Von: Arno K.
Seaborgiumhexacarbonyl

Superschweres Element reagiert mit Kohlenstoff

Mit einem erfolgreichen Versuch eine Verbindung zwischen Kohlenstoff und dem superschweren Seaborgium (Element 106) herzustellen, ist es einem internationalen Forscherteam gelungen den Effekt der Relativitätstheorie auf chemischer Basis, zu untersuchen.

Graphische Darstellung eines Seaborgiumhexacarbonyl-Moleküls.
© GSI

Darmstadt (Deutschland). Einem internationalen Team von 14 Forschungszentren aus aller Welt ist es zum ersten Mal gelungen Seaborgiumhexacarbonyl zu synthetisieren, daraus 18 Seaborgium-Atome zu detektieren und in Verbindung mit Kohlenstoff als flüchtige Carbonylkomplexe in einem Gaststrom zu transportieren. Innerhalb dieses Zustandes konnten die Gasphaseneigenschaften auf einer Siliziumdioxidoberfläche untersucht werden. Daraus konnten theoretische Rechnungen abgeleitet werden die sich auf den Effekt der Relativitätstheorie beziehen.

Elektronen erreichen Geschwindigkeiten bis Nahe an die Lichtgeschwindigkeit

Versuche mit chemischen Elementen, die sich jenseits der Ordnungszahl 104 befinden, sind nur unter erschwerten Bedingungen möglich. Dazu gehört auch die künstliche Herstellung der Elemente, da diese von Natur aus nicht vorkommen und über einen Teilchenbeschleuniger hergestellt werden müssen. Dafür, dass diese auch noch sehr instabil sind, können auch nur wenige am Tag produziert werden - je schwerer das Element desto geringer die Produktionsanzahl. Im nun erreichten Versuch konnte das kreierte Element für nicht länger als zehn Sekunden stabilisiert werden. Trotz dieser Gegensätze zwischen Herstellung und Haltbarkeit sind die wissenschaftlichen Erkenntnisse enorm wichtig, insbesondere im chemischen Bezug auf die Relativitätstheorie von Albert Einstein. Im Versuch beschleunigen die positiv geladenen Protonen die Elektronen innerhalb des Atoms und erreichen dabei Geschwindigkeiten bis Nahe an die Lichtgeschwindigkeit, der Prozentsatz wird dabei auf bis zu 80 Prozent beziffert. Die Ergebnisse, die sich auf die grundlegenden Eigenschaften des Periodensystems beziehen, sind für Chemiker auf der ganzen Welt von fundamentaler Bedeutung.

Bereits seit mehreren Jahren arbeiten Forscher in erweiterten Experimentiergruppen zusammen: aus den Superschwere-Elemente-Chemie-Arbeitsgruppen am Institut für Kernchemie der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU), des Helmholtz-Instituts Mainz (HIM) und der GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH (GSI) in Darmstadt in Zusammenarbeit mit Schweizer Kollegen vom Paul Scherrer Institut, Villigen und der Universität Bern. Für eine Versuchsoptimierung sorgte die Schwere-Elemente-Gruppe am RIKEN Nishina Center (RNC) in Japan. Dort wurde die Produktion des Seaborgiums mit einer Kernfusion mit einem Neon-Ionenstrahl und dem Curium-Target durchgeführt.

Dank der bislang erreichten Erkenntnisse wollen die Teams auch zukünftig an weiteren Verbindungen arbeiten, die dann sogar noch schwerer sind als das verwendete Element Seaborgium.

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