Hassium (Hs) – grundstof 108: definition, egenskaber og fremstilling
Hassium er et kemisk grundstof. Det er blevet kaldt unniloctium og eka-osmium. Det har symbolet Hs. Det har atomnummer 108. Det er et transuran grundstof.
Hassium er et radioaktivt grundstof, som ikke findes i naturen. Det skal fremstilles.
Hassium oxiderer ligesom osmium, som er det element, der ligger over det i det periodiske system. Hassium oxideres til hassiumtetroxid. Det er mindre flygtigt end osmiumtetroxid.
Opdagelse og navn
Hassium blev første gang fremstillet i laboratorier i begyndelsen af 1980'erne. Den succesfulde syntese tilskrives et team ved GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung i Darmstadt, Tyskland. Elementet fik det officielle navn hassium som en reference til delstaten Hessen (latin: Hassia) i Tyskland; dette navn blev godkendt af IUPAC. I faglig litteratur og historiske notater omtales det også som eka-osmium (Mendeleevs forudsigelse) og nogle ældre kilder bruger midlertidige systematiske navne som unniloctium.
Fysiske og atomare egenskaber
Som et supertungt, syntetisk element kendes kun få direkte målte fysiske egenskaber for hassium. Der foreligger teoretiske beregninger og forudsigelser, som peger på, at det er en tung overgangsmetal med fysiske egenskaber, der ligner osmium, men påvirket af relativistiske effekter. Masse, tæthed, smelte- og kogepunkt er ikke bestemt eksperimentelt for makroskopiske mængder, da man kun har produceret enkelte atomkjerner ad gangen.
Isotoper og stabilitet
Der er fremstillet en række isotoper af hassium i acceleratorkollisioner. Disse isotoper er alle ustabile og henfalder ved alfa-henfald eller ved spontant fission. Halveringstiderne er meget korte og varierer fra brøkdele af et sekund til nogle få sekunder (eller i enkelte tilfælde længere), hvilket gør eksperimentel undersøgelse vanskelig. På grund af den korte levetid findes der ingen stabile eller langlivede isotoper af hassium.
Fremstilling
Hassium fremstilles kunstigt i tungeion-acceleratorer ved kernesammensmeltning (fusion) mellem tunge målatomer (typisk bly- eller bismuth-isotoper) og raske, tungere projectile-ioner (fx jern- eller krom-ioner). Produktionstempoet er ekstremt lavt — kun enkelte atomkerner kan observeres ved hver vellykkede reaktion — og forskningen kræver specialiseret udstyr som separatorsystemer og detektorer til at identificere henfaldssignaturer.
Kemiske egenskaber
Eksperimentelle studier af hassiums kemi er begrænsede men vigtige, fordi de viser, hvordan relativistiske effekter ændrer kemien for supertunge elementer. Ligesom osmium kan hassium danne et tetraoxid (hassiumtetroxid, HsO4), og forsøg har vist, at HsO4 er mindre flygtigt end OsO4. Hassium forventes at kunne udvise oxidationstilstanden +8, som er karakteristisk for gruppen under osmium, men detaljer om andre oxidationstilstande og komplekser er stadig emner for forskningen.
Anvendelser og sikkerhed
Der findes ingen kommercielle anvendelser af hassium. På grund af de ekstremt korte halveringstider og den lave produktion er elementet udelukkende af interesse for grundforskning i nuklear fysik og kemisk adfærd hos supertunge elementer. Som radioaktivt stof er hassium naturligvis farligt i makroskopiske mængder, men der fremstilles kun enkelte atomkerner ad gangen, så der er ingen praktisk eksponeringsrisiko i almindelig forstand; håndtering foregår i lukket, fjernstyret, specialiseret laboratorieudstyr.
Forskningens betydning
Studier af hassium bidrager til forståelsen af den såkaldte "ø af stabilitet", nukleare strukturer og relativistiske effekter i kemi. Ved at sammenligne hassiums egenskaber med de lettere homologer i gruppe 8 (jern, ruthenium, osmium) kan forskere teste og forbedre teoretiske modeller for supertunge elementer.
Historie
Hassium blev fremstillet første gang i 1984. Det blev fremstillet i Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) i Darmstadt, Tyskland. Det hold, der fremstillede darmstadtium, blev ledet af Peter Armbruster og Gottfried Münzenberg.
Grundstoffet blev opkaldt efter det latinske navn for den tyske delstat Hessen. Hessen er den delstat, som Gesellschaft für Schwerionenforschung ligger i.
Før den blev kaldt Hassium, kunne forskerne ikke beslutte, hvad den skulle hedde. Der var en kontrovers om navngivningen. Det midlertidige systematiske IUPAC-elementnavn var unniloctium. Symbolet med navnet var Uno. I 1994 anbefalede et udvalg i IUPAC, at grundstof 108 skulle hedde hahnium. Navnet hassium blev vedtaget internationalt i 1997.
Hassium-270
Isotop 270 af Hassium blev fundet i december 2006. Et internationalt hold af forskere under ledelse af det tekniske universitet i München fandt den. Det er en dobbelt magisk isotop. Den har en lang halveringstid på 22 sekunder. Forskerne havde troet, at der burde findes tunge og stabile isotoper. Nogle teorier sagde, at Hassium-270 kunne være en del af en ø af stabilitet.
Spørgsmål og svar
Q: Hvad er Hassium?
A: Hassium er et radioaktivt og ustabilt kemisk grundstof.
Q: Hvad er symbolet for Hassium?
A: Symbolet for kalium er Hs.
Q: Hvad er atomnummeret for kalium?
A: Kaliums atomnummer er 108.
Q: Hvilken kategori tilhører Hassium med hensyn til vægt?
A: Hassium er et supertungt transuran-grundstof.
Spørgsmål: Er kalium et naturligt grundstof?
A: Nej, kalium er ikke et naturligt grundstof. Det skal fremstilles i et laboratorium.
Q: Er kalium et stabilt grundstof?
A: Nej, kalium er et ustabilt grundstof.
Q: Kan vi få kalium fra naturen?
A: Nej, vi kan ikke få kalium fra naturen, fordi det er et radioaktivt grundstof, som ikke findes i naturen.
