Darmstadtium je ťažký chemický prvok ultra nachádza v sérii transactinide, ktoré začínajú tesne po kovu lawrencium. Je špecificky umiestnená v skupine 10 a období 7 periodickej tabuľky, pričom ide o kongenéry kovov niklu, paládia a platiny.
Má chemický symbol Ds s atómovým číslom 110 a jeho veľmi málo syntetizovaných atómov sa rozloží prakticky okamžite. Je preto prchavým prvkom. Syntéza a odhalenie predstavovali význam v 90. rokoch 20. storočia, pričom za jej objav prispela skupina nemeckých výskumných pracovníkov.
Prvok Darmstadtium bol objavený na nemeckom inštitúte GSI v meste Darmstadt. Zdroj: Commander-pirx na nemeckej Wikipédii
Predtým, ako bol objavený tento názov a jeho názov bol predmetom diskusie, nomenklatúrny systém IUPAC ho oficiálne pomenoval ako „ununilio“, čo znamená „jedna nula“, rovnajúce sa 110. A ďalej z tejto nomenklatúry, Podľa Mendeleevovho systému bol jeho názov eka-platina, pretože sa považuje za chemicky analogickú tomuto kovu.
Darmstadtium je nielen prchavý a nestabilný, ale aj vysoko rádioaktívny prvok, v ktorého jadrovom rozklade väčšina jeho izotopov uvoľňuje alfa častice; Sú to holé jadrá hélia.
Kvôli svojej prchavej životnosti sa všetky jeho vlastnosti odhadujú a nemôžu byť nikdy použité na žiadny konkrétny účel.
objav
Nemecká zásluha
Problémom objavenia darmstadtia bolo to, že sa niekoľko tímov vedcov venovalo jeho syntéze v nasledujúcich rokoch. Hneď ako sa vytvoril jeho atóm, zmizol v ožiarených časticiach.
Takže ste nemohli hádať, ktorý z tímov si zaslúžil kredit za to, že ho syntetizoval ako prvý, aj keď to už bolo odhalené, bolo náročné, rozpadlo sa tak rýchlo a uvoľňovalo rádioaktívne produkty.
Pri syntéze darmstadtia pracovali tímy z týchto výskumných stredísk osobitne: Ústredný ústav jadrového výskumu v Dubne (vtedy Sovietsky zväz), Národné laboratórium Lawrence Berkeley (Spojené štáty) a Výskumné centrum ťažkých iónov (v nemčine skratka: GSI).
GSI sa nachádza v nemeckom meste Darmstadt, kde v novembri 1994 syntetizovali rádioaktívny izotop 269 Ds. Ostatné tímy syntetizovali ďalšie izotopy: 267 D v ICIN a 273 D v LNLB; ich výsledky však neboli v kritických očiach IUPAC presvedčivé.
Každý tím navrhol pre tento nový prvok osobitné meno: hahnio (ICIN) a becquerel (LNLB). Po správe IUPAC v roku 2001 však nemecký tím GSI mal právo pomenovať prvok darmstadtium.
syntéza
Darmstadtium je produkt fúzie atómov kovu. Aké? V zásade je to relatívne ťažký objekt, ktorý slúži ako terč alebo objektív, a druhý ľahký, ktorý bude vyrobený tak, aby narážal s prvým pri rýchlosti rovnajúcej sa jednej desatine rýchlosti svetla vo vákuu; v opačnom prípade by nebolo možné prekonať odpory, ktoré existujú medzi jeho dvoma jadrami.
Len čo sa obe jadrá účinne zrazia, nastane reakcia jadrovej fúzie. Protóny sa sčítajú, ale osud neutrónov je iný. Napríklad GSI vyvinul nasledujúcu jadrovú reakciu, z ktorej bol vyrobený prvý atóm 269 Ds:
Jadrová reakcia na syntézu atómu izotopu 269Ds. Zdroj: Gabriel Bolívar.
Všimnite si, že protóny (v červenej farbe) sa sčítajú. Zmenou atómových hmôt zrážajúcich sa atómov sa získajú rôzne izotopy darmstadtia. V skutočnosti GSI uskutočňovali experimenty s izotopom 64 Ni namiesto 62 Ni, z ktorých syntetizovali iba 9 atómov izotopu 271 Ds.
GSI dokázali vytvoriť 3 atómy 269 Ds, ale po vykonaní troch biliónov bombardovaní za sekundu počas celého týždňa. Tieto údaje poskytujú ohromnú perspektívu rozmerov takýchto experimentov.
Štruktúra darmstadtia
Pretože je možné syntetizovať alebo vytvoriť iba jeden atóm darmstadtia týždenne, je nepravdepodobné, že ich bude dosť na vytvorenie kryštálu; Nehovoriac o tom, že najstabilnejší izotop je 281 Ds, ktorých t 1/2 je iba 12,7 sekundy.
Preto sa výskumníci pri určovaní svojej kryštalickej štruktúry spoliehajú na výpočty a odhady, ktoré sa snažia priblížiť najrealistickejšiemu obrazu. Odhaduje sa teda, že štruktúra darmstadtia je kubická centrom zameraná na telo (bcc); na rozdiel od ľahších kongenérov obsah niklu, paládia a platiny s kubickými štruktúrami zameranými na tvár.
Teoreticky sa najvzdialenejšie elektróny orbitálov 6d a 7s musia podieľať na ich kovovej väzbe podľa ich odhadovanej elektronickej konfigurácie:
5f 14 6d 8 7s 2
O fyzikálnych vlastnostiach tohto kovu sa však bude pravdepodobne experimentovať málo.
vlastnosti
Z rovnakých dôvodov, aké sú uvedené pre jeho štruktúru, sa odhadujú aj ďalšie vlastnosti darmstadtia. Niektoré z týchto odhadov sú však zaujímavé. Napríklad darmstadtium by ešte ušľachtilý kov ako zlato, rovnako ako oveľa hustejší (34,8 g / cm 3 ), než osmium (22,59 g / cm 3 ) a ortuti (13,6 g / cm 3 ). cm 3 ).
Pokiaľ ide o ich možné oxidačné stavy, odhaduje sa, že by boli +6 (Ds 6+ ), +4 (Ds 4+ ) a +2 (Ds 2+ ), rovnaké ako u ich ľahších kongenérov. Z tohto dôvodu, v prípade, že vo 281 Ds atómy boli podrobené reakcii pred tým, než sa rozpadla, zlúčeniny ako DSF 6 alebo DSCL 4, mala by byť získaná .
Prekvapivo, je pravdepodobné, syntézy týchto zlúčenín, pretože 12,7 sekúnd, t 1/2 zo 281 Ds, je viac než dosť času na vykonanie reakcie. Nevýhodou však zostáva, že len jeden atóm Ds za týždeň nepostačuje na zhromaždenie všetkých údajov potrebných na štatistickú analýzu.
aplikácia
Opäť, ako taký vzácny kov, ktorý je v súčasnosti syntetizovaný v atómových a nie masívnych množstvách, nie je naň vyhradené; ani v ďalekej budúcnosti.
Pokiaľ nie je vynájdená metóda na stabilizáciu ich rádioaktívnych izotopov, atómy darmstadtia budú slúžiť len na vzbudenie vedeckej zvedavosti, najmä pokiaľ ide o jadrovú fyziku a chémiu.
Ale ak vymyslíte spôsob, ako ich vytvoriť vo veľkom množstve, viac svetla sa vrhne na chémiu tohto ultra ťažkého a efemérneho prvku.
Referencie
- Shiver a Atkins. (2008). Anorganická chémia. (Štvrté vydanie). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2020). Darmstadtium. Obnovené z: en.wikipedia.org
- Steve Gagnon. (SF). Element Darmstadtium. Zdroje spoločnosti Jefferson Lab. Obnovené z: education.jlab.org
- Národné centrum pre biotechnologické informácie. (2020). Darmstadtium. PubChem Database. Získané z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Brian Clegg. (15. decembra 2019). Darmstadtium. Chémia v jej prvkoch. Získané z: chemistryworld.com