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118Og 오가네손 Oganesson |
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| 분류 | 준금속 | 상태 | 고체 |
| 원자량 | 294.21389 | 밀도 | 13.65 g/cm3 |
| 녹는점 | 52 ± 15 °C | 끓는점 | 177 ± 10 °C |
| 용융열 | 24.5 kJ/mol | 증발열 | 19.4 kJ/mol |
| 원자가 | // | 이온화에너지 | 1450 kJ/mol |
| 전기음성도 | // | 전자친화도 | // kJ/mol |
| 발견 | ОИЯИ(합동원자핵연구소) (2002(2006?)) | ||
| CAS 등록번호 | 54144-19-3 | ||
| 이전 원소 | 테네신(Ts) | 다음 원소 | 우누넨늄(Uue) |
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1. 개요
오가네손의 바닥상태 전자배치도
Oganesson (Og)
원자번호 118번이다.
이름이 제안되기 전에는 우눈옥튬이라고 불렸다.
2. 발견
캘리포늄-249에 칼슘-48을 충돌시켜 오가네손-294를 발견했다. 2015년 12월에 IUPAC 확정되었다. IUPAC에서 제공하는 주기율표 또한 11월 28일자로 업데이트되었다. # IUPAC에서 2016년 11월 30일에 확정 고시했다.2002년에 조작 파동이 불거진 적 있는 원소이기도 하다. 빅토르 니노프란 물리학자가 116번 및 118번 원소를 발견했다고 보고를 했는데 그게 다른 연구팀은 도저히 재현할 수 없는 결과였다. 결국 빅토르 니노프의 연구실을 털어본 결과 116번 및 118번 원소의 발견 자체가 조작으로 판명난 것이다. 이 물리학자는 두 건 크게 날아올리고는 물리학계에서 영구제명이 되었다. 본 문서의 오가네손은 빅토르 니노프의 발견 보고 이후 새로 발견된 것이다.
3. 이름 유래
시보귬에 이어 2번째로 살아 있는 사람의 이름을 따왔는데, 두브나에 위치한 합동원자핵연구소의 유리 오가네시안에서 따왔다고 한다.[1]반도체 성질 등 다른 비활성 기체족 원소들과는 매우 다른 성질을 가질 것으로 예측되지만, 오가네슘(Oganessium)이 아니라 다른 비활성 기체 원소들처럼 ~on 접미사를 붙여[2] 오가네손이 됐다. 오가네손으로 명명되기 전에는 모스코븀(Moskovium 또는 Moskowium, Mk)[3]이나 플리오륨(Flyorium, Fy)이 제안된 바 있다. 모스코븀(Mc)은 115번 원소의 명칭으로 결정되었다.
4. 특징
4.1. 원소 분류
주기율표 위치상 18족이지만, 오가네손은 비활성 기체가 아니라 준금속이다.과거에는 원소의 주기성에 따라 라돈과 상당히 유사한 성질을 가진 무거운 방사성 기체이면서, 유일한 반도체 기체가 될 것으로 예측되었으나, (준금속 라인[4]이 초우라늄 원소에도 그대로 이어진다고 가정할 때, 테네신과 이 원소는 빼도박도 못하게 준금속이다.) 최신 예측에 따르면 상대론적 효과[5]로 인해 상온에서 기체일 가능성은 오히려 희박하며, 반도체 성질과 금속성을 가진 고체 준금속일 가능성이 높다고 한다. 액체 원소로 추측하는 경우도 있으나 녹는점이 52°C 전후로 예상되고 있는 만큼 이 또한 가능성이 희박하다. 일반적인 비활성 기체와는 매우 다른 성질을 가질 것으로 보인다. 관련 기사 1, 관련 기사 2 또한 같은 이유로 주기성을 무시하고 아예 금속 원소일 가능성도 존재한다. 만일 오가네손이 자연에도 존재하는 원소였다면 공기중이 아닌 광물에서 발견될 것으로 예상되며, 과학자들이 비활성 기체들과 같은 족에 속하는 원소임을 밝혀내기까지 오래 걸렸을 것으로 예상된다.
4.2. 상전이 온도
2020년의 연구 논문에 따르면 오가네손의 끓는점은 177°C로 예측되었으며, 액체로 존재하는 온도 범위가 비활성 기체족 원소중 가장 넓을 것(약 125°C)으로 보인다. 이는 액체 범위가 10°C 이내로 좁은 다른 비활성 기체족 원소들과 대조되는 성질이다.[6]4.3. 화학 결합
원자 자체의 불안정성을 무시하면, 라돈보다도 화학적 결합이 잘 발생할 것으로 추정된다. 비활성 기체족 원소들은 주기가 높아질수록 반응성이 높아지는 추세를 보이지만[7], 오가네손은 상대론적 효과까지 가세하여 특히 반응성이 높을 것으로 추정되며, 심지어 코페르니슘이나 플레로븀보다도 반응성이 높을 것이라고 한다. 플루오린화물(OgF4)뿐 아니라 산화물(OgO 및 OgO2)이나 염화물도 잘 생성될것으로 추측된다. 테네신과의 화합물인 사테네신화 오가네손 (OgTs4) 또한 안정적일 것으로 예측되었다. 보통 같은 주기에 속한 할로젠족과 비활성 기체족 원소[8]는 서로 반응하지 않는다는 점을 감안하면 이 또한 특이사항이다. 또한 -1, 0, +1, +2, +4, +6의 산화 상태가 가능할 것으로 예측되었다. 이중에서 주로 +4의 산화 상태를 가지며, 주석 등 탄소족 원소에 더 가까운 화학적 성질을 보일 것으로 예상된다.[9]4.4. 핵융합과 핵붕괴
오가네손-294는 0.89ms의 수명을 가지며, 알파붕괴하여 리버모륨-290이 된다. 아직 검증되지 않은 오가네손-295[10]의 경우 이보다 긴 0.18초(180ms)의 수명을 가진다.안정성의 섬 이론에 의하면, 오가네손도 질량수가 더 큰 동위원소는 더 오랜 수명을 가질 것으로 예상되고 있다. 하지만 중성자가 많은 핵종을 합성하는데는 질량수가 작은 원소로 사실상 안정한 동위원소중 중성자를 충분히 가진 원소가 필요한데 이것이 드물다는 문제가 있다. ( 칼슘-48이 원소 합성에 애용되는 이유) 이에 대한 해결책으로 무거운 원소끼리 충돌시켜(예: 우라늄 + 우라늄) 서로 양성자와 중성자를 교환하는 반합성 과정을 통해 질량수가 큰 중원소를 만드는 방법이 2018년에 시도되었으나 멘델레븀 등 오가네손보다 가벼운 원소를 합성하는데만 성공했다.
4.5. 오비탈
오가네손 원자를 공전하는 전자들은 정해진 궤도를 이루지 않고 마치 기체 분자들처럼 무질서하게 원자핵을 공전하는, 이른바 "페르미 기체"를 이룰 것이라고 한다.오가네손의 전자는 광속의 무려 86%에 달하는 속도인 약 250,000km/s로 원자핵을 공전할 것으로 예측되었다. 이는 오가네손-294의 수명(0.89ms[11]) 동안 무려 237km를 이동할 수 있는 속도다.
5. 기타
5.1. 타이틀
오가네손은 7주기의 마지막 원소이자 2024년 현재까지 인류가 발견한 원소 중에서 가장 원자번호가 높은 원소이다.[12]다른 기록으로는 인류가 현재까지 발견한 가장 비싼 것이라는 타이틀이 존재한다. 합성하는데 필요한 중입자 가속기 건설비용과 원료가 되는 물질의 구입비용 및 가속기를 가동하는데 필요한 에너지 등등을 총 합친 것으로 따지면 오가네손의 1g당 가격은 무려 $4⨉1024[]4,000,000,000,000,000,000,000,000달러(4자 달러)], 한화 약 5.736⨉1027원[]5,736,000,000,000,000,000,000,000,000원(5,736자원)]에 해당한다. 이는 2021년 미국 예산인 4조 8,000억 달러의 대략 8,333억 배에 달한다. 반물질보다도 685억 배 이상 비싼 셈이다. 대략 원자 1개당 $2,000(약 2,850,000원)에 달한다. 물론 실험실에서 극소량을 생산할 때의 비용을 가지고 가치를 추산한 것이고, 당장은 활용할 방법이 없으므로 값을 따지는 것은 의미가 없다. 시장가격은 수요와 공급에 의해서 형성되는데 지금은 이 원소의 수요가 없으니까.
오가네손은 두 번째로 생존하는 인물(Yuri Oganessian, 러시아의 핵물리학자)의 이름을 딴 원소이다. 생존하는 인물의 이름을 딴 최초의 원소는 시보귬이다.
현재까지 발견된 원소 중, -ium으로 끝나지 않는 원자량이 가장 큰 원소이다.[15]
[1]
그의 출신이 약간 복잡한데,
러시아 국적이지만
아르메니아 혈통으로 러시아와 아르메니아 양국에서 자국인이라고 주장한다.
[2]
반대로 자세한 특성이 밝혀지기 전에 금속으로 생각되어서 이미 이름이 붙여진
헬륨은 예외이다.
[3]
만약 오가네손처럼 이 이름을 18족 원소 식으로 명명했다면 모스코본(Moskovon)이나 모스콘(Moskon)이 되었을 것이다.
[4]
B-
Si-
As-
Te-
At
[5]
일부 무거운 원소들이 주기성을 따르지 않는 성질을 가지는 이유이다. 예를 들어 주기율표상의 위치로만 보자면 금은 은과 같이 은백색이여야 하며, 수은은 카드뮴과 같이 고체여야 하지만, 이들은 상대론적 효과로 인해 위의 원소와는 다른 성질을 지닌다. 이러한 효과가 발생하는 이유는 원자번호가 커질수록 전자의 공전 속도가
광속에 가까워지기 때문이다.
[6]
헬륨의 경우 녹는점이 아예 밝혀지지 않았다. 녹는점과 끓는점의 차이가
네온은 약 2°C,
아르곤과
크립톤은 약 4°C,
제논은 약 3°C,
라돈은 약 10°C이다. 오가네손이 압도적으로 넓은 것.
[7]
가리움 효과 : 내부 궤도를 도는 전자들의 척력으로 인해 최외각 전자를 잃기 쉬워지기 때문.
[8]
플루오린 ↔ 네온, 염소 ↔ 아르곤, 브로민 ↔ 크립톤, 아이오딘 ↔ 제논, 아스타틴 ↔ 라돈
[9]
정작 진짜 탄소족인 플레로븀은 비활성기체의 특성이 들어간다.
[10]
미검증 동위원소
운비닐륨-299의 붕괴 결과물이다.
[11]
0.00089초
[12]
라온이 2024년 5월
119번 원소를 발견하기 위해 슬슬 시동을 걸고있다.
[]
[]
[15]
8주기 이상의 원소 중에서 17족, 또는 18족 원소들이 발견된다면 그 원소가 ine, 또는 on으로 끝나므로 그 원소가 이 명성을 쥐게 될 수도 있다.