Darmstadtium важкий хімічний елемент , розташований в ультра серії трансактінідних, які починаються тільки після того, як металевий Лоуренс. Він спеціально розташований у групі 10 та періоді 7 періодичної таблиці, будучи сполучниками металів нікелю, паладію та платини.
Він має хімічний символ Ds з атомним числом 110, і його дуже мало атомів, які були синтезовані, розкладаються практично миттєво. Тому це ефемерний елемент. Синтезування та виявлення його представляло подвиг у 90-х роках, і група німецьких дослідників взяла на себе заслугу за його відкриття.
Елемент Дармштадтій був виявлений в німецькому інституті GSI, в місті Дармштадт. Джерело: командир-піркс у німецькій Вікіпедії
До свого відкриття і того, як слід обговорювати його назву, система номенклатури IUPAC офіційно назвала його "ununilio", що означає "один-нуль", що дорівнює 110. І далі від цієї номенклатури, За системою Менделєєва, його назва була ека-платиною, оскільки вважається хімічно аналогічною цьому металу.
Дармстадтій - елемент не тільки ефемерний і нестабільний, але і високо радіоактивний, в ядерному розпаді якого більшість його ізотопів вивільняє альфа-частинки; Це голі ядра гелію.
Через його швидкоплинний період життя всі його властивості оцінюються і ніколи не можуть бути використані для будь-якої конкретної мети.
Відкриття
Німецька заслуга
Проблема навколо відкриття дармштадтію полягала в тому, що кілька команд дослідників присвятили його синтез у наступні роки. Як тільки утворився її атом, він зник у опромінених частинках.
Таким чином, ви не змогли спокусити, хто з команд заслужив заслугу того, що синтезував його першим, навіть якщо виявити його вже було складно, так швидко розкладався і випускав радіоактивні продукти.
У синтезі дармстадтія окремо працювали колективи з таких дослідницьких центрів: Центральний інститут ядерних досліджень Дубна (тоді Радянський Союз), Національна лабораторія Лоуренса Берклі (США) та Науково-дослідний центр важких іонів (скорочено німецькою мовою) GSI).
GSI знаходиться в німецькому місті Дармштадт, де в листопаді 1994 року вони синтезували радіоактивний ізотоп 269 Ds. Інші команди синтезували інші ізотопи: 267 Ds в ICIN і 273 D в LNLB; однак їх результати не були переконливими в критичних очах IUPAC.
Кожна команда запропонувала конкретну назву для цього нового елемента: hahnio (ICIN) та bequerel (LNLB). Але після звіту IUPAC у 2001 році німецька команда GSI мала право назвати елемент darmstadtium.
Синтез
Дармстадтій - продукт синтезу атомів металу. Котрий? В принципі, відносно важка, яка служить ціллю або ціллю, і інша легка, яка буде зроблена для зіткнення з першою зі швидкістю, рівною одній десятій швидкості світла у вакуумі; в іншому випадку відштовхування, що існують між двома її ядрами, неможливо було подолати.
Після ефективного зіткнення двох ядер відбудеться реакція ядерного синтезу. Протони складаються, але доля нейтронів різна. Наприклад, GSI розробив таку ядерну реакцію, з якої було отримано перший атом 269 Ds:
Ядерна реакція синтезу атома ізотопу 269Ds. Джерело: Габріель Болівар.
Зверніть увагу, що протони (червоного кольору) складаються. Варіюючи атомні маси атомів, що стикаються, отримують різні ізотопи дармстадтію. Насправді, GSI проводила експерименти з ізотопом 64 Ni замість 62 Ni, з яких вони синтезували лише 9 атомів ізотопу 271 Ds.
GSI вдалося створити 3 атоми з 269 Ds, але після виконання трьох трильйонів обстрілів в секунду протягом повного тижня. Ці дані пропонують переважну перспективу вимірів таких експериментів.
Будова дармстадтія
Оскільки за тиждень можна синтезувати або створювати лише один атом дармстадтію, навряд чи їх буде достатньо для встановлення кристала; Не кажучи вже про те, що найстійкіший ізотоп становить 281 Ds, t 1/2 - лише 12,7 секунди.
Тому для визначення його кристалічної структури дослідники покладаються на розрахунки та оцінки, які прагнуть наблизитися до найбільш реалістичної картини. Таким чином, оцінювали структуру дармстадтію кубічно орієнтованим на тіло (ОЦК); На відміну від більш легких конгенерів нікелю, паладію та платини, з кубиковими структурами, орієнтованими на обличчя.
Теоретично, зовнішні електрони орбіталей 6d і 7s повинні брати участь у їх металевому зв’язку відповідно до їх також оціненою електронною конфігурацією:
5f 14 6d 8 7s 2
Однак про фізичні властивості цього металу мало ймовірно дізнатися експериментально.
Властивості
Інші властивості дармстадтія також оцінені з тих же причин, які були зазначені в його структурі. Однак деякі з цих оцінок цікаві. Наприклад, дармстадтій був би ще благороднішим металом, ніж золото, а також набагато щільніше (34,8 г / см 3 ), ніж осмій (22,59 г / см 3 ) та ртуть (13,6 г / см 3 ). см 3 ).
Що стосується їх можливих станів окислення, було підраховано, що вони будуть +6 (Ds 6+ ), +4 (Ds 4+ ) і +2 (Ds 2+ ), що дорівнює рівням їх легших конгенерів. Отже, якби атоми 281 Ds прореагували до їх розпаду, отримали б такі сполуки, як DsF 6 або DsCl 4 .
Дивно, але існує ймовірність синтезу цих сполук, тому що 12,7 секунди, t 1/2 з 281 Ds, більш ніж достатньо часу для проведення реакцій. Однак недоліком і надалі є те, що всього одного атома Ds на тиждень недостатньо для збору всіх даних, необхідних для статистичного аналізу.
Програми
Знову ж таки, як такий рідкісний метал, який зараз синтезується в атомних, а не масових кількостях, для нього не зарезервовано жодного використання; навіть у далекому майбутньому.
Якщо не буде запропоновано метод стабілізації радіоактивних ізотопів, атоми дармстадтію слугуватимуть лише для того, щоб викликати наукову цікавість, особливо це стосується ядерної фізики та хімії.
Але якщо придумати спосіб їх створення у великих кількостях, на хімію цього надважкого та ефемерного елемента буде пролито більше світла.
Список літератури
- Шивер і Аткінс. (2008). Неорганічна хімія. (Четверте видання). Mc Graw Hill.
- Вікіпедія. (2020). Дармштадтій. Відновлено з: en.wikipedia.org
- Стів Ганьон. (sf). Елемент Дармштадтій. Ресурси лабораторії Джефферсона Відновлено з: education.jlab.org
- Національний центр інформації про біотехнології. (2020). Дармштадтій. PubChem База даних. Відновлено з: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Брайан Клегг. (15 грудня 2019 р.). Дармштадтій. Хімія в її елементах. Відновлено з: chemistryworld.com