A darmstadcium egy nehéz kémiai elem, amely ultra transzktinididek sorozatában helyezkedik el, amelyek közvetlenül a fém törvényrencium után kezdődnek. Különösen a periódikus táblázat 10. csoportjában és 7. szakaszában található, mivel ezek a fémek rokonszerei a nikkel, palládium és platina számára.
Ds kémiai szimbólummal rendelkezik, atomszámmal 110, és nagyon kevés szintetizált atomja gyakorlatilag azonnal felbomlik. Ezért egy ideiglenes elem. A szintetizálása és észlelése az 1990-es években egy feat volt, és német kutatók egy csoportja elismerte a felfedezését.
A Darmstadtium elemet a GSI német intézetben fedezték fel Darmstadt városában. Forrás: parancsnok-pirx a német Wikipédia-ban
Mielőtt felfedezték, és miért kellene megvitatni a nevét, az IUPAC nómenklatúra rendszere hivatalosan „ununilio” -nak nevezte, ami azt jelenti, hogy „egy-egy-nulla”, egyenlő 110-vel. És ebből a nómenklatúrából A Mendeleev rendszer szerint eka-platina neve volt, mert kémiailag analógnak tekintik ezt a fémet.
A darmstadcium nem csupán ideiglenes és instabil, hanem erősen radioaktív elem, amelynek nukleáris bomlása izotópjainak nagy része alfa-részecskéket bocsát ki; Ezek csupasz héliummagok.
Mágneses élettartama miatt az összes tulajdonság becsült és soha nem használható fel semmilyen meghatározott célra.
Felfedezés
Német érdemek
A darmstadcium felfedezésével kapcsolatos probléma az volt, hogy több kutatócsoport elkötelezte magát a szintézisére az egymást követő években. Amint az atom kialakult, besugárzott részecskékké fordult el.
Tehát nem tudta elbomlani, hogy melyik csapat érdemelte meg az előbbiek általi szintézisek tiszteletét, amikor még annak észlelése is kihívást jelentett, olyan gyorsan bomlik és radioaktív termékeket bocsátottak ki.
A darmstadcium szintetizálását a következő kutatóközpontok külön csoportjai végezték: Dubná (akkori Szovjetunió) Központi Nukleáris Kutatási Intézet, Lawrence Berkeley Nemzeti Laboratórium (Egyesült Államok) és Heavy Ion Research Center (németül rövidítve: GSI).
A GSI a német Darmstadt városban található, ahol 1994 novemberében szintetizálták a 269 Ds radioaktív izotópot. A többi csapat más izotópokat szintetizált: 267 Ds az ICIN-nél és 273 Ds az LNLB-nél; eredményeik azonban nem voltak meggyőzőek az IUPAC kritikai szemében.
Mindegyik csapat javaslatot tett erre az új elemre: hahnio (ICIN) és becquerel (LNLB). De az IUPAC 2001. évi jelentését követően a német GSI-csapatnak jogában állt a darmstadtium elemet megnevezni.
Szintézis
A darmstadcium a fématomok összeolvadásának terméke. Melyik? Elvileg egy viszonylag nehéz, amely célként vagy célpontként szolgál, és egy másik könnyű, amelyet úgy kell kialakítani, hogy az elsővel ütközzön olyan sebességgel, amely a fénysebesség egytizedének felel meg a vákuumban; egyébként a két magja között fennálló visszatéréseket nem lehetett volna legyőzni.
Amint a két mag hatékonyan összeütközik, nukleáris fúziós reakció következik be. A protonok összeadódnak, de a neutronok sorsa más. A GSI például a következő nukleáris reakciót fejlesztette ki, amelyből az első 269 D atom keletkezett:
Nukleáris reakció egy 269Ds izotóp atom szintéziséhez. Forrás: Gabriel Bolívar.
Vegye figyelembe, hogy a (piros) protonok összeadódnak. Az ütköző atomok atomtömegének változtatásával különböző darmstadcium izotópokat kapunk. Valójában a GSI a 62 Ni helyett a 64 Ni izotóppal végzett kísérleteket végzett, ezek közül a 271 Ds izotópnak csak 9 atomját szintetizálták.
A GSI-nek sikerült 3 269 Ds atomot létrehoznia, ám másodpercenként három billió bombázást hajtott végre egy teljes héten keresztül. Ezek az adatok az ilyen kísérletek dimenzióinak elsöprő kilátását kínálják.
A darmstadcium szerkezete
Mivel hetente csak egy darmstadcium atom szintetizálható vagy létrehozható, nem valószínű, hogy elegendő lesz ezekből egy kristály létrehozásához; Nem is említve, hogy a legstabilabb izotóp a 281 Ds, amelynek t 1/2 csak 12,7 másodperc.
Ezért annak kristályszerkezetének meghatározására a kutatók olyan számításokra és becslésekre támaszkodnak, amelyek közelebb kerülnek a legrealisztikusabb képhez. Így a darmstadcium szerkezetét test-központú köbméterre (bcc) becsülték; könnyebb rokonaival ellentétben a nikkel, palládium és platina, arc-központú köbös (fcc) szerkezettel.
Elméletileg a 6d és a 7s pálya legkülső elektronjainak részt kell venniük fémes kötésükben, becsült elektronikus konfigurációjuk szerint:
5f 14 6d 8 7s 2
Ennek a fémnek a fizikai tulajdonságairól azonban valószínűleg keveset tanulnak meg.
Tulajdonságok
A darmstadcium egyéb tulajdonságait szintén becsüljük meg, ugyanazon okok miatt, amelyek a szerkezetére vonatkoznak. Ezen becslések közül néhány érdekes. Például a darmstadcium még nemesebb fém lenne, mint az arany, és sokkal sűrűbb (34,8 g / cm 3), mint az ozmium (22,59 g / cm 3) és a higany (13,6 g / cm 3). cm 3).
A lehetséges oxidációs állapotuk tekintetében becslések szerint +6 (Ds 6+), +4 (Ds 4+) és +2 (Ds 2+) lennének, egyenlők könnyebb rokonaiéval. Ezért, ha a 281 Ds atomok reagáltatunk, mielőtt szétesett, vegyületek, mint például a DSF 6 vagy dscl 4 lehetne elérni.
Meglepő módon, van egy valószínűsége vegyületek szintézisére, mert 12,7 másodperc, a t 1/2 a 281 Ds, több, mint elég idő, hogy elvégzi a reakciókat. Hátránya azonban, hogy hetente csupán egy Ds atom nem elegendő a statisztikai elemzéshez szükséges összes adat gyűjtéséhez.
Alkalmazások
Mint ilyen ritka fém, amelyet jelenleg atomi és nem hatalmas mennyiségekben szintetizálnak, nincs rá fenntartva; még a távoli jövőben sem.
Ha nem találnak módszert radioaktív izotópjaik stabilizálására, akkor a darmstadcium atomok csak a tudományos kíváncsiság felkeltésére szolgálnak, különösen a nukleáris fizika és a kémia vonatkozásában.
De ha kitalál egy módszert nagy mennyiségben történő előállításra, akkor több fény fog rávilágítani ennek az ultra-nehéz és átmeneti elemnek a kémiai tulajdonságaira.
Irodalom
- Shiver és Atkins. (2008). Szervetlen kémia. (Negyedik kiadás). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2020). Darmstadtium. Helyreállítva: en.wikipedia.org
- Steve Gagnon. (Sf). Az elem Darmstadtium. Jefferson Lab Resources. Helyreállítva: Education.jlab.org
- Országos Biotechnológiai Információs Központ. (2020). Darmstadtium. PubChem adatbázis. Helyreállítva: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Brian Clegg. (2019. december 15.). Darmstadtium. Kémia az elemekben. Helyreállítva: chemistryworld.com