Darmstadtium je těžký chemický prvek ultra nachází v sérii transactinide, které začínají těsně po kovu lawrencium. Konkrétně se nachází ve skupině 10 a v periodě 7 periodické tabulky, protože jsou kongenery kovů niklu, palladia a platiny.
Má chemický symbol Ds s atomovým číslem 110 a jeho velmi málo atomů, které byly syntetizovány, se rozkládá prakticky okamžitě. Jedná se tedy o pomíjivý prvek. Syntéza a odhalování představovala v 90. letech čin, kdy skupina německých vědců získala za jeho objev uznání.
Prvek Darmstadtium byl objeven v německém institutu GSI ve městě Darmstadt. Zdroj: Commander-pirx na německé Wikipedii
Předtím, než byl objeven tento předmět a jeho jméno bylo projednáno, systém názvosloví IUPAC formálně pojmenoval „ununilio“, což znamená „jedna-jedna-nula“, rovné 110. A dále zpět z této nomenklatury, Podle Mendeleevova systému, jeho jméno bylo eka-platina, protože to je myšlenka chemicky analogická k tomuto kovu.
Darmstadtium je prvek nejen pomíjivý a nestabilní, ale také vysoce radioaktivní, v jehož jaderném rozkladu většina jeho izotopů uvolňuje alfa částice; Jsou to holá jádra hélia.
Vzhledem ke své prchavé životnosti se odhadují všechny jeho vlastnosti a nelze je nikdy použít pro žádný konkrétní účel.
Objev
Německá zásluha
Problém objevu darmstadtia spočíval v tom, že se několik týmů vědců věnovalo jeho syntéze v následujících letech. Jakmile se atom vytvořil, zmizel v ozařovaných částicích.
Nelze tedy zmást, který z týmů si zasloužil uznání za to, že jej syntetizoval jako první, i když to už bylo odhaleno, bylo to náročné, rozpadlo se tak rychle a uvolňovalo radioaktivní produkty.
Na syntéze darmstadtia pracovaly oddělené týmy z následujících výzkumných středisek: Ústřední ústav pro jaderný výzkum v Dubné (tehdejší Sovětský svaz), Národní laboratoř Lawrence Berkeley (Spojené státy americké) a Výzkumné středisko těžkých iontů (zkráceno německy jako GSI).
GSI se nachází v německém Darmstadtu, kde v listopadu 1994 syntetizovali radioaktivní izotop 269 Ds. Ostatní týmy syntetizovaly další izotopy: 267 D v ICIN a 273 D v LNLB; v kritických očích IUPAC však jejich výsledky nebyly přesvědčivé.
Každý tým navrhl pro tento nový prvek zvláštní název: hahnio (ICIN) a becquerel (LNLB). Ale po zprávě IUPAC v roce 2001 měl německý tým GSI právo pojmenovat prvek darmstadtium.
Syntéza
Darmstadtium je produkt fúze atomů kovů. Který? V zásadě relativně těžký, který slouží jako cíl nebo objektiv, a další lehký, který bude vyroben, aby srazil s prvním rychlostí rovnající se jedné desetině rychlosti světla ve vakuu; jinak by nemohlo být přemožení existující mezi jeho dvěma jádrymi překonáno.
Jakmile se dvě jádra efektivně srazí, dojde k reakci jaderné fúze. Protony se sčítají, ale osud neutronů je jiný. Například, GSI vyvinul následující jadernou reakci, ze které byl vyroben první atom 269 Ds:
Jaderná reakce pro syntézu atomu izotopu 269Ds. Zdroj: Gabriel Bolívar.
Všimněte si, že protony (v červené barvě) se sčítají. Změnou atomových hmot kolidujících atomů se získají různé izotopy darmstadtia. Ve skutečnosti GSI provedl experimenty s izotopem 64 Ni místo 62 Ni, z čehož syntetizovali pouze 9 atomů izotopu 271 Ds.
GSI se podařilo vytvořit 3 atomy 269 Ds, ale po provedení tří bilionů bombardování za sekundu po celý týden. Tato data nabízejí drtivou perspektivu rozměrů takových experimentů.
Struktura darmstadtia
Protože pouze jeden atom darmstadtia může být syntetizován nebo vytvořen týdně, je nepravděpodobné, že jich bude dost na vytvoření krystalu; Nemluvě o tom, že nejstabilnější izotop je 281 Ds, jejichž t 1/2 je pouze 12,7 sekund.
Proto se vědci při určování své krystalické struktury spoléhají na výpočty a odhady, které se snaží přiblížit nejrealističtějšímu obrazu. Odhaduje se tedy, že struktura darmstadtia je krychlová (bcc) zaměřená na tělo; na rozdíl od jejich lehčích kongenerů nikl, palladium a platina, s krychlovými strukturami zaměřenými na tvář.
Teoreticky se nejvzdálenější elektrony orbitálů 6d a 7s musí podílet na jejich kovové vazbě, podle jejich také odhadnuté elektronické konfigurace:
5f 14 6d 8 7s 2
O fyzikálních vlastnostech tohoto kovu se však bude pravděpodobně experimentovat jen málo.
Vlastnosti
Ostatní vlastnosti darmstadtia se také odhadují, a to ze stejných důvodů, jaké jsou uvedeny pro jeho strukturu. Některé z těchto odhadů jsou však zajímavé. Například darmstadtium by ještě ušlechtilý kov než zlato, stejně jako mnohem hustší (34,8 g / cm 3), než osmium (22,59 g / cm 3) a rtuti (13,6 g / cm 3). cm 3).
Pokud jde o jejich možné oxidační stavy, bylo odhadnuto, že by byly +6 (Ds 6+), +4 (Ds 4+) a +2 (Ds 2+), stejné jako u jejich lehčích kongenerů. Z tohoto důvodu, v případě, že ve 281 Ds atomy byly podrobeny reakci před tím, než se rozpadla, sloučeniny jako DSF 6 nebo DSCL 4, měla by být získána.
Překvapivě, je pravděpodobné, syntézy těchto sloučenin, protože 12,7 sekund, t 1/2 ze 281 Ds, je více než dost času pro provedení reakce. Nevýhodou však zůstává, že pouze jeden atom Ds za týden nestačí ke shromáždění všech dat potřebných pro statistickou analýzu.
Aplikace
Opět platí, že vzhledem k tomu, že je to vzácný kov, který je v současné době syntetizován v atomových a ne masivních množstvích, není pro něj vyhrazeno žádné použití; ani ve vzdálené budoucnosti.
Pokud není vynalezena metoda ke stabilizaci jejich radioaktivních izotopů, atomy darmstadtia budou sloužit pouze k vzbudení vědecké zvědavosti, zejména pokud jde o jadernou fyziku a chemii.
Pokud ale vymyslíte způsob, jak je vytvořit ve velkém množství, bude více chemie tohoto ultra těžkého a pomíjivého prvku vrháno více světla.
Reference
- Shiver & Atkins. (2008). Anorganická chemie. (Čtvrté vydání). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2020). Darmstadtium. Obnoveno z: en.wikipedia.org
- Steve Gagnon. (sf). Element Darmstadtium. Jefferson Lab Resources. Obnoveno z: education.jlab.org
- Národní centrum pro biotechnologické informace. (2020). Darmstadtium. PubChem Database. Obnoveno z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Brian Clegg. (15. prosince 2019). Darmstadtium. Chemie v jejích prvcích. Obnoveno z: chemistryworld.com