Darmstadtium este un element chimic greu ultra situat în serie transactinide, care începe imediat după lawrenciu de metal. Este localizat în mod specific în grupul 10 și în perioada 7 din tabelul periodic, fiind congeneri ai metalelor nichel, paladiu și platină.
Are simbolul chimic Ds, cu un număr atomic de 110, iar foarte puținii săi atomi care au fost sintetizați se descompun practic instantaneu. Prin urmare, este un element efemer. Sintetizarea și detectarea acesteia a reprezentat o probă în anii 90, un grup de cercetători germani luând credit pentru descoperirea sa.
Elementul Darmstadtium a fost descoperit la institutul german GSI din orașul Darmstadt. Sursa: comandant-pirx la Wikipedia Germană
Înainte de descoperirea și numele său dezbătut, sistemul de nomenclatură IUPAC îl numise formal drept „ununilio”, care înseamnă „unu-zero”, egal cu 110. Și mai departe de această nomenclatură, Conform sistemului Mendeleev, numele său era eka-platină, deoarece se crede chimic analog cu acest metal.
Darmstadtium este un element nu numai efemer și instabil, ci și foarte radioactiv, în a cărui degradare nucleară cea mai mare parte a izotopilor săi eliberează particule alfa; Acestea sunt nuclee goale de heliu.
Datorită duratei sale de viață trecătoare, toate proprietățile sale sunt estimate și nu pot fi niciodată utilizate pentru un scop anume.
Descoperire
Meritul german
Problema în care a fost descoperită darmstadtiul a fost că mai multe echipe de cercetători s-au dedicat sintezei sale în anii succesivi. De îndată ce atomul său a fost format, a dispărut în particule iradiate.
Astfel, nu s-a putut arunca care dintre echipe merita creditul că ar fi sintetizat-o mai întâi, chiar dacă a detectat că era deja provocator, decăderea atât de rapid și eliberarea de produse radioactive.
Echipe separate din următoarele centre de cercetare au lucrat la sinteza darmstadtiumului: Institutul Central pentru Cercetări Nucleare din Dubna (apoi Uniunea Sovietică), Lawrence Berkeley Laboratorul Național (Statele Unite) și Heavy Ion Research Center (prescurtat în germană ca GSI).
GSI este localizat în orașul german Darmstadt, unde în noiembrie 1994 au sintetizat izotopul radioactiv 269 Ds. Celelalte echipe au sintetizat alți izotopi: 267 Ds la ICIN și 273 Ds la LNLB; cu toate acestea, rezultatele lor nu au fost concludente în ochii critici ai IUPAC.
Fiecare echipă a propus un nume special pentru acest nou element: hahnio (ICIN) și becquerel (LNLB). Însă, în urma unui raport IUPAC din 2001, echipa germană GSI a avut dreptul să numească elementul darmstadtium.
Sinteză
Darmstadtium este produsul fuziunii atomilor metalici. Care? În principiu, una relativ grea care servește ca țintă sau obiectiv și o alta ușoară care va fi făcută să se ciocnească cu prima la o viteză egală cu o zecime din viteza luminii în vid; în caz contrar, repulsiile existente între cele două nuclee ale sale nu ar putea fi depășite.
Odată ce cei doi nuclei se ciocnesc eficient, va avea loc o reacție de fuziune nucleară. Protonii se adaugă, dar soarta neutronilor este diferită. De exemplu, GSI a dezvoltat următoarea reacție nucleară, din care a fost produs primul atom 269 Ds:
Reacție nucleară pentru sinteza unui atom de izotop 269Ds. Sursa: Gabriel Bolívar.
Rețineți că protonii (în roșu) se adaugă. Prin variația maselor atomice ale atomilor de coliziune, se obțin diferiți izotopi ai darmstadtiului. De fapt, GSI a efectuat experimente cu izotopul 64 Ni în loc de 62 Ni, dintre care au sintetizat doar 9 atomi ai izotopului 271 Ds.
GSI a reușit să creeze 3 atomi de 269 D, dar după ce a executat trei trilioane de bombardamente pe secundă timp de o săptămână întreagă. Aceste date oferă o perspectivă copleșitoare a dimensiunilor unor astfel de experimente.
Structura darmstadtiului
Deoarece un singur atom de darmstadtium poate fi sintetizat sau creat pe săptămână, este puțin probabil să fie suficiente pentru a stabili un cristal; Nu mai vorbim că cel mai stabil izotop este 281 Ds, a căror t 1/2 este de numai 12,7 secunde.
Prin urmare, pentru a determina structura sa cristalină, cercetătorii se bazează pe calcule și estimări care încearcă să se apropie de imaginea cea mai realistă. Astfel, structura darmstadtiului a fost estimată a fi cubică centrată pe corp (cc); spre deosebire de congenerele lor mai ușoare de nichel, paladiu și platină, cu structuri cubice (fcc) centrate pe față.
În teorie, electronii cei mai exteriori ai orbitalelor 6d și 7s trebuie să participe la legătura lor metalică, în conformitate cu configurația lor electronică estimată:
5f 14 6d 8 7s 2
Cu toate acestea, este puțin probabil să se învețe experimental despre proprietățile fizice ale acestui metal.
Proprietăți
Celelalte proprietăți ale darmstadtiului sunt, de asemenea, estimate, din aceleași motive menționate pentru structura sa. Cu toate acestea, unele dintre aceste estimări sunt interesante. De exemplu, darmstadtiul ar fi un metal și mai nobil decât aurul, precum și mult mai dens (34,8 g / cm 3 ) decât osmiu (22,59 g / cm 3 ) și mercur (13,6 g / cm 3 ). cm 3 ).
În ceea ce privește posibilele lor stări de oxidare, s-a estimat că acestea ar fi +6 (Ds 6+ ), +4 (Ds 4+ ) și +2 (Ds 2+ ), egale cu cele ale congenerilor mai ușori. Prin urmare, dacă cei 281 de atomi de D ar fi reacționat înainte de a se dezintegra, s-ar obține compuși precum DsF 6 sau DsCl 4 .
În mod surprinzător, probabilitatea de a sintetiza acești compuși există, deoarece 12,7 secunde, t 1/2 din 281 Ds, este mai mult decât suficient timp pentru a realiza reacțiile. Cu toate acestea, dezavantajul continuă să fie faptul că doar un atom de Ds pe săptămână este insuficient pentru a colecta toate datele necesare pentru analiza statistică.
Aplicații
Din nou, fiind un metal atât de rar, sintetizat în prezent în cantități atomice și nu masive, nu este folosit pentru el; nici măcar în viitorul îndepărtat.
Dacă nu se inventează o metodă pentru a stabiliza izotopii lor radioactivi, atomii de darmstadtium vor servi doar la trezirea curiozității științifice, în special în ceea ce privește fizica nucleară și chimia.
Dar dacă vă dați seama de un fel de a le crea în cantități mari, se va arunca mai multă lumină asupra chimiei acestui element ultra-greu și efemer.
Referințe
- Shiver & Atkins. (2008). Chimie anorganică . (A patra editie). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2020). Darmstadtium. Recuperat de la: en.wikipedia.org
- Steve Gagnon. (Sf). Elementul Darmstadtium. Resurse Laborator Jefferson. Recuperat de la: education.jlab.org
- Centrul Național de Informații Biotehnologice. (2020). Darmstadtium. Baza de date PubChem. Recuperat din: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Brian Clegg. (15 decembrie 2019). Darmstadtium. Chimia în elementele sale. Recuperat de la: chemistryworld.com