{"id":4377,"date":"2026-09-13T07:36:31","date_gmt":"2026-09-13T05:36:31","guid":{"rendered":"https:\/\/g7itchme.wordpress.com\/?p=4377"},"modified":"2026-09-13T07:36:31","modified_gmt":"2026-09-13T05:36:31","slug":"oganesson-element-118-die-jagd-nach-dem-schwersten-edelgas-des-periodensystems","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/technodidact.de\/en\/oganesson-element-118-die-jagd-nach-dem-schwersten-edelgas-des-periodensystems\/","title":{"rendered":"Oganesson (Element 118): Die Jagd nach dem schwersten Edelgas des Periodensystems"},"content":{"rendered":"

Autor: DerSchneider<\/strong><\/p>\n\n\n\n

\n\n\n\n

Einleitung<\/h2>\n\n\n\n

Das Periodensystem der Elemente ist f\u00fcr viele ein unverr\u00fcckbares Ordnungsschema der Materie. Doch seine \u00e4u\u00dfersten R\u00e4nder \u2013 die schwersten, k\u00fcnstlich erzeugten Transurane \u2013 sind ein Laboratorium der Extreme. Hier verbiegen sich die Gesetze der klassischen Chemie unter dem Druck relativistischer Effekte, und jedes neu entdeckte Atom ist ein fl\u00fcchtiger Gast, der nach Millisekunden wieder zerf\u00e4llt. Element 118, bekannt als Oganesson (Og)<\/strong>, bildet vorl\u00e4ufig den kr\u00f6nenden Abschluss der siebten Periode. Es ist das erste synthetische Element, das zu Lebzeiten des Namensgebers benannt wurde \u2013 eine Hommage an den russischen Kernphysiker Juri Oganessian. Dieser Artikel beleuchtet die technische Meisterleistung seiner Erzeugung, die historische Wettlauf-Situation hinter den schwersten Elementen und die \u00fcberraschenden physikalischen Eigenschaften, die Oganesson von allen anderen Edelgasen unterscheiden.<\/p>\n\n\n\n

\n\n\n\n

1. Technikhistorischer Hintergrund: Vom Transuran zum \u201eInsel der Stabilit\u00e4t\u201c<\/h2>\n\n\n\n

1.1 Die Pioniere der Schwerionenfusion<\/h3>\n\n\n\n

Die Geschichte der schwersten Elemente beginnt nicht erst in Dubna, sondern in den 1940er Jahren mit der Synthese von Neptunium und Plutonium (Ordnungszahlen 93 und 94) durch Glenn Seaborg und sein Team. Mit jedem weiteren Element stieg die Herausforderung: Die Kerne werden immer instabiler, ihre Halbwertszeiten sinken ins Millisekunden-Bruchteil. Die klassische Neutroneneinfang-Methode versagte ab der Ordnungszahl 100 (Fermium). Ein neuer Ansatz war n\u00f6tig: die Schwerionenfusion<\/strong>. Statt Neutronen zu schie\u00dfen, beschleunigte man ganze Atomkerne (wie Calcium-48) auf ein Target aus einem schwereren Element. Diese Methode erlaubte den schrittweisen Aufbau superschwerer Kerne.<\/p>\n\n\n\n

1.2 Der Wettlauf der Superm\u00e4chte (1970\u20132000)<\/h3>\n\n\n\n

W\u00e4hrend des Kalten Krieges entstand ein wissenschaftlicher Wettstreit zwischen dem Lawrence Berkeley National Laboratory (USA) und dem Joint Institute for Nuclear Research (JINR) in Dubna (UdSSR). Beide beanspruchten die Entdeckung verschiedener Transurane f\u00fcr sich \u2013 ein Streit, der erst in den 1990er Jahren durch die internationale IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) geschlichtet wurde. F\u00fcr die Elemente 104\u2013109 einigte man sich auf geteilte Namen, doch die schwersten Kerne (ab 113) blieben umk\u00e4mpft. Erst 2015 erkannte die IUPAC die Entdeckung der Elemente 113 (Nihonium), 115 (Moscovium), 117 (Tenness) und 118 (Oganesson) durch das russisch-amerikanische Team aus Dubna und dem Livermore National Laboratory offiziell an.<\/p>\n\n\n\n

1.3 Die Rolle von Juri Oganessian<\/h3>\n\n\n\n

Juri Oganessian (geb. 1933) entwickelte in Dubna eine Schl\u00fcsseltechnologie: den Zyklotron-basierten Gasgef\u00fcllten Separator<\/strong>. Dieses Ger\u00e4t kann die winzigen Mengen superschwerer Ionen aus einem Strahl von Billionen Projektilen herausfiltern. Kein anderer Wissenschaftler hat mehr superschwere Elemente entdeckt oder benannt. Dass man ein Element zu seinen Lebzeiten nach ihm benannte \u2013 eine seltene Ehre (nur Seaborg geschah dies zuvor) \u2013 unterstreicht seine Bedeutung.<\/p>\n\n\n\n

\n\n\n\n

2. Die Herstellung von Oganesson-294: Technik im Detail<\/h2>\n\n\n\n

Die Reaktion, die zum ersten Nachweis von Oganesson f\u00fchrte, ist eine Meisterleistung der Strahlenphysik und Detektionstechnik.<\/p>\n\n\n\n

2.1 Die Kernreaktion<\/h3>\n\n\n\n

<\/mrow>98<\/mn>249<\/mn><\/msubsup>Cf <\/mtext>+<\/mo> <\/mtext>20<\/mn>48<\/mn><\/msubsup>Ca <\/mtext>\u27f6<\/mo> <\/mtext>118<\/mn>294<\/mn><\/msubsup>Og <\/mtext>+<\/mo> <\/mtext>3<\/mn>n<\/mi><\/mrow><\/semantics><\/math>98249\u200bCf + 2048\u200bCa \u27f6 118294\u200bOg + 3n<\/em><\/p>\n\n\n\n
    \n
  • Target:<\/strong>\u00a0Californium-249 (ca. 300 \u00b5g, auf einer d\u00fcnnen Titanfolie aufgedampft)<\/li>\n\n\n\n
  • Projektil:<\/strong>\u00a0Calcium-48 (ein seltener, neutronenreicher Isotop, der preiswerte \u201eneutronenarme\u201c Calcium-40 deutlich \u00fcberlegen ist, da er mehr Neutronen f\u00fcr die Stabilit\u00e4t des Endkerns liefert)<\/li>\n\n\n\n
  • Beschleuniger:<\/strong>\u00a0U-400-Zyklotron in Dubna, das Calcium-Ionen auf etwa 10 % der Lichtgeschwindigkeit (\u2248 30.000 km\/s) beschleunigt.<\/li>\n\n\n\n
  • Strahlintensit\u00e4t:<\/strong>\u00a0ca.\u00a03<\/mn>\u00d7<\/mo>10<\/mn>12<\/mn><\/msup><\/mrow><\/semantics><\/math>3\u00d71012\u00a0Teilchen pro Sekunde.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

    2.2 Die Herausforderung der Fusionswahrscheinlichkeit<\/h3>\n\n\n\n

    Die elektrostatische Absto\u00dfung zwischen den beiden positiv geladenen Kernen ist enorm. Nur bei einem sehr pr\u00e4zise abgestimmten Energiebereich (\u201eCoulombbarriere\u201c) verschmelzen die Kerne, anstatt sich abzusto\u00dfen. Die Wahrscheinlichkeit f\u00fcr ein einziges Fusionsereignis liegt bei etwa 1\u00d710\u2212191\u00d710\u221219<\/strong> \u2013 also bei einem Treffer pro 10 Trillionen Projektilen. Entsprechend dauerte der erste erfolgreiche Beschuss (2002) \u00fcber mehrere Monate.<\/p>\n\n\n\n

    2.3 Detektion: Der \u201eDUBNA Gas-Filled Recoil Separator\u201c<\/h3>\n\n\n\n

    Nach der Fusion fliegt das frisch gebildete Oganesson-Atom mit gro\u00dfer Geschwindigkeit aus dem Target. Ein starkes Magnetsystem (der Separator) lenkt die Ionen nach ihrer Masse und Ladung auf einen Silizium-Detektor. Dort wird das Atom gestoppt und zerf\u00e4llt innerhalb von Millisekunden. Die Detektion des Alpha-Zerfalls<\/strong> sowie die Identifikation der Tochterkerne (Livermorium-290, dann weiter) liefern den eindeutigen \u201eFingerabdruck\u201c (siehe Tabelle).<\/p>\n\n\n\n

    Zerfallskette von Oganesson-294 (gemessen):<\/strong><\/p>\n\n\n\n

    Nuklid<\/th>Zerfall<\/th>Energie (MeV)<\/th>Halbwertszeit<\/th><\/tr><\/thead>
    <\/mrow>294<\/mn><\/msup>Og<\/mtext><\/mrow><\/semantics><\/math>294Og<\/td>\u03b1 \u2192 <\/mrow>290<\/mn><\/msup>Lv<\/mtext><\/mrow><\/semantics><\/math>290Lv<\/td>11,65 \u00b1 0,06<\/td>0,7 ms<\/td><\/tr>
    <\/mrow>290<\/mn><\/msup>Lv<\/mtext><\/mrow><\/semantics><\/math>290Lv<\/td>\u03b1 \u2192 <\/mrow>286<\/mn><\/msup>Fl<\/mtext><\/mrow><\/semantics><\/math>286Fl<\/td>10,69<\/td>7 ms<\/td><\/tr>
    <\/mrow>286<\/mn><\/msup>Fl<\/mtext><\/mrow><\/semantics><\/math>286Fl<\/td>\u03b1 \u2192 <\/mrow>282<\/mn><\/msup>Cn<\/mtext><\/mrow><\/semantics><\/math>282Cn<\/td>10,19<\/td>0,13 s<\/td><\/tr>
    <\/mrow>282<\/mn><\/msup>Cn<\/mtext><\/mrow><\/semantics><\/math>282Cn<\/td>\u03b1 \u2192 <\/mrow>278<\/mn><\/msup>Ds<\/mtext><\/mrow><\/semantics><\/math>278Ds<\/td>9,83<\/td>0,8 ms<\/td><\/tr>
    <\/mrow>278<\/mn><\/msup>Ds<\/mtext><\/mrow><\/semantics><\/math>278Ds<\/td>\u03b1 \u2192 <\/mrow>274<\/mn><\/msup>Hs<\/mtext><\/mrow><\/semantics><\/math>274Hs<\/td>9,21<\/td>0,2 s<\/td><\/tr>
    <\/mrow>274<\/mn><\/msup>Hs<\/mtext><\/mrow><\/semantics><\/math>274Hs<\/td>\u03b1 \u2192 <\/mrow>270<\/mn><\/msup>Sg<\/mtext><\/mrow><\/semantics><\/math>270Sg<\/td>9,02<\/td>0,8 s<\/td><\/tr>
    <\/mrow>270<\/mn><\/msup>Sg<\/mtext><\/mrow><\/semantics><\/math>270Sg<\/td>\u03b1 \u2192 <\/mrow>266<\/mn><\/msup>Rf<\/mtext><\/mrow><\/semantics><\/math>266Rf<\/td>8,69<\/td>0,16 s<\/td><\/tr>
    …<\/td>…<\/td>…<\/td>…<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

    (Die Kette endet nach mehreren Schritten in spontaner Spaltung oder bei stabileren Isotopen.)<\/p>\n\n\n\n

    \n\n\n\n

    3. Physikalische und chemische Eigenschaften (theoretisch)<\/h2>\n\n\n\n

    Da keine makroskopische Menge existiert (bisher wurden insgesamt weniger als 10 Oganesson-Atome nachgewiesen), beruht fast alles, was wir \u00fcber seine Eigenschaften wissen, auf relativistischen Quantenrechnungen<\/strong>. Diese Vorhersagen sind spektakul\u00e4r:<\/p>\n\n\n\n

    3.1 Relativistische Effekte \u2013 Der Tod des Edelgascharakters<\/h3>\n\n\n\n

    Die \u00e4u\u00dferen Elektronen von Oganesson bewegen sich mit einem signifikanten Bruchteil der Lichtgeschwindigkeit. Dadurch kontrahieren die 7s- und 7p-Orbitale (sog. Spin-Bahn-Kopplung<\/strong>). Die Folge: Die Ionisierungsenergie ist niedriger als erwartet \u2013 niedriger als bei Radon und sogar niedriger als bei einigen Metallen. Oganesson k\u00f6nnte daher chemische Verbindungen eingehen<\/strong>, zum Beispiel mit Fluor zu OgF\u2082 oder OgF\u2084, \u00e4hnlich wie die schweren Chalkogene. Es w\u00e4re damit kein Edelgas im klassischen Sinne.<\/p>\n\n\n\n

    3.2 Aggregatzustand und Dichte<\/h3>\n\n\n\n
      \n
    • Siedepunkt (vorhergesagt):<\/strong>\u00a0ca. 350 K (77 \u00b0C) \u2013 w\u00e4re bei Raumtemperatur also gasf\u00f6rmig, doch die starken Van-der-Waals-Kr\u00e4fte bewirken, dass es unter Normalbedingungen\u00a0fest<\/strong>\u00a0sein d\u00fcrfte.<\/li>\n\n\n\n
    • Dichte (fest):<\/strong>\u00a0um 7 g\/cm\u00b3 \u2013 das ist etwa vergleichbar mit Zink oder Messing, also im Bereich eines Metalls.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

      3.3 Vergleich der Edelgase (Tabelle)<\/h3>\n\n\n\n
      Eigenschaft<\/th>Helium (He)<\/th>Neon (Ne)<\/th>Argon (Ar)<\/th>Krypton (Kr)<\/th>Xenon (Xe)<\/th>Radon (Rn)<\/th>Oganesson (Og, vorhergesagt)<\/th><\/tr><\/thead>
      Ordnungszahl<\/td>2<\/td>10<\/td>18<\/td>36<\/td>54<\/td>86<\/td>118<\/td><\/tr>
      Siedepunkt (K)<\/td>4,2<\/td>27,1<\/td>87,3<\/td>119,9<\/td>165,0<\/td>211,5<\/td>~350<\/td><\/tr>
      Ionisierungsenergie (eV)<\/td>24,6<\/td>21,6<\/td>15,8<\/td>14,0<\/td>12,1<\/td>10,7<\/td>~9,6 (gesch\u00e4tzt)<\/td><\/tr>
      Reaktivit\u00e4t<\/td>inert<\/td>inert<\/td>inert<\/td>sehr schwach<\/td>schwach<\/td>schwach<\/td>voraussichtlich reaktiv<\/strong><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n
      \n\n\n\n

      4. Kontroversen und offene Fragen<\/h2>\n\n\n\n

      4.1 Anerkennung der Entdeckung<\/h3>\n\n\n\n

      Zwischen 1999 und 2001 gab es einen betr\u00fcgerischen Bericht aus Berkeley (USA), der die Synthese von Element 118 behauptete. Die Daten wurden 2002 zur\u00fcckgezogen, was das Vertrauen in die Schwerionenforschung ersch\u00fctterte. Erst die unabh\u00e4ngige Best\u00e4tigung durch Dubna\/Livermore 2005 \u2013 mit einer vierfach l\u00e4ngeren Zerfallskette \u2013 f\u00fchrte zur offiziellen Anerkennung.<\/p>\n\n\n\n

      4.2 Die \u201eInsel der Stabilit\u00e4t\u201c<\/h3>\n\n\n\n

      Theoretiker sagen voraus, dass es jenseits von Oganesson m\u00f6glicherweise superschwere Kerne mit magischen Neutronenzahlen (184 oder 196) gibt, die Halbwertszeiten von Minuten, Tagen oder sogar Millionen Jahren erreichen k\u00f6nnten \u2013 die sogenannte Insel der Stabilit\u00e4t. Oganesson selbst liegt am Rande dieser Insel; sein Nachbar <\/mrow>293<\/mn><\/msup><\/mrow><\/semantics><\/math>293Og oder ein noch schwereres Isotop k\u00f6nnte deutlich stabiler sein. Die Suche danach ist eines der gro\u00dfen Ziele der modernen Kernphysik.<\/p>\n\n\n\n

      4.3 Experimentelle Grenzen<\/h3>\n\n\n\n

      Die Herstellung von Oganesson erfordert Californium-249, das nur in winzigen Mengen aus der Bestrahlung von Plutonium in Hochflussreaktoren gewonnen wird. Noch schwerere Elemente (119, 120) br\u00e4uchten andere Targetmaterialien wie Einsteinium oder Fermium, die praktisch nicht in ausreichender Menge verf\u00fcgbar sind. Dies setzt der Herstellung neuer Elemente mit heutiger Technik enge Grenzen.<\/p>\n\n\n\n

      \n\n\n\n

      5. Fazit und Ausblick<\/h2>\n\n\n\n

      Oganesson ist mehr als nur eine Fu\u00dfnote im Periodensystem. Es ist das Ergebnis eines jahrzehntelangen technologischen Wettlaufs, ein Pr\u00fcfstein f\u00fcr relativistische Quantenchemie und ein m\u00f6glicher Schl\u00fcssel zur legend\u00e4ren \u201eInsel der Stabilit\u00e4t\u201c. Seine angebliche Reaktivit\u00e4t st\u00fcrzt das klassische Bild der inerten Edelgase. Allerdings bleibt vieles spekulativ: Die Halbwertszeiten sind so kurz, dass man selbst mit leistungsf\u00e4higeren Beschleunigern niemals eine sichtbare Menge wird herstellen k\u00f6nnen. Die Forschung konzentriert sich daher auf die Verbesserung von Nachweisverfahren (z.\u202fB. Ionenfallen, laserbasierte Spektroskopie) und die Suche nach langlebigeren Isotopen mit Neutronenzahlen nahe 184.<\/p>\n\n\n\n

      F\u00fcr die Technikgeschichte ist Oganesson ein Lehrst\u00fcck \u00fcber internationale Kooperation (trotz politischer Spannungen), \u00fcber die Bedeutung von Gro\u00dfger\u00e4ten (Zyklotrone, Teilchendetektoren) und \u00fcber die Grenzen des machbaren. Vielleicht wird es nie eine technische Anwendung geben \u2013 aber es zwingt uns, unsere grundlegenden physikalischen Theorien immer wieder zu \u00fcberpr\u00fcfen.<\/p>\n\n\n\n

      \n\n\n\n

      Quellen<\/h2>\n\n\n\n
        \n
      • Oganessian, Yu. Ts. et al. (2006): \u201eSynthesis of the isotopes of elements 118 and 116 in the\u00a0<\/mrow>249<\/mn><\/msup><\/mrow><\/semantics><\/math>249Cf and\u00a0<\/mrow>245<\/mn><\/msup><\/mrow><\/semantics><\/math>245Cm +\u00a0<\/mrow>48<\/mn><\/msup><\/mrow><\/semantics><\/math>48Ca fusion reactions\u201c.\u00a0Physical Review C<\/em>, 74(4), 044602.<\/li>\n\n\n\n
      • IUPAC (2016): \u201eDiscovery and assignment of elements with atomic numbers 113, 115, 117 and 118\u201c.\u00a0Pure and Applied Chemistry<\/em>, 88(12), 1225\u20131229.<\/li>\n\n\n\n
      • Schwerdtfeger, P.; Smits, O. R.; Pyykk\u00f6, P. (2020): \u201eThe periodic table and the physics that drives it\u201c.\u00a0Nature Reviews Chemistry<\/em>, 4, 359\u2013380.<\/li>\n\n\n\n
      • Hofmann, S. (2019): \u201eThe discovery of superheavy elements\u201c.\u00a0Nuclear Physics A<\/em>, 944, 114\u2013138.<\/li>\n<\/ul>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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