Den darmstadtium er en tung grundstof ultra placeret i serie transactinide, der begynder lige efter metallet Lawrencium. Det er specifikt placeret i gruppe 10 og periode 7 i det periodiske system, idet det er kongenere af metaller nikkel, palladium og platin.
Det har det kemiske symbol Ds, med et atomnummer på 110, og dets meget få atomer, der er blevet syntetiseret, nedbrydes praktisk talt med det samme. Det er derfor et flydende element. Syntese og opdagelse af det repræsenterede en bedrift i 1990'erne, hvor en gruppe tyske forskere tog æren for dens opdagelse.
Elementet Darmstadtium blev opdaget på det tyske institut GSI, i byen Darmstadt. Kilde: commandant-pirx på tyske Wikipedia
Inden dens opdagelse og dens navn blev drøftet, havde IUPAC-nomenklatursystemet formelt navngivet det som 'ununilio', hvilket betyder 'en-en-nul', svarende til 110. Og længere tilbage fra denne nomenklatur, Ifølge Mendeleev-systemet var dets navn eka-platin, fordi det antages kemisk analogt med dette metal.
Darmstadtium er et element ikke kun efemærisk og ustabilt, men også stærkt radioaktivt, i hvis nukleære forfald de fleste af dets isotoper frigiver alfa-partikler; Dette er bare heliumkerner.
På grund af dens flygtige levetid estimeres alle dens egenskaber og kan aldrig bruges til noget bestemt formål.
Opdagelse
Tysk fortjeneste
Problemet omkring opdagelsen af darmstadtium var, at adskillige forskerhold havde dedikeret sig til syntesen i de efterfølgende år. Så snart dens atom blev dannet, forsvandt det til bestrålede partikler.
Man kunne således ikke fomle, hvilket af holdene, der fortjente æren for at have syntetiseret det først, når selv detektering af det allerede var udfordrende, henfalde så hurtigt og frigive radioaktive produkter.
I syntesen af darmstadtium arbejdede hold fra følgende forskningscentre hver for sig: Central Institute for Nuclear Research of Dubna (dengang Sovjetunionen), Lawrence Berkeley National Laboratory (USA) og Heavy Ion Research Center (forkortet på tysk som GSI).
GSI er placeret i den tyske by Darmstadt, hvor de i november 1994 syntetiserede den radioaktive isotop 269 Ds. De andre hold syntetiserede andre isotoper: 267 Ds ved ICIN og 273 Ds ved LNLB; deres resultater havde imidlertid ikke været uundgåelige i IUPACs kritiske øjne.
Hvert hold havde foreslået et bestemt navn til dette nye element: hahnio (ICIN) og becquerel (LNLB). Men efter en IUPAC-rapport i 2001 havde det tyske GSI-team ret til at navngive elementet darmstadtium.
syntese
Darmstadtium er produktet af fusionen af metalatomer. Hvilken? I princippet et relativt tungt mål, der fungerer som et mål eller et mål, og et andet let mål, der vil blive bragt til at kollidere med det første med en hastighed, der svarer til en tiendedel af lysets hastighed i vakuum; ellers kunne de frastødninger, der eksisterede mellem dets to kerner, ikke overvindes.
Når de to kerner kolliderer effektivt, vil der opstå en nukleær fusionsreaktion. Protonerne samles, men neutronenes skæbne er anderledes. For eksempel udviklede GSI følgende nukleare reaktion, hvorfra det første atom 269 Ds blev produceret:
Atomreaktion til syntese af et 269Ds isotopatom. Kilde: Gabriel Bolívar.
Bemærk, at protonerne (i rødt) tilføjes. Ved at variere atommasserne i de kolliderende atomer opnås forskellige isotoper af darmstadtium. Faktisk gennemførte GSI eksperimenter med 64 Ni isotop i stedet for 62 Ni, hvoraf de kun syntetiserede 9 atomer af 271 Ds isotop.
GSI formåede at skabe 3 atomer på 269 Ds, men efter at have udført tre billioner bombardementer pr. Sekund i en hel uge. Disse data giver et overvældende perspektiv på dimensionerne i sådanne eksperimenter.
Struktur af darmstadtium
Fordi kun et darmstadtiumatom kan syntetiseres eller oprettes om ugen, er det usandsynligt, at der vil være nok af dem til at etablere en krystal; For ikke at nævne, at den mest stabile isotop er 281 Ds, hvis t 1/2 kun er 12,7 sekunder.
For at bestemme dens krystallinske struktur er forskere derfor afhængige af beregninger og estimater, der søger at komme nærmere det mest realistiske billede. Således er strukturen af darmstadtium estimeret til at være kropscentreret kubik (bcc); i modsætning til deres lettere kongenere nikkel, palladium og platin, med ansigt-centreret kubik (fcc) strukturer.
I teorien skal de yderste elektroner fra 6d og 7s orbitaler deltage i deres metalliske binding, i henhold til deres også estimerede elektroniske konfiguration:
5f 14 6d 8 7s 2
Imidlertid læres der sandsynligvis ikke lidt eksperimentelt om de fysiske egenskaber ved dette metal.
Ejendomme
De andre egenskaber ved darmstadtium estimeres også af de samme grunde, der er nævnt for dens struktur. Nogle af disse estimater er imidlertid interessante. For eksempel ville darmstadtium være en endnu mere ædelt metal end guld, samt meget tættere (34,8 g / cm 3) end osmium (22,59 g / cm 3) og kviksølv (13,6 g / cm 3). cm 3).
Med hensyn til deres mulige oxidationstilstande er det blevet estimeret, at de ville være +6 (Ds 6+), +4 (Ds 4+) og +2 (Ds 2+), lig med dem for deres lettere kongenere. Derfor, hvis de 281 Ds atomerne blev omsat før de gik i opløsning, forbindelser såsom DSF 6 eller dscl 4 ville blive opnået.
Overraskende er der en sandsynlighed for at syntetisere disse forbindelser, fordi 12,7 sekunder, t 1/2 af 281 Ds, er mere end nok tid til at udføre reaktionerne. Ulempen er dog fortsat, at kun et Ds-atom pr. Uge er utilstrækkelig til at indsamle alle de data, der kræves til statistisk analyse.
Applikationer
Igen, idet det er et så sjældent metal, der i øjeblikket er syntetiseret i atomare og ikke massive mængder, er der ingen brug forbeholdt det; ikke engang i den fjerne fremtid.
Medmindre en metode er opfundet til at stabilisere deres radioaktive isotoper, vil darmstadtiumatomer kun tjene til at vække videnskabelig nysgerrighed, især hvad angår nuklear fysik og kemi.
Men hvis du finder ud af en måde at skabe dem i store mængder på, vil der blive kastet mere lys på kemien i dette ultratunge og flyktige element.
Referencer
- Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kemi. (Fjerde udgave). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2020). Darmstadtium. Gendannet fra: en.wikipedia.org
- Steve Gagnon. (Sf). Elementet Darmstadtium. Jefferson Lab Resources. Gendannet fra: education.jlab.org
- National Center for Biotechnology Information. (2020). Darmstadtium. PubChem-database. Gendannes fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Brian Clegg. (15. december 2019). Darmstadtium. Kemi i dets elementer. Gendannes fra: chemistryworld.com