 2015, la IUPAC anunció en su portal web la verificación del descubrimiento de cuatro elementos del período 7, entre ellos el oganesón. El nuevo elemento fue así llamado en español (con la terminación –ón tónica) siguiendo el criterio ortográfico de denominación de los gases nobles (neón, xenón…). Fue nombrado así en honor al físico ruso Yuri Oganesián.
El átomo de oganesón es radiactivo y altamente inestable, por lo que desde 2002 solo se han detectado tres o posiblemente cuatro átomos del isótopo 294Og. Si bien este hecho no posibilita un estudio experimental adecuado que pueda caracterizar sus propiedades y sus posibles compuestos, varios cálculos teóricos han permitido predecir muchas de sus cualidades, incluidas algunas inesperadas. Por ejemplo, a pesar de que el oganesón es formalmente un elemento del grupo 18, probablemente no sea un gas noble, como el resto de elementos del grupo. Si bien inicialmente se pensaba que era un gas, ahora se supone que es un sólido bajo condiciones normales de presión y temperatura.
El oganesón es el elemento químico más pesado observado en laboratorio y su síntesis, junto a la del livermorio, no estuvo exenta de polémica. El equipo estadounidense que anunció en primer lugar la síntesis en 1999 tuvo que publicar una retractación en 2002 reconociendo que habían amañado los datos experimentales. Este hecho provocó un escándalo científico de grandes proporciones y la revisión de las normas éticas de la investigación en varios centros del país. En 2006 un equipo ruso publicó su síntesis y este resultado no ha sido cuestionado por otros científicos. El descubrimiento de este elemento fue reafirmado por el español Miguel Antón en el año 2013 en el CERN en Ginebra.El elemento ha sido sintetizado satisfactoriamente según los criterios de la IUPAC, si bien ningún laboratorio ha reproducido la síntesis del oganesón debido a la gran dificultad técnica que entraña. Cfr. y
Historia
Rutas de síntesis A finales de 1998, el físico teórico polaco Robert Smolańczuk, del Instituto Soltan de Estudios Nucleares (actual Centro Nacional de Investigación Nuclear de Polonia), publicó sus cálculos sobre la fusión nuclear de varios núcleos atómicos pesados para sintetizar elementos transuránicos, incluido el elemento 118 (actualmente conocido como oganesón).
Sus investigaciones se centraron en la aplicación de un modelo fenomenológico para describir la síntesis de núcleos superpesados mediante reacciones de «fusión fría». Este método implica el bombardeo de blancos de plomo (208Pb) o bismuto con proyectiles pesados, una técnica que había resultado exitosa previamente en el descubrimiento de los elementos del 107 al 112 en el GSI de Alemania.
Los cálculos de Smolańczuk resultaron sorprendentes para la comunidad científica de la época, ya que sugerían que era posible formar el elemento 118 fusionando plomo y kriptón bajo condiciones cuidadosamente controladas. Específicamente, propuso la reacción entre el isótopo plomo-208 y el kriptón-86:
Según las predicciones de Smolańczuk, en la siguiente tabla se muestran las posibilidades de combinaciones de átomos para la síntesis del oganesón que teóricamente proporcionan una sección eficaz (σ max) adecuada para la expulsión de un neutrón y un rendimiento químico apreciable:
Objetivo Proyectil Isótopoinestable ProductodefinitivoTodos los isótopos predichos forman un sistema dinuclear. Cfr. σmax Resultado Ref. 208Pb 86Kr 294Og 1n (293Og) 0,1 pb Intento infructuoso 208Pb 85Kr 293Og 1n (292Og) 0,18 pb Reacción aún no experimentada 232Th64Ni 296Og DesconocidoDesconocido Reacción aún no experimentada 238U58Fe 296Og DesconocidoDesconocido Reacción aún no experimentada 244Pu54Cr 298Og DesconocidoDesconocido Reacción aún no experimentada 248Cm50Ti 298Og DesconocidoDesconocido Reacción aún no experimentada 252Cf 48Ca 300Og 3n (297Og) 1,2 pb Reacción aún no experimentada 251Cf 48Ca 299Og 3n (296Og) 1,2 pb Reacción aún no experimentada 249Cf 48Ca 297Og 3n (294Og) 0,3 pb Reacción satisfactoria
Intento infructuoso En 1999 un grupo de investigación del Laboratorio Nacional Berkeley, en Estados Unidos, hizo uso de las predicciones de Smolańczuk y anunció el descubrimiento de los elementos 116 y 118 en un artículo publicado en Physical Review Letters, y poco después en Science, mediante la siguiente reacción, que también libera un neutrón:
Según el artículo, se usó un ciclotrón de 88 pulgadas para acelerar el haz de 86Kr hasta una energía aproximada de 449 MeV y lanzarlo contra el blanco de 208Pb. Tras once días, el equipo separó e identificó tres átomos de oganesón, con un rendimiento aproximado de un impacto productivo por cada 1012 interacciones.
Sin embargo, al año siguiente tuvieron que publicar una retractación, después de que investigadores de otros laboratorios no lograran reproducir el experimento. En junio de 2002 el director del laboratorio anunció que la afirmación del descubrimiento de los elementos 116 y 118 se basaba en datos inventados por el principal autor del experimento, el búlgaro Victor Ninov.
Descubrimiento El primer grupo de átomos de oganesón fue propiamente observado en el Instituto Central de Investigaciones Nucleares (JINR) de Dubná, Rusia, en 2002. El 9 de octubre de 2006 un equipo conjunto del JINR y del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore estadounidense, trabajando en las instalaciones del JINR, anunciaron que habían detectado indirectamente un total de tres o quizás cuatro núcleos de oganesón-294, solo uno o dos en 2002 y dos más en 2005, mediante la colisión de iones de californio-249 y calcio-48:
miniatura|izquierda|200px|Ruta de desintegración radiactiva del isótopo Og-294. La energía de desintegración y el periodo de semidesintegración (o semivida) medio están dados por el isótopo de origen y cada uno de los productos de desintegración. La fracción de átomos que siguen una fisión espontánea se representa en verde.
Debido a que la probabilidad de que ocurra una reacción de fusión es muy pequeña (la sección eficaz del núcleo es ~0,3-0,6 pb = (3-6)×10−41 m²) el experimento duró cuatro meses y precisó un haz de 4×1019 iones de calcio colisionados con el californio para producir la primera posible síntesis de oganesón. Sin embargo, los científicos están de acuerdo en que no se trata de un falso positivo, pues la posibilidad de que la detección fuera debida a un evento aleatorio se estimó en menos de una parte en 100000.
En estos experimentos se observó la desintegración alfa (αn en el gráfico) de los tres átomos de oganesón en la que el 294Og se desintegra a livermorio-290 liberando un átomo de helio-4. También se propuso una fisión espontánea directa. Se calculó un periodo de semidesintegración (o semivida) de 0,89 ms, pero como solo se observaron tres átomos, es un valor con poca exactitud, estimado como 0,89 (+1,07|-0,31)ms. La desintegración se produce de la siguiente forma:
La identificación del núcleo de 294Og se verificó creando separadamente su producto de desintegración 290Lv mediante el bombardeo de Curio-245 con iones de 48Ca y comprobando que el 290Lv sigue la cadena de desintegración del núcleo de 294Og:
El producto de desintegración 290Lv es muy inestable, con un periodo de semidesintegración de 14 ms, tras el cual se desintegra a flerovio-286, que a su vez prosigue la desintegración, que puede ser espontánea o de tipo alfa, a copernicio-282, que también se desintegra espontáneamente.
En un modelo de túnel cuántico, una técnica predictiva de química computacional, se calculó el periodo de semidesintegración por desintegración alfa del 294Og en 0,66(+0,23,-0,18)ms, resultado publicado, junto a la energía cinética liberada en la desintegración, denominada valor Q, en 2004. Los cálculos del valor Q en el modelo macroscópico-microscópico de Muntian-Hofman-Patyk-Sobiczewski predicen unos resultados menores pero comparables.
miniatura|Desintegración alfa. Tras el éxito en la obtención del oganesón, el equipo de descubridores ha realizado experimentos similares con el objetivo de crear el unbinilio a partir de hierro-58 y plutonio-244. Los cálculos predictivos adelantan que los isótopos del elemento 120 tendrán un periodo de semidesintegración en desintegración alfa del orden de los microsegundos. En 2009 publicaron los resultados, hasta ahora infructuosos, de sus experimentos.
Nombre miniatura|izquierda|Entrada al Instituto Central de Investigaciones Nucleares (JINR) de Dubná, Rusia, donde se realizó el descubrimiento o síntesis del oganesón.
Hasta los años 1960, de forma similar al resto de elementos predichos por Dmitri Mendeléyev el oganesón fue conocido por el nombre de eka-emanation, siendo eka la palabra sánscrita para «uno» y emanation el antiguo nombre del radón.
En 1979 la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) publicó una serie de recomendaciones de nomenclatura para los elementos con número atómico mayor de cien, de acuerdo al cual el elemento 118 debe ser llamado ununoctium o, en forma hispanizada, ununoctio. Este nombre sistemático sirve como marcador de la posición del elemento en la tabla periódica hasta que su descubrimiento sea confirmado y la IUPAC decida un nombre.
Antes de la retractación de 2002, los investigadores del laboratorio Berkeley propusieron el nombre ghiorsium (Gh), como homenaje a Albert Ghiorso, uno de los líderes del equipo.
Tras el descubrimiento de los científicos rusos, el director del Instituto Central de Investigaciones Nucleares (JINR) afirmó en 2007 que estaban considerando dos nombres para el nuevo elemento: Flyorium en honor de Gueorgui Fliórov, el fundador del instituto, y moskovium, en honor del óblast de Moscú donde está localizada Dubná. También defendió que, aunque el elemento fue descubierto gracias a una investigación conjunta con científicos de Estados Unidos, que proporcionaron el californio necesario, el elemento debe llevar un nombre ruso, puesto que el Laboratorio Fliórov de Reacciones Nucleares en el JINR era la única instalación en todo el mundo en la que se podía conseguir la síntesis.
El ununoctio fue renombrado como oganesón, en honor al Profesor Yuri Oganesián. Su símbolo químico es Og.
Características
Estabilidad e isótopos
miniatura|250px|derecha|El elemento 118 se sitúa cerca de la isla de estabilidad, por lo que su núcleo es ligeramente más estable de lo predicho. Ningún elemento con número atómico mayor de 83 tiene isótopos estables o tiene tiempos de desintegración observables. La estabilidad del núcleo atómico decrece con el aumento del número atómico, por lo que todos los elementos con más de 101 protones se desintegran radiactivamente con un periodo de semidesintegración inferior a un día. Sin embargo, gracias a los «números mágicos», números enteros de nucleones dispuestos en capa completa que aportan estabilidad extra a núcleos pesados, la estabilidad nuclear aumenta en los elementos 110 a 114, dando lugar a lo que se conoce como «isla de estabilidad». El concepto, propuesto por el estadounidense Glenn Seaborg de la Universidad de California en Berkeley, explica por qué los elementos transuránicos tienen una vida mayor de la esperada en términos teóricos.