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
Uusi professori Virpi-Liisa Kykyri tutkii, miten vuorovaikutus voi tukea hyvinvointia ja muutosta22.10.2026 08:46:28 EEST | Tiedote
Psykoterapian onnistumisessa ei ole kyse vain käytetyistä menetelmistä. Onnistumisen kannalta olennaista on myös se, mitä psykoterapeutin ja asiakkaan väillä tapahtuu. Jyväskylän yliopiston uusi psykologian professori Virpi-Liisa Kykyri tutkii, miten vuorovaikutus rakentuu terapiassa ja miten se voi tukea ihmisen hyvinvointia, osallisuutta sekä psykologista muutosta.
Tarve alanvaihtoon lähtee harvoin pelkästään työstä – taustalla usein halu sovittaa työ paremmin muuhun elämään21.10.2026 12:00:00 EEST | Tiedote
Kasvatustieteiden maisteri Leena Ikonen tutkii väitöskirjassaan alanvaihtamista ja siihen johtavia syitä. Tutkimus osoittaa, että alanvaihto liittyy usein laajempiin muutoksiin elämässä, kuten hyvinvointiin, arvoihin tai elämäntilanteeseen. Samalla muuttuvat myös käsitykset työstä, omista tavoitteista ja hyvästä elämästä.
Raakut ja metsätalous kohtaavat kansallisessa raakkuseminaarissa Oulussa21.10.2026 07:10:00 EEST | Tiedote
Miten metsätalous ja uhanalaisen jokihelmisimpukan eli raakun suojelu voidaan sovittaa yhteen? Kansallinen raakkuseminaari kokoaa 29.10.2026 Ouluun tutkijoita, viranomaisia, metsätalouden toimijoita ja muita asiantuntijoita keskustelemaan ratkaisuista raakkukantojen turvaamiseksi. Mahdollista on osallistua myös etänä.
Uusi menetelmä ohjaa molekyylit tarkasti haluttuun muotoon19.10.2026 07:10:00 EEST | Tiedote
Jyväskylän yliopiston tutkijat ovat kehittäneet uuden menetelmän, jonka avulla synteettisiä molekyylejä voidaan ohjelmoida järjestäytymään itsestään tarkasti määritellyiksi kolmiulotteisiksi rakenteiksi. Tutkimus vie keinotekoisten molekyylien suunnittelua lähemmäksi luonnossa esiintyvää molekyylien hienopiirteistä järjestäytymistä ja voi tulevaisuudessa avata uusia mahdollisuuksia toiminnallisten materiaalien kehittämiseen.
Identiteetti kehittyy pitkälle aikuisuuteen ja linkittyy parempaan mielen hyvinvointiin13.10.2026 07:00:00 EEST | Tiedote
Identiteetin kehitys ei rajoitu ainoastaan nuoruuteen, osoittaa Jyväskylän yliopiston tuore tutkimus. Lapsesta aikuiseksi -pitkittäistutkimuksessa tarkasteltiin identiteetin kehitystä aikuisuudessa ja havaittiin, että identiteetti kehittyy myönteisesti 27-vuotiaasta 61-vuotiaaksi. Myönteisemmin kehittynyt identiteetti oli yhteydessä korkeampaan mielen hyvinvointiin.Tuore tutkimus osoitti, että identiteetin kehitys ei rajoitu vain nuoruuteen, vaan voi muovautua läpi aikuisuuden.
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