Roentgenium – Steckbrief

Stellung im Periodensystem

Zum ganzen Periodensystem

Vorkommen und Gewinnung

Roentgenium lässt sich nur im Labor herstellen. Ein stabiles Isotop des Roentgeniums kennt man nicht. Am längsten lebt nach bisherigem Stand Roentgenium-282 mit einer Halbwertszeit von rund zwei Minuten, doch der Wert ist unsicher, weil nur wenige Zerfälle beobachtet wurden. Das Isotop der Entdeckung, Roentgenium-272, zerfällt nach Millisekunden.

Entdeckt wurde das Element im Dezember 1994 am GSI in Darmstadt, nur wenige Wochen nach dem Darmstadtium. Auch hier beschoss das Team um Sigurd Hofmann ein Target aus Bismut-209 mit Nickel-64-Ionen, wieder mit dem Prinzip der kalten Fusion. Drei Atome zeichnete der Detektor auf. Ihre Alphazerfälle führten über Meitnerium und Bohrium zu bekannten Kernen. Spätere Experimente, unter anderem in Japan, bestätigten die Entdeckung.

Benannt ist das Element nach Wilhelm Conrad Röntgen. Er entdeckte im November 1895 in Würzburg eine bis dahin unbekannte Strahlung, die er X-Strahlen nannte, und erhielt 1901 den ersten Nobelpreis für Physik. Der Name Roentgenium wurde 2004 offiziell festgelegt, mehr als hundert Jahre nach der Entdeckung der Strahlen. Die Schreibweise mit oe ersetzt den Umlaut.

Eigenschaften und Reaktionen

Roentgenium steht in Periode 7 und Gruppe 11, unter dem Gold. Darüber folgen Silber und Kupfer. Die Atommasse 282 u bezeichnet die Massenzahl von Roentgenium-282. Die vorhergesagte Elektronenkonfiguration [Rn] 5f¹⁴ 6d⁹ 7s² weicht vom Gold ab. Dort wandert ein s-Elektron in die d-Schale, beim Roentgenium bleiben nach Rechnungen zwei Elektronen in der 7s-Schale, weil relativistische Effekte sie besonders fest binden.

Hier setzen die relativistischen Effekte an. In schweren Atomen bewegen sich die inneren Elektronen mit einem merklichen Bruchteil der Lichtgeschwindigkeit, ihre Masse wächst, und die s-Orbitale ziehen sich zusammen und sinken energetisch ab. Die d-Orbitale weiten sich dafür auf. Beim Gold erklärt das die gelbe Farbe und einen Teil seiner Beständigkeit, beim Quecksilber, warum es flüssig ist. Beim Roentgenium sollte der Effekt noch ausgeprägter sein. Deshalb erwartet man ein extrem reaktionsträges Metall, dessen Elektronen schwerer abzugeben sind als beim Gold.

Eine Probe gibt es nicht. Nach Rechnungen wäre Roentgenium ein festes Metall, deutlich dichter als Gold. Erwartet wird vor allem die Oxidationsstufe plus drei, nach manchen Rechnungen auch höhere. Zur Chemie des Roentgeniums liegen keine Messungen vor. Gefährlich sind die einzelnen, rasch zerfallenden Atome nicht.

Forschung und Herstellung

Roentgenium dient nur der Grundlagenforschung. Sein Wert liegt darin, dass es einen Test für die relativistische Quantenchemie liefern könnte. Am Gold lassen sich die Rechenmodelle für schwere Atome bereits überprüfen. Ob sie auch eine Stufe weiter tragen, würde ein Versuch mit Roentgenium zeigen.

Dafür müsste man genügend lang lebende Atome in ausreichender Zahl erzeugen und ihr Verhalten an einer Oberfläche messen. Das ist bei Gold möglich, bei Roentgenium bisher nicht: Die Ausbeute ist zu klein, und die Isotope zerfallen zu schnell. Stattdessen nutzt man die Zerfallsketten, um Kernmodelle zu prüfen, denn Roentgenium-Isotope treten in den Ketten noch schwererer Elemente auf, etwa in der von Nihonium.

Mit Röntgenstrahlen im medizinischen Sinn hat das Element nichts zu tun. Der Name ist eine Ehrung für den Entdecker einer Strahlung und kein Hinweis auf eine Eigenschaft.

Kurz gefragt

Welche Ordnungszahl hat Roentgenium (Rg)?

Häufige Fragen