Siborgij

Siborgij () jest vještački hemijski element sa simbolom Sg i atomskim brojem 106. Dobio je naziv po prezimenu američkog nuklearnog fizičara Glenna T. Seaborga. To je vještački (sintetički) element, što znači da se ne nalazi u prirodi te se može napraviti isključivo u laboratoriji. Izrazito je radioaktivan, njegov najstabilniji poznati izotop, 269Sg, ima vrijeme poluraspada od oko 3,1 minute.

U periodnom sistemu nalazi se u d-bloku elemenata transaktinoida. Pripada 7. periodi kao i 6. grupi elemenata kao četvrti član 6d serije prelaznih metala. Hemijski eksperimenti potvrdili su da se ovaj element ponaša kao teži homolog volframa iz 6. grupe. Do danas su samo djelimično opisane hemijske osobine siborgija, ali se smatra da su one u velikoj mjeri slične onima kod drugih elemenata iz iste grupe.

Godine 1974. dobijeno je nekoliko atoma siborgija u laboratorijama u SAD i tadašnjem Sovjetskom savezu. Čast za otkriće a time i prioritet za davanje imena elementu bili su "kamen spoticanja" između sovjetskih i američkih naučnika, što je kasnije nazvano "transfermijski ratovi". Takvo stanje je potrajalo do 1997. kada je IUPAC ozvaničio naziv siborgij za ovaj element. Ovo je jedan od dva elementa koji su nazvani po nekoj osobi koja je u tom vremenu bila živa (Seaborg je umro 1999. godine). Drugi element je element 118, koji je dobio ime oganeson po ruskom naučniku Juriju Oganesianu.

 Historija 
Dvije grupe naučnika tvrdile su da su otkrile ovaj element. Dokaz o otkriću elementa 106 prvi je objavio ruski istraživački tim 1974. godine u gradu Dubna gdje
je Jurij Oganesian sa saradnicima bombardirao mete sačinjene od olova-208 i -207 izuzetno ubrzanim ionima hroma-54. Sveukupno, opažen je 51 spontani fisijski događaj, čija su vremena poluraspada iznosila između četiri i deset milisekunde. Nakon što su isključili reakcije transfera nukleona kao uzroka ovih aktivnosti, tim je zaključio da su najvjerovatniji uzroci ovih aktivnosti spontane fisije izotopa elementa 106. U prvi mah su smatrali da se radi o izotopu Sg-259, da bi kasnije to bilo ispravljeno u Sg-260.

Pb + Cr → Sg + 2n
Pb + Cr → Sg + n

Nekoliko mjeseci kasnije tokom 1974. naučnici Glenn T. Seaborg i Albert Ghiorso sa Univerziteta Kalifornije iz Berkeleyja i E. Kenneth Hulet sa Nacionalne laboratorije Lawrence Livermore također su sintetizirali ovaj element bombardiranjem mete od kalifornija-249 ionima kisika-18, koristeći sličnu opremu kao onu što je korištena za sintezu elementa 104 pet godina prije toga, pri čemu su zamijetili najmanje 70 alfa-raspada za koje su pretpostavili da potječu od izotopa Sg-263m sa vremenom poluraspada od 0,9±0,2 sekunde. Alfa "kćerka"-izotop Rf-259 i "unuka"-izotop No-255 već ranije su bili sintetizirani a uočene osobine dobijenih izotopa su odgovarale onima koje su od ranije poznate, kao i intenzitet njihove proizvodnje. Poprečni presjek reakcije koji je izmjeren od 0,3 nanobarna također je dobro odgovarao teoretskim predviđanjima. Ovim je dokazano da događaji alfa-raspada zaista potječu od izotopa Sg-263m.

Cf + O → Sg + 4 n → Rf + α → No + α

Spor je nastao nakon prvih, početnih objava o otkriću, iako je za razliku od slučajeva kod drugih vještačkih elemenata sve do elementa 105, niti jedan od timova naučnika nije odabrao prijedloge naziva za novootkrivene elemente, pa je spor oko davanja imena privemeno bio zamrznut. Međutim, spor oko prava prvenstva otkrića trajao je sve do 1992. kada je Zajednička transfermijska radna grupa IUPAC/IUPAP, osnovana da bi okončala kontroverzu donošenjem zaključaka oko prvenstava otkrića novih elemenata i ukazivanja časti grupi koja ih je otkrila, za elemente počev od elementa 101 pa sve do 112, zaključila je da "sovjetska" sinteza izotopa Sg-260 nije bila dovoljno uvjerljiva, "pri čemu je nedostajala krivulja prinosa i rezultati ugaone selekcije", dok je "američka" sinteza izotopa Sg-263 bila uvjerljiva jer je bila zasnovana na čvrstom dokazu poznatog jezgra "kćerke" izotopa. Kao takvu, komisija je u svom izvještaju 1993. proglasila tim iz Berkeleyja za zvanične pronalazače elementa siborgija.

Glenn Seaborg je ranije predlagao radnoj grupi IUPAC-a da, ako se tim iz Berkeleyja proglasi zvaničnim pronalazačem elemenata 104 i 105, trebali bi također predložiti naziv kurčatovij (simbol Kt) za element 106 u čast naučnog tima iz Dubne, koji su za element 104 predlagali da se imenuje po Igoru Kurčatovu, bivšem vođi sovjetskog programa nuklearnog istraživanja. Ipak, zbog pogoršanja odnosa između timova koji su se nadmetali nakon objave izvještaja radne grupe (tim iz Berkeleyja se žestoko usprotivio zaključcima radne grupe, naročito oko elementa 104), ovaj prijedlog je odbačen iz razmatranja naučnika iz Berkeleyja.

Naziv siborgij i simbol Sg zvanično je objavio Kenneth Hulet, kao jedan od članova američkog tima, na 207. nacionalnoj sjednici Američkog hemijskog društva u martu 1994. godine. Međutim, u augustu iste godine IUPAC objavio da se element ne može imenovati po osobi koja je živa, a Seaborg je tada i dalje bio živ. Stoga je IUPAC u septembru 1994. objavio nekoliko imena među kojima su bili nazivi koje su predložile tri laboratorije (treća je bila Centar GSI Helmholtz za istraživanje teških iona iz Darmstadta, Njemačka) sa svojim zahtjevima za prizanje otkrića elemenata od 104 do 109, te su oni "prebačeni" za razne druge elemente, po kojima je raderfordij (Rf), što je bio prijedlog Berkeleyja za element 104, pomjeren na element 106, dok je naziv siborgij bio potpuno odbačen.

Takva odluka IUPAC-a izazvala je burne proteste među naučnicima, a kao najveću zamjerku naglašavali su pravo pronalazača elementa da predloži njegov naziv. Tek u augustu 1997. IUPAC je promijenio svoje zaključke, kada su prijedlozi njemačkog i američkog tima prihvaćeni uz jedini izuzetak elementa 105 koji je nazvan dubnij, a element 106 siborgij. Seaborg je kasnije izjavio da je ova ukazana čast za naziv elementa 106 bila "veća od dodjele Nobelove nagrade". Umro je godinu i po nakon odluke IUPAC-a.

 Osobine 
 Fizičke 
Za siborgij se očekuje da je metal u čvrstom stanju u normalnim uslovima pritiska i temperature te da bi mogao poprimati prostorno-centriranu kubičnu kristalnu strukturu, sličnu onoj kao kod njegovog lakšeg kongenera volfram. To bi po predviđanjima trebao biti vrlo težak metal gustoće od približno 35,0 g/cm3, što bi značilo da je četvrti po gustoći od svih 118 poznatih elemenata, manje samo od (također sintetičkih) elemenata borija (37,1 g/cm3), majtnerija (37,4 g/cm3) i hasija (41 g/cm3), koji ga slijede u periodnom sistemu. Kao usporedba, najgušći poznati element kojem je gustoća pouzdano izmjerena jeste osmij, a ima gustoću od "samo" 22,59 g/cm3. Velika gustoća siborgija rezultat je njegove velike atomske težine, kontrakcije lantanoida i aktinoida i relativističkih efekata, mada bi proizvodnja dovoljnih količina siborgija, kako bi se ova vrijednost mogla izmjeriti, bila vrlo nepraktična a uzorak bi se vrlo brzo raspao.

 Hemijske 
Siborgij je četvrti član 6d serije prelaznih metala a također je i najteži član 6. grupe hemijskih elemenata u periodnom sistemu, ispod hroma, molibdena i volframa. Svi elementi ove grupe grade širok spektar oksoaniona. Oni vrlo vjerno oslikavaju oksidacijsko stanje grupe, +6, mada je ono izuzetno oksidirajuće u slučaju hroma, a postaje sve više stabilno naspram redukcije idući sve niže niz grupu. Doista, volfram je posljednji među 5d prelaznih metala gdje sva četiri 5d elektrona učestvuju u metalnoj vezi. Kao takav, siborgij bi mogao imati +6 kao svoje najstabilnije oksidacijsko stanje, bilo u gasovitoj fazi ili u vodenom rastvoru, a to je i jedino oksidacijsko stanje koje je eksperimetalno i potvrđeno. Stanja +4 i +5 bi trebali biti manje stabilna, dok stanje +3, koje je najčešće kod hroma, bi trebalo biti najmanje stabilno za siborgij. Eksperimenti u vezi hemijskih osobina ovog elementa su u velikoj mjeri ograničeni zbog mogućnosti dobijanja siborgija u izuzetno malim količinama, ponekad samo jednim atomom tokom dužeg vremena, kao i kratkim vremenom poluraspada, što ima za posljedicu teške uslove u kojima se izvode eksperimenti. Izotop 265Sg i njegov izomer 265mSg imaju poseban značaj u radiohemiji: dobijaju se reakcijom 248Cm(22Ne,5n).

Pretpostavlja se da bi siborgij mogao graditi jako isparljivi heksafluorid (SgF6) kao i umjereno isparljive heksahlorid (SgCl6), pentahlorid (SgCl5) i oksihloride SgO2Cl2 i SgOCl4. Za SgO2Cl2 se očekuje da bi trebao biti najstabilniji među siborgij-oksihloridima te bi trebao biti najmanje isparljiv među svim oksihloridima elemenata 6. grupe, prema redoslijedu MoO2Cl2 > WO2Cl2 > SgO2Cl2.

Za isparljive spojeve siborgija(VI) SgCl6 i SgOCl4 očekuje se da bi trebali biti nestabilni i da bi se raspadali do spojeva siborgija(V) pri visokim temperaturama, analogno MoCl6 i MoOCl4; ovo se ne bi trebalo dešavati sa SgO2Cl2 zbog mnogo većeg energetskog procjepa između najviših zauzetih i najnižih nezauzetih molekularnih orbitala, uprkos sličnoj snazi veze Sg-Cl (sličnost sa molibdenom i volframom). Stoga, u prvim eksperimentalnim hemijskim studijama siborgija 1995. i 1996. godine, atomi ovog elementa su dobijeni reakcijom  248Cm(22Ne,4n)266Sg, zatim termalizirani te su reagirali sa smjesom O2/HCl. Osobine adsorpcije dobijenih oksihlorida su izmjerene i upoređene sa onim kod spojeva molibdena i volframa. Rezultati ukazuju da siborgij gradi vrlo isparljiv oksihlorid sličan onim kod drugih elemenata iz 6. grupe, a također potvrđuju i smanjujući trend isparljivosti oksihlorid idući niz grupu 6 prema dolje:
Sg +  + 2 HCl →  + 

 Reference 

Kategorija:Hemijski elementi
Kategorija:Sintetički elementi