Jyväskylän yliopisto mukana ensimmäisessä superraskaan alkuaineen kemiallisen sidoksen mittauksessa
9.10.2026 07:05:00 EEST | Jyväskylän yliopisto | Tiedote
Kansainvälinen tutkimusryhmä on onnistunut ensimmäistä kertaa mittaamaan kemiallisen sidoksen vahvuuden superraskaan alkuaineen yhdisteessä. Jyväskylän yliopisto oli mukana tutkimuksessa, jossa selvitettiin seaborgiumin kemiallisia ominaisuuksia. Tulokset osoittavat, kuinka suhteellisuusteorian ennustamat relativistiset ilmiöt vaikuttavat kaikkein raskaimpien alkuaineiden kemiaan. Tutkimus on julkaistu Nature-lehdessä.
Saksan Darmstadtissa sijaitsevassa GSI/FAIR-kiihdytinlaboratoriossa tutkittiin seaborgiumin (Sg, alkuaine 106) heksakarbonyylikompleksia Sg(CO)₆. Kansainväliseen tutkimukseen osallistui Jyväskylän yliopistosta yliopistotutkija Juha Uusitalo.
Kansainvälisen yhteistyön tuloksena onnistuttiin mittaamaan ensimmäistä kertaa, kuinka vahva kemiallinen sidos on superraskaan alkuaineen ja siihen sitoutuneen molekyylin välillä. Tutkijat havaitsivat, että seaborgiumatomin ja hiilimonoksidiligandin välinen sidos on heikompi kuin alkuaineen sijainnin perusteella jaksollisessa järjestelmässä voisi odottaa.
Superraskaat alkuaineet haastavat jaksollisen järjestelmän ennusteita
Superraskaat alkuaineet, joiden järjestysluku on 104–118, tuotetaan keinotekoisesti hiukkaskiihdyttimissä. Niitä syntyy vain muutamia atomeja päivässä, ja niiden lyhyen eliniän vuoksi niiden kemiallisten ominaisuuksien tutkiminen on erittäin haastavaa.
Näissä alkuaineissa elektronit liikkuvat ytimen läheisyydessä niin nopeasti, että relativistiset ilmiöt vaikuttavat atomien elektronirakenteeseen ja sitä kautta niiden muodostamiin kemiallisiin sidoksiin.
- Jaksollisen järjestelmän perusteella sidoksen voisi odottaa vahvistuvan kromista molybdeenin ja volframin kautta seaborgiumiin. Tutkimuksessa havaittiin kuitenkin päinvastainen ilmiö. Seaborgiumissa sidos heikkenee relativististen vaikutusten seurauksena, selventää Uusitalo.
Tutkijat rekisteröivät yhteensä 75 seaborgiumatomia, joista kolme muodosti heksakarbonyylikompleksin. Tulosten perusteella Sg(CO)₆:n sidoksen lujuuden arvioitiin olevan 4 kJ/mol pienempi kuin vastaavassa volframiyhdisteessä.
Jyväskylän yliopistolla pitkä yhteistyö TASCA-kokeissa
Tutkimus toteutettiin Saksan Darmstadtissa sijaitsevassa monitieteisessä ja kansainvälisessä GSI/FAIR-kiihdytinlaboratoriossa. Koe toteutettiin TASCA-laitteistolla (TransActinide Separator and Chemistry Apparatus), joka rakennettiin noin 20 vuotta sitten erityisesti superraskaiden alkuaineiden tutkimusta varten.
- TASCA-separaattorin avulla seaborgiumatomit eroteltiin muista reaktiotuotteista ja johdettiin edelleen kemialliseen tutkimukseen, kertoo Uusitalo.
Jyväskylän yliopisto on ollut mukana TASCA-separaattoriin liittyvässä tutkimusyhteistyössä jo sen rakentamisesta lähtien. Jyväskylässä oli tuolloin käytössä vastaavanlainen RITU-kaasutäytteinen rekyyliseparaattori, ja Uusitalo kutsuttiin mukaan konsultoimaan TASCA-projektia Jyväskylässä kertyneen osaamisen pohjalta.
TASCA-separaattorin valmistumisen jälkeen Uusitalo on osallistunut lähes vuosittain sillä tehtyihin kokeisiin. Nyt julkaistu tutkimus on yksi pitkäaikaisen yhteistyön viimeisimmistä tuloksista.
Kansainvälinen yhteistyö vie superraskaiden alkuaineiden tutkimusta eteenpäin
Tutkimus perustuu pitkäjänteiseen kansainväliseen yhteistyöhön. Seaborgiumin heksakarbonyyli Sg(CO)₆ syntetisoitiin ensimmäisen kerran noin kymmenen vuotta sitten, ja se oli ensimmäinen superraskaan alkuaineen karbonyyliluokan yhdiste. Nyt tutkijat pääsivät askeleen pidemmälle ja onnistuivat määrittämään yhdisteen kemiallisen sidoksen vahvuuden.
- Tutkimus osoittaa, mitä pitkäjänteisellä kansainvälisellä yhteistyöllä voidaan saavuttaa. Samalla pääsemme tutkimaan aineen ominaisuuksia jaksollisen järjestelmän äärirajoilla, sanoo Uusitalo.
Tutkijat valmistelevat jo seuraavia kokeita, joissa tavoitteena on tutkia seaborgiumia raskaampien alkuaineiden kemiallisia ominaisuuksia.
Artikkelin tiedot:
-
Linkki artikkeliin: https://www.nature.com/articles/s41586-026-11105-2
-
DOI numero: 10.1038/s41586-026-11105-2
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Yliopistotutkija Juha Uusitalo, juha.uusitalo@jyu.fi, +358408054105
Kuvat
Linkit
Jyväskylän keskustassa sijaitsevan yliopiston kauniilla puistokampuksella sykkii monitieteinen ja moderni tiedeyliopisto – ihmisläheinen ja dynaaminen yhteisö, jonka 2500 asiantuntijaa ja 15 000 opiskelijaa etsivät ja löytävät vastauksia huomisen kysymyksiin. Jyväskylän yliopisto on ollut tulevaisuuden palveluksessa jo vuodesta 1863, jolloin suomenkielinen opettajankoulutus sai alkunsa täältä. Voimanlähteenämme on moniarvoinen vuoropuhelu tutkimuksen, koulutuksen ja yhteiskunnan välillä. Vaalimme tutkimuksen ja koulutuksen tasapainoa sekä ajattelun avoimuutta – sytytämme taidon, tiedon ja intohimon elää viisaasti ihmiskunnan parhaaksi. www.jyu.fi
Tilaa tiedotteet sähköpostiisi
Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.
Lue lisää julkaisijalta Jyväskylän yliopisto
Tutkimus: Karjalankielisten evakkojen jälkipolvet elvyttävät sukunsa kieltä ja kulttuuriperintöä29.10.2026 10:08:53 EET | Tiedote
Karjalankielisten evakkojen jälkipolvet ottavat takaisin omaa kieltään ja kulttuuriaan, jotka monissa perheissä katosivat toisen maailmansodan ja evakkouden seurauksena. FM, YTM Pirja Hyyryläisen Jyväskylän yliopistossa tekemä väitöstutkimus osoittaa, että toinen ja kolmas sukupolvi ovat nousseet keskeiseen rooliin karjalan kielen elvyttämisessä ja karjalaisen kulttuuri-identiteetin vahvistamisessa.
Jyväskylän yliopisto mukana tutkimuksessa, joka avaa uusia mahdollisuuksia tulevaisuuden elektroniikalle29.10.2026 07:05:00 EET | Tiedote
Kansainvälinen tutkimusryhmä, jossa oli mukana myös Jyväskylän yliopiston tutkijatohtori Tim Kokkeler, on osoittanut uuden tavan tuottaa niin sanottuja spinvirtoja altermagneeteiksi kutsutuissa materiaaleissa. Nature-lehdessä julkaistu tutkimus syventää ymmärrystä tämän uuden materiaaliluokan ominaisuuksista ja voi tulevaisuudessa edistää esimerkiksi energiatehokkaampien elektronisten laitteiden kehittämistä.
Kriittiset mineraalit, kiertotalous ja vihreä siirtymä – osallistu mukaan FinnMateria 2026 -tapahtumaan28.10.2026 07:05:00 EET | Tiedote
Jyväskylän yliopisto on näkyvästi mukana FinnMateria 2026 -tapahtumassa, jossa keskustellaan materiaalien kestävästä käytöstä, kriittisistä raaka-aineista ja kiertotalouden tulevaisuudesta. Tapahtumassa yliopiston koordinoima Kiertotalouden osaamiskeskittymä tuo esiin ajankohtaista tutkimus- ja kehittämistoimintaa. Myös kansainvälinen seminaari kokoaa yhteen kriittisten mineraalien kierrätyksen ja talteenoton asiantuntijoita.
Kirjajulkaisu: Suomi voi nousta tekoälyn edelläkävijäksi terveydenhuollossa, arvioi uusi kirja28.10.2026 07:00:00 EET | Tiedote
Tekoäly voi auttaa tunnistamaan terveysriskejä aiempaa varhemmin, tehostaa ammattilaisten työtä ja parantaa palvelujen vaikuttavuutta, sanovat Martti Lehto ja Pekka Neittaanmäki uudessa kirjassaan. Teos tarkastelee laajasti digitalisaation, tekoälyn ja uusien teknologioiden vaikutuksia suomalaiseen sosiaali- ja terveydenhuoltoon.
Mediakutsu: Taskukokoinen sydäniskuri tuo henkeä pelastavan teknologian arkeen – toimiva laite esitellään Jyväskylän yliopistossa26.10.2026 09:00:00 EET | Tiedote
Taskukokoinen sydäniskuri voidaan ottaa käyttöön jo sydänkohtauksen oireiden ilmetessä. Jyväskylän yliopiston ja yhdysvaltalaisen USAMedical Electronix -yrityksen kehittämä laite analysoi sydämen rytmin ja antaa tarvittaessa hengen pelastavan sähköiskun automaattisesti. Esituotantosarjan laite esitellään Jyväskylän yliopistossa järjestettävässä mediatilaisuudessa 12. marraskuuta 2026.
Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.
Tutustu uutishuoneeseemme