Roentgenium

Roentgenium adalah sebuah unsur kimia dengan lambang Rg dan nomor atom 111. Ia adalah sebuah unsur sintetis yang sangat radioaktif yang dapat dibuat di laboratorium tetapi tidak ditemukan di alam. Isotop roentgenium paling stabil yang diketahui, roentgenium-282, memiliki waktu paruh hanya 100 detik, meskipun roentgenium-286 yang belum dikonfirmasi mungkin memiliki waktu paruh lebih lama sekitar 10,7 menit. Roentgenium pertama kali dibuat pada tahun 1994 oleh Pusat Penelitian Ion Berat GSI Helmholtz di dekat Darmstadt, Jerman. Nama unsur ini diambil dari nama fisikawan Wilhelm Conrad Röntgen (juga dieja Roentgen), yang menemukan sinar-X. Hanya beberapa atom roentgenium yang pernah disintesis, dan ia tidak memiliki aplikasi praktis saat ini.

Dalam tabel periodik, ia adalah sebuah unsur transaktinida blok-d. Ia adalah anggota dari periode ke-7 dan ditempatkan ke dalam golongan 11, meskipun tidak ada percobaan kimia yang telah dilakukan untuk mengonfirmasi bahwa ia berperilaku sebagai homolog yang lebih berat dari emas di golongan 11 sebagai anggota kesembilan dari logam transisi deret 6d. Roentgenium dihitung memiliki sifat yang mirip dengan homolognya yang lebih ringan, tembaga, perak, dan emas, meskipun mungkin menunjukkan beberapa perbedaan dari mereka. Roentgenium diperkirakan akan berwujud padat pada suhu kamar dan memiliki penampilan metalik dalam keadaan biasa.

Pengantar

Sejarah

Penemuan resmi
Roentgenium pertama kali disintesis oleh tim internasional yang dipimpin oleh Sigurd Hofmann di Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) di Darmstadt, Jerman, pada 8 Desember 1994. Tim itu membombardir target bismut-209 dengan inti nikel-64 yang dipercepat dan mendeteksi tiga inti isotop roentgenium-272:

 +  →  + 

Reaksi ini sebelumnya telah dilakukan di Institut Bersama untuk Riset Nuklir di Dubna (kemudian di Uni Soviet) pada tahun 1986, tetapi tidak ada atom 272Rg yang teramati. Pada tahun 2001, Pihak Kerja Bersama IUPAC/IUPAP (JWP) menyimpulkan bahwa bukti untuk penemuan tersebut pada saat itu tidaklah cukup. Tim GSI mengulangi percobaan mereka pada tahun 2002 dan mendeteksi tiga atom. Dalam laporan tahun 2003 mereka, JWP memutuskan bahwa tim GSI harus diakui atas penemuan unsur ini.

Penamaan
Menggunakan tata nama Mendeleev untuk unsur-unsur yang belum bernama dan belum ditemukan, roentgenium seharusnya dikenal sebagai eka-emas. Pada tahun 1979, IUPAC menerbitkan rekomendasi yang menurutnya unsur ini disebut unununium (dengan lambang Uuu yang sesuai), sebuah nama unsur sistematis sebagai pengganti, sampai unsur itu ditemukan (dan penemuannya kemudian dikonfirmasi) dan nama permanen diputuskan. Meskipun banyak digunakan dalam komunitas kimia di semua tingkatan, dari ruang kelas kimia hingga buku pelajaran lanjutan, rekomendasi tersebut sebagian besar diabaikan oleh para ilmuwan di lapangan, yang menyebutnya unsur 111, dengan lambang E111, (111) atau bahkan hanya 111.

Nama roentgenium (Rg) diusulkan oleh tim GSI pada tahun 2004, untuk menghormati fisikawan Jerman Wilhelm Röntgen, penemu sinar-X. Nama ini diterima oleh IUPAC pada tanggal 1 November 2004.

Isotop

Roentgenium tidak memiliki isotop stabil atau alami. Beberapa isotop radioaktifnya telah disintesis di laboratorium, baik melalui fusi inti unsur yang lebih ringan atau sebagai produk peluruhan intermediat unsur yang lebih berat. Sembilan isotop roentgenium yang berbeda telah dilaporkan dengan massa atom 272, 274, 278–283, dan 286 (283 dan 286 belum dikonfirmasi), dua di antaranya, roentgenium-272 dan roentgenium-274, memiliki keadaan metastabil yang diketahui tetapi belum dikonfirmasi. Mereka semua meluruh melalui peluruhan alfa atau fisi spontan, meskipun 280Rg mungkin juga memiliki cabang penangkapan elektron.

Stabilitas dan waktu paruh
Semua isotop roentgenium sangatlah tidak stabil dan bersifat radioaktif; secara umum, isotop yang lebih berat akan lebih stabil daripada isotop yang lebih ringan. Isotop roentgenium paling stabil yang diketahui, 282Rg, juga merupakan isotop roentgenium terberat yang diketahui; ia memiliki waktu paruh 100 detik. 286Rg yang belum dikonfirmasi bahkan lebih berat dan tampaknya memiliki waktu paruh lebih lama sekitar 10,7 menit, yang akan menjadikannya salah satu nuklida superberat berumur panjang yang diketahui; demikian pula 283Rg yang belum dikonfirmasi tampaknya memiliki waktu paruh yang panjang sekitar 5,1 menit. Isotop 280Rg dan 281Rg juga dilaporkan memiliki waktu paruh lebih dari satu detik. Isotop yang tersisa memiliki waktu paruh dalam kisaran milidetik.

Sifat yang diprediksi
Selain sifat nuklir, tidak ada sifat roentgenium atau senyawanya yang telah diukur; ini dikarenakan produksinya yang sangat terbatas dan mahal serta fakta bahwa roentgenium (dan induknya) meluruh dengan sangat cepat. Sifat logam roentgenium tetap tidak diketahui dan hanya prediksi yang tersedia.

Kimia
Roentgenium adalah anggota kesembilan dari deret 6d logam transisi. Perhitungan potensial ionisasi serta jari-jari atomik dan ioniknya serupa dengan emas homolognya yang lebih ringan, sehingga menyiratkan bahwa sifat dasar roentgenium akan mirip dengan unsur golongan 11 lainnya, tembaga, perak, dan emas; namun, diperkirakan juga bahwa ia menunjukkan beberapa perbedaan dari homolognya yang lebih ringan.

Roentgenium diprediksi akan menjadi logam mulia. Potensial elektroda standar sebesar 1,9 V untuk pasangan Rg3+/Rg lebih besar dari 1,5 V untuk pasangan Au3+/Au. Prediksi energi ionisasi pertama roentgenium sebesar 1020 kJ/mol hampir sama dengan energi ionisasi gas mulia radon sebesar 1037 kJ/mol. Berdasarkan keadaan oksidasi paling stabil dari unsur-unsur golongan 11 yang lebih ringan, roentgenium diprediksi menunjukkan keadaan oksidasi +5 dan +3 yang stabil, dengan keadaan oksidasi +1 yang kurang stabil. Keadaan +3 diprediksi menjadi yang paling stabil. Roentgenium(III) diperkirakan memiliki reaktivitas yang sebanding dengan emas(III), tetapi harus lebih stabil dan membentuk variasi senyawa yang lebih besar. Emas juga membentuk keadaan −1 yang agak stabil karena efek relativistik, dan telah diperkirakan bahwa roentgenium juga dapat melakukannya: meskipun demikian, afinitas elektron roentgenium diperkirakan sekitar , jauh lebih rendah daripada nilai emas sebesar , jadi roentgenida mungkin tidak stabil atau bahkan mungkin tidak akan ada. Orbital 6d didestabilisasi oleh efek relativistik dan interaksi spin–orbit di dekat akhir deret logam transisi keempat, sehingga membuat roentgenium(V) dengan keadaan oksidasi tinggi lebih stabil daripada emas(V) homolognya yang lebih ringan (hanya diketahui dalam emas pentafluorida, Au2F10) karena elektron 6d lebih banyak berpartisipasi dalam ikatan. Interaksi spin–orbit menstabilkan senyawa roentgenium molekuler dengan lebih banyak elektron 6d yang berikatan; misalnya,  diperkirakan lebih stabil daripada , yang diperkirakan lebih stabil daripada . Stabilitas  homolog dengan ; analog perak  masih belum diketahui dan diperkirakan hanya sedikit stabil terhadap dekomposisi menjadi  dan F2. Selain itu, Rg2F10 diperkirakan stabil terhadap dekomposisi, persis analog dengan Au2F10, sedangkan Ag2F10 seharusnya tidak stabil terhadap dekomposisi menjadi Ag2F6 dan F2. Emas pentafluorida, AuF7, dikenal sebagai kompleks emas(V) difluorin AuF5·F2, yang energinya lebih rendah daripada emas(VII) heptafluorida sejati; sebaliknya, RgF7 dihitung menjadi lebih stabil sebagai roentgenium(VII) heptafluorida sejati, meskipun ia agak tidak stabil, dekomposisinya menjadi Rg2F10 dan F2 melepaskan sejumlah kecil energi pada suhu kamar. Roentgenium(I) diperkirakan sulit diperoleh. Emas dapat membentuk kompleks sianida , yang digunakan dalam ekstraksinya dari bijih melalui proses sianidasi emas; roentgenium diperkirakan mengikutinya dan membentuk .

Kemungkinan sifat kimia roentgenium telah menerima lebih banyak perhatian daripada dua unsur sebelumnya, meitnerium dan darmstadtium, karena valensi subkulit-s unsur golongan 11 diperkirakan akan berkontraksi secara relativistik paling kuat di roentgenium. Perhitungan pada senyawa molekul RgH relativistik menggandakan kekuatan ikatan roentgenium–hidrogen, meskipun interaksi spin–orbit juga melemahkannya sebesar . Senyawa AuX dan RgX, dimana X = F, Cl, Br, O, Au, atau Rg, juga dipelajari. Rg+ diperkirakan merupakan ion logam yang paling lunak, bahkan lebih lunak daripada Au+, meskipun ada ketidaksepakatan mengenai apakah ia akan berperilaku sebagai asam atau basa. Dalam larutan berair, Rg+ akan membentuk ion akua [Rg(H2O)2]+, dengan jarak ikatan Rg–O sebesar 207,1 pm. Ia juga diperkirakan membentuk kompleks Rg(I) dengan amonia, fosfina, dan hidrogen sulfida.

Fisik dan atom
Roentgenium diperkirakan berwujud padat dalam kondisi normal dan mengkristal dalam struktur kubus berpusat badan, tidak seperti kongenernya yang lebih ringan yang mengkristal dalam struktur kubus berpusat muka, karena ia diperkirakan memiliki kerapatan muatan elektron yang berbeda dari mereka. Ia harus menjadi logam yang sangat berat dengan kerapatan sekitar 22–24 g/cm3; sebagai perbandingan, unsur terpadat yang pernah diukur kerapatannya, osmium, memiliki kerapatan 22,61 g/cm3. Jari-jari atomik roentgenium diperkirakan sekitar 138 pm.

Kimia eksperimental
Penentuan karakteristik kimia rontgenium yang tidak ambigu belum ditetapkan karena rendahnya hasil reaksi yang menghasilkan isotop rontgenium. Untuk studi kimia yang akan dilakukan pada transaktinida, setidaknya empat atom harus diproduksi, waktu paruh isotop yang digunakan harus minimal 1 detik, dan laju produksi harus setidaknya satu atom per minggu. Meskipun waktu paruh 282Rg, isotop roentgenium terkonfirmasi yang paling stabil, adalah 100 detik, cukup lama untuk melakukan studi kimia, kendala lain adalah kebutuhan untuk meningkatkan laju produksi isotop roentgenium dan membiarkan eksperimen berlangsung selama berminggu-minggu atau berbulan-bulan sehingga dapat diperoleh hasil yang signifikan secara statistik. Pemisahan dan deteksi harus dilakukan terus menerus untuk memisahkan isotop roentgenium dan memungkinkan sistem otomatis untuk bereksperimen pada fase gas dan kimia larutan roentgenium, karena hasil unsur yang lebih berat diperkirakan lebih kecil daripada unsur yang lebih ringan. Namun, percobaan kimia roentgenium belum mendapat perhatian sebanyak unsur yang lebih berat dari kopernisium hingga livermorium, meskipun minat awal dalam prediksi teoretis karena efek relativistik pada subkulit ns pada golongan 11 mencapai maksimum pada roentgenium. Isotop 280Rg dan 281Rg dinilai menjanjikan untuk eksperimen kimia dan dapat diproduksi sebagai cucu isotop moskovium, masing-masing 288Mc dan 289Mc; induk mereka adalah isotop nihonium 284Nh dan 285Nh, yang telah menerima penyelidikan kimia awal.

Lihat pula
 Pulau stabilitas

Catatan penjelasan

Referensi

Bibliografi umum

Pranala luar

  Roentgenium di The Periodic Table of Videos (Universitas Nottingham)

 
Unsur kimia
Unsur kimia sintetis
Unsur kimia dengan struktur kubus berpusat-badan
Logam transisi