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Oganesson is a synthetic chemical element; it has symbolOg and atomic number 118. It was first synthesized in 2002 at the Joint Institute for Nuclear Research (JINR) in Dubna, near Moscow, Russia, by a joint team of Russian and American scientists. In December 2015, it was recognized as one of four new elements by the Joint Working Party of the international scientific bodies IUPAC and IUPAP. It was formally named on 28 November 2016.[15][16] The name honors the nuclear physicist Yuri Oganessian, who played a leading role in the discovery of the heaviest elements in the periodic table.
Oganesson has the highest atomic number and highest atomic mass of all known elements. On the periodic table of the elements it is a p-block element, a member of group 18, and the last member of period 7. Its only known isotope, oganesson-294, is highly radioactive, with a half-life of 0.7 ms.[17] This half-life is too short for chemical studies.[18] Because of relativistic effects, theoretical studies predict that it would be a solid at room temperature, and significantly reactive,[3][17] unlike the other members of group 18 (the noble gases).
A superheavy[a]atomic nucleus is created in a nuclear reaction that combines two other nuclei of unequal size[b] into one; roughly, the more unequal the two nuclei in terms of mass, the greater the possibility that the two react.[25] The material made of the heavier nuclei is made into a target, which is then bombarded by the beam of lighter nuclei. Two nuclei can only fuse into one if they are close enough to each other; normally, nuclei (all positively charged) repel each other due to electrostatic repulsion. The strong interaction can overcome this repulsion but only within a very short distance from a nucleus; beam nuclei are thus greatly accelerated in order to make such repulsion insignificant compared to the velocity of the beam nucleus.[26] The energy applied to the beam nuclei to accelerate them can cause them to reach speeds as high as one-tenth of the speed of light. However, if too much energy is applied, the beam nucleus can fall apart.[26]
Coming close enough alone is not enough for two nuclei to fuse: when two nuclei approach each other, they usually remain together for about 10−20 seconds and then part ways (not necessarily in the same composition as before the reaction) rather than form a single nucleus.[26][27] This happens because during the attempted formation of a single nucleus, electrostatic repulsion tears apart the nucleus that is being formed.[26] Each pair of a target and a beam is characterized by its cross section—the probability that fusion will occur if two nuclei approach one another expressed in terms of the transverse area that the incident particle must hit in order for the fusion to occur.[c] This fusion may occur as a result of the quantum effect in which nuclei can tunnel through electrostatic repulsion. If the two nuclei can stay close past that phase, multiple nuclear interactions result in redistribution of energy and an energy equilibrium.[26]
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 Visualization of unsuccessful nuclear fusion, based on calculations from the Australian National University[29] |
The resulting merger is an excited state[30]—termed a compound nucleus—and thus it is very unstable.[26] To reach a more stable state, the temporary merger may fission without formation of a more stable nucleus.[31] Alternatively, the compound nucleus may eject a few neutrons, which would carry away the excitation energy; if the latter is not sufficient for a neutron expulsion, the merger would produce a gamma ray. This happens in about 10−16 seconds after the initial nuclear collision and results in creation of a more stable nucleus.[31] The definition by the IUPAC/IUPAP Joint Working Party (JWP) states that a chemical element can only be recognized as discovered if a nucleus of it has not decayed within 10−14 seconds. This value was chosen as an estimate of how long it takes a nucleus to acquire electrons and thus display its chemical properties.[32][d]
ビームはターゲットを通過して次のチャンバーである分離器に到達します。新しい原子核が生成された場合、それはこのビームとともに運ばれます。[ 34 ]分離器では、新しく生成された原子核は他の核種（元のビームの核種と他の反応生成物）[ e ]から分離され、表面障壁検出器に移送され、そこで原子核が停止します。検出器への衝突の正確な位置がマークされ、そのエネルギーと到着時間もマークされます。[ 34 ]移送には約10⁻⁶秒かかります。 検出されるためには、原子核はこの時間生存する必要があります。[ 37 ]原子核の崩壊が記録されると、原子核は再び記録され、崩壊の位置、エネルギー、および時間が測定されます。[ 34 ]
原子核の安定性は強い相互作用によってもたらされます。しかし、その範囲は非常に短く、原子核が大きくなるにつれて、最外殻核子（陽子と中性子）への影響は弱まります。同時に、原子核は陽子間の静電反発によって引き裂かれ、その範囲は制限されません。[ 38 ]強い相互作用によってもたらされる全結合エネルギーは核子の数に比例して増加しますが、静電反発は原子番号の二乗に比例して増加するため、後者はより速く増加し、重原子核や超重原子核ではますます重要になります。[ 39 ] [ 40 ]したがって、超重原子核は理論的に予測されており[ 41 ] 、これまでのところ、主にアルファ崩壊と自発核分裂という、このような反発によって引き起こされる崩壊モードを介して崩壊することが観測されています[ 42 ]。[ f ]アルファ放出核種のほとんどは210個以上の核子を持ち、[ 44 ]自発核分裂を主として起こす最も軽い核種は238個である。[ 45 ]どちらの崩壊モードでも、原子核はそれぞれのモードに対応するエネルギー障壁によって崩壊が抑制されるが、トンネル効果によって通過することができる。[ 39 ] [ 40 ]
Alpha particles are commonly produced in radioactive decays because the mass of an alpha particle per nucleon is small enough to leave some energy for the alpha particle to be used as kinetic energy to leave the nucleus.[47] Spontaneous fission is caused by electrostatic repulsion tearing the nucleus apart and produces various nuclei in different instances of identical nuclei fissioning.[40] As the atomic number increases, spontaneous fission rapidly becomes more important: spontaneous fission partial half-lives decrease by 23 orders of magnitude from uranium (element 92) to nobelium (element 102),[48] and by 30 orders of magnitude from thorium (element 90) to fermium (element 100).[49] The earlier liquid drop model thus suggested that spontaneous fission would occur nearly instantly due to disappearance of the fission barrier for nuclei with about 280 nucleons.[40][50] The later nuclear shell model suggested that nuclei with about 300 nucleons would form an island of stability in which nuclei will be more resistant to spontaneous fission and will primarily undergo alpha decay with longer half-lives.[40][50] Subsequent discoveries suggested that the predicted island might be further than originally anticipated; they also showed that nuclei intermediate between the long-lived actinides and the predicted island are deformed, and gain additional stability from shell effects.[51] Experiments on lighter superheavy nuclei,[52] as well as those closer to the expected island,[48] have shown greater than previously anticipated stability against spontaneous fission, showing the importance of shell effects on nuclei.[g]
アルファ崩壊は放出されるアルファ粒子によって記録され、崩壊生成物は実際の崩壊前に容易に決定できます。このような崩壊または連続する一連の崩壊によって既知の原子核が生成された場合、反応の元の生成物を容易に決定できます。[ h ]（崩壊連鎖内のすべての崩壊が実際に互いに関連していることは、これらの崩壊の位置によって確立されます。崩壊は同じ場所でなければなりません。）[ 34 ]既知の原子核は、崩壊エネルギー（より具体的には、放出される粒子の運動エネルギー）など、それが受ける崩壊の特定の特性によって認識できます。 [ i ]しかし、自発核分裂はさまざまな原子核を生成物として生成するため、元の核種をその娘核から決定することはできません。[ j ]
超重元素の合成を目指す物理学者が利用できる情報は、検出器で収集された情報、すなわち粒子の位置、エネルギー、検出器への到達時刻、およびその崩壊時の情報である。物理学者はこのデータを分析し、それが実際に新しい元素によって引き起こされたものであり、主張されている核種とは異なる核種によって引き起こされたものではないと結論付けようとする。多くの場合、提供されたデータは、新しい元素が確実に生成され、観測された効果に対する他の説明がないと結論付けるには不十分であり、データの解釈に誤りが生じている。[ k ]
ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドンに続く7番目の希ガスの可能性は、希ガス族が発見されて間もなく検討された。デンマークの化学者ハンス・ペーター・ヨーゲン・ユリウス・トムセンは、アルゴンが発見された翌年の1895年4月に、ハロゲン族とアルカリ金属族をつなぐアルゴンに似た化学的に不活性なガスのシリーズ全体が存在すると予測した。彼は、このシリーズの7番目が、トリウムとウランを含む32元素の周期を終え、原子量が292であり、現在知られているオガネソンの最初で唯一の確認された同位体の294に近いと予想した。[ 63 ]デンマークの物理学者ニールス・ボーアは1922年に、この7番目の希ガスは原子番号118を持つべきであり、その電子構造は2, 8, 18, 32, 32, 18, 8であると予測し、現代の予測と一致した。[ 64 ]これに続いて、ドイツの化学者アリスティッド・フォン・グロッセは1965年に、元素118の可能性のある性質を予測する記事を書いた。[ 11 ]トムセンの予測から107年後にオガネソンが合成されたが、その化学的性質は、ラドンのより重い同族体として振る舞うかどうかを判断するために調査されていない。[ 65 ] 1975年の記事で、アメリカの化学者ケネス・ピッツァーは、相対論的効果により、元素118は気体または揮発性液体であるべきだと示唆した。[ 66 ]
In late 1998, Polish physicist Robert Smolańczuk published calculations on the fusion of atomic nuclei towards the synthesis of superheavy atoms, including oganesson.[67] His calculations suggested that it might be possible to make element 118 by fusing lead with krypton under carefully controlled conditions, and that the fusion probability (cross section) of that reaction would be close to the lead–chromium reaction that had produced element 106, seaborgium. This contradicted predictions that the cross sections for reactions with lead or bismuth targets would go down exponentially as the atomic number of the resulting elements increased.[67]
In 1999, researchers at Lawrence Berkeley National Laboratory made use of these predictions and announced the discovery of elements 118 and 116, in a paper published in Physical Review Letters,[68] and very soon after the results were reported in Science.[69] The researchers reported that they had performed the reaction
In 2001, they published a retraction after researchers at other laboratories were unable to duplicate the results and the Berkeley lab could not duplicate them either.[70] In June 2002, the director of the lab announced that the original claim of the discovery of these two elements had been based on data fabricated by principal author Victor Ninov.[71][72] Newer experimental results and theoretical predictions have confirmed the exponential decrease in cross sections with lead and bismuth targets as the atomic number of the resulting nuclide increases.[73]
オガネソン原子の最初の真の崩壊は、2002年にロシアのドゥブナにある合同原子核研究所（JINR）で、ロシアとアメリカの科学者の合同チームによって観測されました。アルメニア系ロシア人の原子核物理学者ユーリ・オガネシアンが率いるこのチームには、カリフォルニア州のローレンス・リバモア国立研究所のアメリカ人科学者も参加していました。[ 74 ] 294 Ogの崩壊エネルギーが、超重元素の生成を目的とした核融合反応で生成される一般的な不純物である212m Poの崩壊エネルギーと一致したため、この発見はすぐには発表されず、より多くのオガネソン原子を生成することを目的とした2005年の確認実験の後まで発表が延期されました。[ 75 ] 2005年の実験では、異なるビームエネルギー（245 MeVではなく251 MeV ）とターゲットの厚さ（0.23 mg/cm 2ではなく0.34 mg/cm 2）が使用されました。[ 13 ] 2006 年 10 月 9 日、研究者らは、カリホルニウム -249 原子とカルシウム -48 イオンの衝突によって生成されたオガネソン -294 の原子核を合計 3 つ (おそらく 4 つ) 間接的に検出したと発表しました( 2002年に 1 つまたは 2 つ[ 76 ] 、2005 年にさらに 2つ) 。[ 77 ] [ 78 ] [ 79 ] [ 80 ] [ 81 ]
2011年、IUPACはドゥブナ・リバモア共同研究の2006年の結果を評価し、「Z = 118同位体について報告された3つの事象は非常に優れた内部冗長性を持っているが、既知の原子核とのアンカーがないため、発見の基準を満たしていない」と結論付けた。[ 82 ]
核融合反応の確率が非常に小さいため（核融合断面積は0.3 ～0.6 pb 程度）、（3–6）× 10 −41 m 2）実験には4か月かかり、ビーム線量は オガネソンの合成とされる最初の記録された事象を生み出すために、カリホルニウム標的に2.5 × 10¹⁹個のカルシウムイオンを照射する必要があった。 [ 83 ]それにもかかわらず、研究者たちは、検出がランダムな事象である確率は1/2未満と推定されたため、結果が偽陽性ではないと非常に確信していた。100,000 . [ 84 ]
実験では、オガネソンの3つの原子のアルファ崩壊が観測された。直接自発核分裂による4番目の崩壊も提案された。半減期は0.89 ミリ秒と計算された。294オグは290に崩壊するLvはアルファ崩壊によって。原子核は3つしかなかったため、観測された寿命から導出された半減期には大きな不確実性がある。0.89 +1.07 −0.31 ms . [ 13 ]
294の識別Og核は、推定娘核290を別々に作成することによって検証された。Lvは245の砲撃によって直接48cmカルシウムイオン、
そして290をチェックするLv崩壊は294の崩壊系列と一致したOg核。[ 13 ]娘核290Lvは非常に不安定で、14ミリ秒の寿命で286に崩壊します。Flは、自発的な核分裂またはアルファ崩壊を起こして282になる可能性がある。Cnは自発的な核分裂を起こす。 [ 13 ]
2015年12月、国際科学団体である国際純正・応用化学連合（IUPAC）と国際純正・応用物理学連合（IUPAP）の合同作業部会は、この元素の発見を認め、発見の優先権をドゥブナ・リバモア共同研究グループに付与した。[ 85 ]これは、ローレンス・バークレー国立研究所で294 Ogの孫である286 Flの特性が 2009 年と 2010 年に 2 回確認されたこと、および2012 年に Dubna グループによって294 Og の別の一貫した崩壊系列が観測されたことによるものです。その実験の目的は、反応249 Bk( 48 Ca,3n ) を介して294 Ts を合成することでしたが、 249 Bkの半減期が短いため、ターゲットのかなりの量が249 Cfに崩壊し、テネシンの代わりにオガネソンが合成されました。[ 86 ]
2015年10月1日から2016年4月6日まで、ドゥブナチームは、249 Cf、250 Cf、251 Cfを含む混合同位体カリホルニウム標的に48個のCa入射粒子を向け、より重いオガネソン同位体295 Ogと296 Ogを生成することを目的とした同様の実験を行った。252 MeVと258 MeVの2つのビームエネルギーが使用された。低いビームエネルギーでは1つの原子のみが観測され、その崩壊系列は294 Ogの既知の崩壊系列（ 286 Flの自発核分裂で終了）と一致したが、高いビームエネルギーでは原子は観測されなかった。その後、セクターフレームの接着剤が標的を覆い、蒸発残留物が検出器に逃げるのを妨げたため、実験は中止された。[ 87 ]この反応では、293 Og とその娘核種289 Lv、さらに重い同位体297 Ogの生成も可能である。248 Cmと50 Ti の入射粒子との融合では、同位体295 Og と296 Og も生成される可能性がある。 [ 87 ] [ 88 ] [ 89 ]これらのより重く、おそらくより安定な同位体は、オガネソンの化学を調べるのに役立つ可能性がある。[ 90 ] [ 91 ] 2017 年に理化学研究所でこの反応を用いた探索が行われたが、成功しなかった。[ 92 ]
メンデレーエフの命名法では、名前のない未発見の元素にはオガネソンはエカ・ラドン（1960年代まではエカ・エマネーションと呼ばれ、エマネーションはラドンの古い名前）として知られています。[ 11 ] 1979年、IUPACは未発見の元素にウヌノクチウムという系統的な仮称を割り当て、対応する記号をUuoとし、[ 93 ]元素の発見が確認されるまでこの名称を使用することを推奨しました。[ 94 ]化学教室から高度な教科書まで、あらゆるレベルの化学コミュニティで広く使用されていますが、この推奨事項は現場の科学者の間ではほとんど無視され、彼らはそれを「元素118」と呼び、記号はE118、(118)、または単に118としました。[ 4 ]
2001年に論文が撤回される前、バークレーの研究者たちは、アルバート・ギオルソ（研究チームの主要メンバー）にちなんで、元素をギオルシウム（Gh）と命名するつもりだった。 [ 95 ]
ロシアの発見者たちは2006年にその合成を報告した。IUPACの勧告によれば、新元素の発見者には名前を提案する権利がある。[ 96 ] 2007年、ロシアの研究所の所長は、チームが新元素に2つの名前を検討していると述べた。1つはドゥブナの研究室の創設者であるゲオルギー・フリョロフにちなんで「フライオリウム」 、もう1つはドゥブナがあるモスクワ州にちなんで「モスコビウム」である。 [ 97 ]また、この元素はカリホルニウム標的を提供したアメリカの協力によって発見されたものの、 JINRのフリョロフ核反応研究所は世界で唯一この結果を達成できる施設であるため、この元素はロシアにちなんで命名されるべきだとも述べた。[ 98 ]これらの名前は後に元素114（フレロビウム）と元素116（モスコビウム）に提案された。 [ 99 ]フレロビウムは元素114の名前となった。元素116に提案された最終的な名称はリバモリウム[ 100 ]であり、その後、元素115にはモスコビウムが提案され、受け入れられた[ 101 ]。
伝統的に、希ガスの名前はすべて「-on」で終わりますが、発見当時は希ガスであるとは知られていなかったヘリウムだけは例外です。しかし、発見が承認された時点で有効だったIUPACのガイドラインでは、ハロゲン（伝統的に「-ine」で終わる）や希ガス（伝統的に「-on」で終わる）であることが判明した場合でも、すべての新元素は「-ium」で終わるように命名することが求められていました。[ 102 ]暫定名であるウンノクチウムはこの慣例に従いましたが、2016年に発表された新しいIUPAC勧告では、希ガスの化学的性質を持つことが判明したかどうかに関わらず、新しい18族元素には「-on」で終わることを推奨しています。[ 103 ]
元素118の発見に関わった科学者たち、そして117と115の発見に関わった科学者たちは、2016年3月23日に電話会議を開き、元素名を決定した。元素118は最後に決定された元素で、オガネシアンが会議から退席するよう求められた後、残りの科学者たちは満場一致で、彼の名にちなんで「オガネソン」という名前を付けることに決めた。オガネシアンは、超重元素研究のパイオニアであり、その分野の黎明期から60年間活躍した。彼のチームと彼が提案した技術は、元素107から118の合成に直接つながった。LLNLの核化学者であるマーク・ストイヤーは後に、「私たちはリバモアからその名前を提案するつもりだったのですが、複数の場所から同時に提案が出されたような感じでした。実際に私たちがその名前を提案したと言えるかどうかはわかりませんが、私たちはそうするつもりでした」と回想している。[ 104 ]
内部協議で、IUPACはJINRに対し、ロシア語の綴りに近づけるため、元素名を「oganeson」と綴ることを希望するかどうか尋ねた。オガネシアンとJINRはこの申し出を拒否し、ソ連時代の慣習としてフランス語の規則に従ってラテン文字に名前を音訳していたこと（「Oganessian」はそのような音訳である）を挙げ、「oganesson」の方が人物と結びつきやすいと主張した。[ 105 ] [ l ] 2016年6月、IUPACは発見者が元素名をoganesson（記号：Og）と命名する予定であることを発表した。この名前は2016年11月28日に正式に採用された。[ 101 ] 2017年、オガネシアンはこの命名について次のようにコメントした。[ 106 ]
私にとっては光栄なことです。元素118の発見は、ロシアの合同原子核研究所とアメリカのローレンス・リバモア国立研究所の科学者たちによるもので、オガネソンという名前を提案したのは私の同僚たちでした。私の子供や孫たちは何十年もアメリカに住んでいますが、娘は手紙で、その知らせを聞いた夜は泣き疲れて眠れなかったと書いてきました。[ 106 ]
—ユーリ・オガネシアン
モスコビウム、テネシン、オガネソンの命名式は、2017年3月2日にモスクワのロシア科学アカデミーで行われた。[ 107 ]
2019年のインタビューで、周期表でアインシュタイン、メンデレーエフ、キュリー夫妻、ラザフォードの隣に自分の名前があるのを見てどう思うかと尋ねられたオガネシアンは次のように答えた。[ 105 ]
そんなに多くはないですよ！ほら、そんなに多くはないんです。科学の世界では、新しい発見者にその発見者の名前をつけるのが慣例になっています。ただ、元素の種類が少ないので、そういうことは滅多に起こらないんです。でも、数学の方程式や定理には、どれだけ多くの人の名前が付けられているか見てください。医学では？アルツハイマー病、パーキンソン病。特別なことなんて何もないんですよ。
オガネソンやその化合物の核特性以外の特性は測定されていません。これは、その極めて限られた高価な生産[ 108 ]と、非常に速く崩壊するという事実によるものです。したがって、予測しか得られません。
The stability of nuclei quickly decreases with the increase in atomic number after curium, element 96, whose most stable isotope, 247Cm, has a half-life four orders of magnitude longer than that of any subsequent element. All nuclides with an atomic number above 101 undergo radioactive decay with half-lives shorter than 30 hours. No elements with atomic numbers above 82 (after lead) have stable isotopes.[109] This is because of the ever-increasing Coulomb repulsion of protons, so that the strong nuclear force cannot hold the nucleus together against spontaneous fission for long. Calculations suggest that in the absence of other stabilizing factors, elements with more than 104 protons should not exist.[110] However, researchers in the 1960s suggested that the closed nuclear shells around 114 protons and 184 neutrons should counteract this instability, creating an island of stability in which nuclides could have half-lives reaching thousands or millions of years. While scientists have still not reached the island, the mere existence of the superheavy elements (including oganesson) confirms that this stabilizing effect is real, and in general the known superheavy nuclides become exponentially longer-lived as they approach the predicted location of the island.[111][112] Oganesson is radioactive, decaying via alpha decay and spontaneous fission,[113][114] with a half-life that appears to be less than a millisecond. Nonetheless, this is still longer than some predicted values.[115][116]
Calculations using a quantum-tunneling model predict the existence of several heavier isotopes of oganesson with alpha-decay half-lives close to 1 ms.[117][118]
他の同位体の合成経路と半減期に関する理論計算では、合成された同位体294 Ogよりもわずかに安定な同位体が存在する可能性があり、最も可能性が高いのは293 Og、 295 Og 、296 Og、297 Og、298 Og、300 Og、および302 Og (最後の同位体はN = 184 の殻閉殻に達する) である。[ 115 ] [ 119 ]これらのうち、297 Og はより長寿命の原子核を得る最良の機会を提供する可能性があり、[ 115 ] [ 119 ]そのため、この元素に関する今後の研究の焦点となる可能性がある。313 Og付近に位置する同位体など、中性子がはるかに多い同位体も、より長寿命の原子核を提供する可能性がある。[ 120 ] 291 Ogから295 Og までの同位体は、249–251 Cf + 50 Ti、245 Cm + 48 Ca、および248 Cm + 48 Caの反応で到達可能な元素 120同位体の娘として生成される可能性がある。 [ 121 ]
量子トンネルモデルでは、 294のアルファ崩壊半減期はオグは0.66 +0.23 −0.18 ms [ 115 ]は、 2004 年に発表された実験的なQ 値です。 [ 122 ] Muntian–Hofman–Patyk–Sobiczewski の巨視的・微視的モデルからの理論的な Q 値を用いた計算では、やや低いものの同程度の結果が得られます。[ 123 ]
オガネソンは、ゼロ価元素である第18族に属します。この族の元素は、最外殻が8個の電子で完全に満たされているため、通常、一般的な化学反応（例えば燃焼）に対して不活性です。これにより、最外殻電子が強く結合した安定した最小エネルギー配置が生成されます。[ 124 ]同様に、オガネソンも最外殻が閉じており、その価電子は7s 2 7p 6の配置になっていると考えられています。[ 3 ]
そのため、オガネソンは同族の他の元素と同様の物理的および化学的性質を持ち、周期表でその上に位置する希ガスであるラドンに最もよく似ていると予想する人もいる。[ 125 ]周期的な傾向 に従うと、オガネソンはラドンよりもわずかに反応性が高いと予想される。しかし、理論計算では、オガネソンははるかに反応性が高い可能性があることが示されている。[ 7 ]ラドンよりもはるかに反応性が高いことに加えて、オガネソンは、それぞれ化学的に活性の高い元素である鉛と水銀のより重い同族元素であるフレロビウムとコペルニシウムよりもさらに反応性が高い可能性がある。[ 3 ]ラドンと比較してオガネソンの化学的活性が増強される可能性がある理由は、最後に占有された7p副殻のエネルギー的不安定化と半径方向の膨張である。[ 3 ]より正確には、7p 電子と不活性 7s 電子間のかなりのスピン軌道相互作用により、フレロビウムでは第 2 価電子殻が閉じ、オガネソンの閉殻の安定化が大幅に低下します。[ 3 ]また、オガネソンは他の希ガスとは異なり、エネルギーを放出して電子を結合する、つまり、相対論的に安定化された 8s エネルギー準位と不安定化された 7p 3/2準位により、正の電子親和性を示すことが計算されています。[ 126 ] [ 127 ]一方、コペルニシウムとフレロビウムは電子親和性を持たないと予測されています。[ 128 ] [ 129 ] [ 130 ]それにもかかわらず、量子電気力学的補正は、アニオンOg −の結合を 9% 減少させることにより、この親和性を低下させる上で非常に重要であることが示されており、超重元素におけるこれらの補正の重要性が確認されている。[ 126 ] 2022 の計算では、オガネソンの電子親和力は 0.080(6) eV になると予想されている。[ 8 ]
オガネソンの分子動力学のモンテカルロシミュレーションでは、融点が予測される。325 ± 15 K、沸点は 相対論的効果により450 ± 10 Kで融解する (これらの効果を無視すると、オガネソンは ≈ 450 ± 10 K で融解する)220 K ）。したがって、オガネソンは標準条件下では気体ではなく固体である可能性が高いが、それでも融点はかなり低い。[ 5 ] [ 17 ]
オガネソンは極めて広い分極率を持ち、ラドンのほぼ2倍になると予想されている。[ 3 ]その途方もない分極率のため、オガネソンは異常に低い約860 kJ/molの第一イオン化エネルギーを持つと予想されており、これはカドミウム と同程度で、イリジウム、プラチナ、金よりも低い。これはダルムスタチウム、レントゲニウム、コペルニシウムについて予測される値よりもかなり小さいが、フレロビウムについて予測される値よりは大きい。[ 131 ]その第二イオン化エネルギーは約1560 kJ/molであるはずだ。[ 8 ]オガネソンの原子核と電子雲の殻構造でさえ、相対論的効果によって強く影響を受けています。オガネソンの価電子とコア電子の副殻は、オガネソンの7p軌道の非常に強いスピン軌道分裂のために、ラドンやキセノンの「相対論的ではない」電子とは異なり、均質なフェルミ気体電子の中で「ぼやけてしまう」と予想されます（ラドンにはいくらかの非局在化が見られますが）。[ 132 ]核子、特に中性子についても同様の効果が、閉殻中性子核302 Ogで始まり、164個の陽子と308個の中性子を持つ仮想的な超重閉殻核472 164で強く作用しています。[ 132 ]また、静電気力の増加により、オガネソンは陽子密度において半泡構造を持ち、原子核の中心に陽子が少ない可能性があると研究で予測されている。[ 133 ] [ 134 ]さらに、スピン軌道効果により、バルクのオガネソンは半導体となり、バンドギャップは 1.5 ± 0.6 eV と予測される。より軽い希ガスはすべて絶縁体である。例えば、バルクラドンのバンドギャップは、7.1 ± 0.5 eV。[ 135 ]
オガネソンの唯一確認されている同位体である294 Og は、実験的に化学的に調査するには半減期が短すぎる。そのため、オガネソンの化合物はまだ合成されていない。[ 75 ]それにもかかわらず、理論上の化合物に関する計算は1964 年以来行われている。[ 11 ]元素のイオン化エネルギーが十分に高ければ、酸化されにくくなり、最も一般的な酸化状態は 0 になると考えられる (希ガスの場合と同様)。[ 136 ]しかし、これは当てはまらないようだ。[ 65 ]
二原子分子Ogに関する計算2は、 Hgについて計算されたものとほぼ同等の結合を示した。2、解離エネルギーは6 kJ/molでRn の約4倍である。2. [ 3 ]最も注目すべきは、Rn結合長が短いと。2 × 0.16 Å であり、これは重要な結合相互作用を示している。 [ 3 ]一方、化合物 OgH+ は+よりも小さい解離エネルギー (つまりプロトン親和力。 [ 3 ]
OgHにおけるオガネソンと水素の結合は非常に弱いと予測されており、真の化学結合というよりは純粋なファンデルワールス相互作用とみなすことができる。[ 6 ]一方、電気陰性度の高い元素との組み合わせでは、オガネソンは例えばコペルニシウムやフレロビウムよりも安定な化合物を形成するようである。[ 6 ]フッ化物OgFには、安定な酸化状態+2と+4が存在すると予測されている。2とOgF4. [ 137 ] +6状態は7p 1/2の強い結合のため不安定になる。 [ 65 ]これはオガネソンをFの反応は2化合物OgF2は106 kcal/molのエネルギーを放出し、 そのうち約46 kcal/molはこれらの相互作用に由来する。 [ 6 ]比較のために、類似分子RnFのスピン軌道相互作用は2は 、生成エネルギー49 kcal/molのうち約10 kcal/molである 。 [ 6 ]同じ相互作用により、OgFの四面体Td配置が4 、 XeFの正方形平面D4hとは異なる4、RnF4も同様であると予想されます。 [ 137 ]これは、OgF4には 2 つの不活性電子対(7s および 7p1/2) があると予想されるためです。そのため、OgF6は非結合であると予想され、+6 酸化状態の不安定化の予想される傾向が続きます (RnF6XeF6よりはるかに不安定であると予想されます)。 [ 138 ] [ 139 ] Og–F 結合は共有結合ではなくイオン結合、オガネソンフッ化物は不揮発性になります。 [ 7 ] [ 140 ] OgF2電気陽性度によりイオン結合であると予測されます。 [ 141 ]オガネソンは塩素と Og–Cl 結合を形成するのに十分な電気陽性であると予測されます。 [ 141 ] [ 7 ]
オガネソンとテネシンの化合物であるOgTs 4は、化学的に安定である可能性が高いと予測されている。[ 142 ]
我々は非常に確信していると言えるでしょう。
