Darmstadtium тяжелый химический элемент , расположенный в ультра серии трансактинидных, которые начинаются только после того, как металлический лоуренсия. Он определенно расположен в группе 10 и периоде 7 периодической таблицы Менделеева, являясь родственниками металлов никеля, палладия и платины.
Он имеет химический символ Ds с атомным номером 110, и его очень немногие синтезированные атомы распадаются практически мгновенно. Следовательно, это эфемерный элемент. Его синтез и обнаружение представляли собой подвиг в 1990-х годах, и группа немецких исследователей взяла на себя ответственность за его открытие.
Элемент Дармштадтий был обнаружен в немецком институте GSI в городе Дармштадт. Источник: commander-pirx в немецкой Википедии
До его открытия и обсуждения его названия система номенклатуры ИЮПАК официально называла его «ununilio», что означает «один-один-ноль», равное 110. И дальше от этой номенклатуры, Согласно системе Менделеева, его название было эка-платина, потому что он считается химически аналогичным этому металлу.
Дармштадтий - это элемент не только эфемерный и нестабильный, но и очень радиоактивный, при ядерном распаде которого большинство его изотопов выделяет альфа-частицы; Это голые ядра гелия.
Из-за мимолетного срока службы все его свойства оцениваются и никогда не могут быть использованы для каких-либо конкретных целей.
открытие
Немецкая заслуга
Проблема открытия дармштадтия заключалась в том, что несколько групп исследователей посвятили себя его синтезу в течение нескольких лет. Как только его атом образовался, он превратился в облученные частицы.
Так что вы не могли понять, какая из команд заслужила признание за то, что синтезировала ее первой, хотя даже ее обнаружение было сложной задачей, так как она так быстро разлагалась и выделяла радиоактивные продукты.
Отдельные команды из следующих исследовательских центров работали над синтезом дармштадция: Центральный институт ядерных исследований в Дубне (тогда Советский Союз), Национальная лаборатория Лоуренса Беркли (США) и Центр исследований тяжелых ионов (сокращенно на немецком языке как GSI).
GSI расположен в немецком городе Дармштадт, где в ноябре 1994 года был синтезирован радиоактивный изотоп 269 Ds. Другие группы синтезировали другие изотопы: 267 Ds в ICIN и 273 Ds в LNLB; однако их результаты не были окончательными в критических глазах IUPAC.
Каждая команда предложила отдельное название для этого нового элемента: хахнио (ICIN) и беккерель (LNLB). Но после отчета IUPAC в 2001 году немецкая команда GSI имела право назвать элемент дармштадтиумом.
Синтез
Дармштадтий - продукт слияния атомов металлов. Который? В принципе, относительно тяжелый, который служит целью или объективом, и другой легкий, который будет вынужден столкнуться с первым со скоростью, равной одной десятой скорости света в вакууме; в противном случае отталкивание, существующее между двумя его ядрами, не могло быть преодолено.
Как только два ядра столкнутся эффективно, произойдет реакция ядерного синтеза. Протоны складываются, но судьба нейтронов другая. Например, GSI разработал следующую ядерную реакцию, в результате которой был произведен первый атом 269 Ds:
Ядерная реакция синтеза атома изотопа 269Ds. Источник: Габриэль Боливар.
Обратите внимание, что протоны (отмечены красным) складываются. Изменяя атомные массы сталкивающихся атомов, получают разные изотопы дармштадция. Фактически, GSI провел эксперименты с изотопом 64 Ni вместо 62 Ni, из которых они синтезировали только 9 атомов изотопа 271 Ds.
GSI удалось создать 3 атома из 269 D, но после выполнения трех триллионов бомбардировок в секунду в течение полной недели. Эти данные дают представление о масштабах таких экспериментов.
Структура дармштадтия
Поскольку за неделю может быть синтезирован или создан только один атом дармштадция, маловероятно, что их будет достаточно для образования кристалла; Не говоря уже о том, что самый стабильный изотоп - это 281 Ds, время t 1/2 которого составляет всего 12,7 секунды.
Поэтому для определения его кристаллической структуры исследователи основываются на расчетах и оценках, которые стремятся приблизиться к наиболее реалистичной картине. Таким образом, структура дармштадция была оценена как объемно-центрированная кубическая (ОЦК); в отличие от своих более легких родственников никель, палладий и платина с гранецентрированной кубической (ГЦК) структурой.
Теоретически наиболее удаленные электроны орбиталей 6d и 7s должны участвовать в их металлической связи, в соответствии с их также предполагаемой электронной конфигурацией:
5ж 14 6д 8 7с 2
Однако экспериментально мало что можно узнать о физических свойствах этого металла.
свойства
Другие свойства дармштадция также оцениваются по тем же причинам, что и его структура. Однако некоторые из этих оценок интересны. Например, дармштадций был бы даже более благородным металлом, чем золото, а также гораздо более плотным (34,8 г / см 3 ), чем осмий (22,59 г / см 3 ) и ртуть (13,6 г / см 3 ). см 3 ).
Что касается их возможных степеней окисления, было подсчитано, что они будут +6 (Ds 6+ ), +4 (Ds 4+ ) и +2 (Ds 2+ ), равными таковым у их более легких сородичей. Следовательно, если бы 281 атом Ds прореагировал до того, как они распались, были бы получены такие соединения, как DsF 6 или DsCl 4 .
Удивительно, но вероятность синтеза этих соединений существует, потому что 12,7 секунды, т 1/2 от 281 Ds, более чем достаточно времени , чтобы осуществить реакцию. Однако недостатком остается то, что одного атома Ds в неделю недостаточно для сбора всех данных, необходимых для статистического анализа.
Приложения
Опять же, поскольку это такой редкий металл, который в настоящее время синтезируется в атомных, а не массовых количествах, для него нет никакого применения; даже не в далеком будущем.
Если не будет изобретен метод стабилизации их радиоактивных изотопов, атомы дармштадция будут только пробуждать научное любопытство, особенно в том, что касается ядерной физики и химии.
Но если вы найдете способ создавать их в больших количествах, больше света прольется на химический состав этого сверхтяжелого и эфемерного элемента.
Ссылки
- Шивер и Аткинс. (2008). Неорганическая химия . (Четвертое издание). Мак Гроу Хилл.
- Wikipedia. (2020). Darmstadtium. Получено с: en.wikipedia.org
- Стив Ганьон. (SF). Элемент Дармштадтиум. Ресурсы лаборатории Джефферсона. Получено с: education.jlab.org
- Национальный центр биотехнологической информации. (2020). Darmstadtium. База данных PubChem. Получено с: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Брайан Клегг. (15 декабря 2019 г.). Darmstadtium. Химия в ее элементах. Получено с: chemistryworld.com