오가네손
1. 개요
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오가네손의 바닥상태 전자배치도
'''Og'''anesson (Og)
원자번호 118번이다.
시보귬에 이어 2번째로 살아있는 사람의 이름을 따왔는데, 유리 오가네시안에서 따왔다고 한다.[1] 상온에서 고체인 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.
그리고 IUPAC에서 2016년 11월 30일에 확정 고시했다. IUPAC에서 제공하는 주기율표 또한 11월 28일자로 업데이트되었다. #
2. 상세
캘리포늄-249에 칼슘-48을 충돌시켜 오가네손-294를 발견했다. 2015년 12월에 IUPAC 확정되었다. 과거에는 원소의 주기성에 따라 라돈과 상당히 유사한 성질을 가진 무거운 방사성 기체이면서, 유일한 반도체 기체가 될 것으로 예측되었으며, (준금속 라인[4]이 초우라늄 원소에도 그대로 이어진다고 가정할 때, 117번 원소와 이 원소는 빼도박도 못하게 준금속이다.) 현재도 기체일 것으로 예상하는 고정관념이 있지만, 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.
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.
오가네손-294는 0.89ms의 수명을 가지며, 알파붕괴하여 리버모륨-290이 된다. 아직 검증되지 않은 오가네손-295[6]의 경우 이보다 긴 0.18초(180ms)의 수명을 가진다.
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(OgF5)뿐 아니라 산화물(OgO3)이나 염화물도 잘 생성될것으로 추측된다. 또한 -1, 0, +1, +2, +4, +6의 산화 상태가 가능할 것으로 예측되었다.
오가네손 원자를 공전하는 전자들은 정해진 궤도를 이루지 않고 마치 기체 분자들처럼 무질서하게 원자핵을 공전하는, 이른바 "페르미 기체"를 이룰 것이라고 한다.
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.
2002년에 조작 파동이 불거진 적 있는 원소이기도 하다. 빅터 니노브란 물리학자가 116번 및 118번 원소를 발견했다고 보고를 했는데 그게 다른 연구팀은 도저히 재현할 수 없는 결과였다. 결국 빅터 니노브의 연구실을 털어본 결과 116번 및 118번 원소의 발견 자체가 조작으로 판명난 것이다. 이 물리학자는 두 건 크게 날아올리고는 물리학계에서 영구제명이 되었다. 본 문서의 오가네손은 빅터 니노브의 발견 보고 이후 새로 발견된 것이다.
3. 여담
오가네손은 7주기의 마지막 원소이자 2021년 현재까지 인류가 발견한 원소 중에서 가장 원자번호가 높은 원소이다.
오가네손은 인류가 현재까지 발견한 가장 높은 원자번호의 원소라는 것 이외에도 새로운 기록을 세웠는데, 바로 '''인류가 현재까지 발견한 세계에서 가장 비싼 물질'''이라는 타이틀이다. 합성하는데에 필요한 중입자 가속기 건설비용과 원료가 되는 물질의 구입비용 및 가속기를 가동하는데 필요한 에너지 등등을 총 합친 것으로 따지면 오가네손의 1g 당 가격은 무려 '''$4,000,000,000,000,000,000,000,000(!)''' 즉, 한화로 '''약 4800자(秭)원'''이라는 것이다. 심지어 같은 무게의 반물질보다도 비싸다고 하며 이러한 가격은 천문학적으로도 도저히 말이 안되는 가격을 지니고 있다!
2021년 현재 오가네손은 유일하게 생존 중인 인물(Yuri Oganessian, 러시아의 핵물리학자)의 이름을 딴 원소이다. 생존 중인 인물의 이름을 딴 것은 상술했듯 시보귬이 최초이지만, 이름을 따온 시보그는 1999년 작고했기 때문.
오가네손의 전자는 광속의 무려 86%에 달하는 속도로 원자핵을 공전할 것으로 예측되었다. 이는 오가네손-294의 수명(0.89ms) 동안 무려 237km를 이동할 수 있는 속도이다.
현재까지 발견된 원소 중, -ium으로 끝나지 않는 원자량이 가장 큰 원소이다.
[1] 두브나 합동원자핵연구소의 지도자였다. 이 사람은 약간 출신이 복잡한데, 러시아 국적이지만 아르메니아 혈통이라 거기서도 자국인이라고 간주한다.[2] 물론 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] 미검증 동위원소 운비닐륨-299의 붕괴 결과물이다.[7] 가리움 효과 : 내부 궤도를 도는 전자들의 척력으로 인해 최외각 전자를 잃기 쉬워지기 때문.