Element Hassium auf der Flucht mit Sauerstoff

Der erstmalige Nachweis seiner besonderen chemischen Eigenschaften und damit die Einreihung ins Periodensystem gelang einer internationalen Forschergruppe unter der Leitung von Professor Heinz Gäggeler vom Paul Scherrer Institut (PSI) und der Universität Bern. Über die Ergebnisse berichtet das renommierte britische Wissenschaftsmagazin Nature in seiner Ausgabe 2002, Band 418, Seiten 859-862.
Bei ihren Untersuchungen konnten die Wissenschafter zeigen, dass sich das schwere Hassium mit Sauerstoff zu einem flüchtigen Stoff verbindet, wahrscheinlich Hassiumtetroxid (HsO₄). Mit dieser Eigenschaft ähnelt das Metall den leichteren Elementen Osmium und Ruthenium. Diese chemisch verbündeten Metalle sind in der achten Gruppe des Periodensystems angesiedelt und gehen Sauerstoffverbindungen ein, die mit höherer Ordnungszahl des Elements immer flüchtiger werden. Zu der Gruppe gehört nun auch Hassium, das schwerste unter den bisher chemisch analysierten Elementen.
Das Element 108 ist schwierig herzustellen und der Nachweis entsprechend anspruchsvoll. Für das Hauptexperiment griff man auf den leistungsstarken Schwerionenbeschleuniger in Darmstadt zurück. Die Anlage schoss Magnesium-26-Ionen auf ein Target aus hochradioaktivem Curium-248, wo in einer Kernfusion die Hassium-Isotope 269 und 270 entstanden - ganze 7 an der Zahl, die jedoch instabil sind und nach wenigen Sekunden zerfallen.
In einem ausgeklügelten Prozess liess man die einzelnen Hassium-Atome mit Sauerstoff reagieren und schleuste sie durch 36 Siliziumdetektoren. Die wenigen flüchtigen Moleküle setzten sich bei tiefen Temperaturen (-20 bis -170 °C) auf einer der hauchdünnen Schichten in einem Detektor ab. Dabei wurde die Adsorptionsenthalpie bestimmt: Sie ist vergleichbar mit der unter identischen Bedingungen ermittelten Adsorptionsenthalpie der Sauerstoffverbindung von Osmium (OsO₄). Die Forscher schliessen daraus, dass die Hassium-Sauerstoff-Verbindung wie die entsprechende Osmium-Sauerstoff-Verbindung aufgebaut ist, ähnliche chemische Eigenschaften besitzt und Hassium somit in die gleiche Gruppe 8 im Periodensystem der Elemente gehört.
Mit den neuartigen, am PSI entwickelten Halbleiter-Detektoren sollen weitere Expeditionen in die Chemie noch schwererer Elemente unternommen werden.