Odkrycie Darmstadtium, struktura, właściwości, zastosowania

3622
Anthony Golden
Odkrycie Darmstadtium, struktura, właściwości, zastosowania

Plik darmstadtium Jest to ultra ciężki pierwiastek chemiczny znajdujący się w szeregu transaktynowców, który zaczyna się zaraz po metalu lawrence'a. Znajduje się szczególnie w grupie 10 i okresie 7 układu okresowego, będąc kongenerami metali niklu, palladu i platyny.

Jego symbol chemiczny to Ds o liczbie atomowej 110, a bardzo nieliczne zsyntetyzowane atomy rozkładają się praktycznie natychmiast. Jest więc elementem ulotnym. Zsyntetyzowanie i wykrycie go stanowiło wyczyn w latach 90. XX wieku, a grupa niemieckich naukowców przypisała sobie jego odkrycie..

Pierwiastek Darmstadtium został odkryty w niemieckim instytucie GSI w mieście Darmstadt. Źródło: commander-pirx w niemieckiej Wikipedii [CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]

Przed jego odkryciem i tym, jaka nazwa powinna być przedmiotem debaty, system nomenklatury IUPAC formalnie nazwał go „ununilio”, co oznacza „jeden-jeden-zero”, równe 110. I dalej od tej nomenklatury, Zgodnie z systemem Mendelejewa, jego nazwa brzmiała eka-platyna, ponieważ uważa się, że jest chemicznie analogiczna do tego metalu.

Darmstadt jest pierwiastkiem nie tylko efemerycznym i niestabilnym, ale także wysoce radioaktywnym, w którego rozpadzie jądrowym większość jego izotopów uwalnia cząstki alfa; to są nagie jądra helu.

Ze względu na jego ulotną żywotność wszystkie jego właściwości są szacowane i nigdy nie można go wykorzystać do żadnego konkretnego celu..

Indeks artykułów

  • 1 Odkrycie
    • 1.1 Niemieckie zasługi
    • 1.2 Synteza
  • 2 Struktura darmstadtium
  • 3 Właściwości
  • 4 Zastosowania
  • 5 Referencje

Odkrycie

Zasługa niemiecka

Problemem towarzyszącym odkryciu darmstadtium było to, że kilka zespołów badaczy poświęciło się jego syntezie w kolejnych latach. Gdy tylko uformował się jego atom, rozpłynął się w napromieniowanych cząstkach.

Dlatego nie udało się ustalić, który z zespołów zasłużył na to, że zsyntetyzował go jako pierwszy, podczas gdy nawet jego wykrycie było już wyzwaniem, rozkładając się tak szybko i uwalniając produkty radioaktywne..

W syntezie darmstadtium pracowały osobno zespoły z następujących ośrodków badawczych: Central Institute for Nuclear Research w Dubná (wówczas Związek Radziecki), Lawrence Berkeley National Laboratory (Stany Zjednoczone) i Heavy Ion Research Center (w języku niemieckim w skrócie GSI).

GSI znajduje się w niemieckim mieście Darmstadt, gdzie w listopadzie 1994 roku zsyntetyzowali izotop promieniotwórczy 269Ds. Inne zespoły zsyntetyzowały inne izotopy: 267Ds w ICIN i 273Ds w LNLB; Jednak ich wyniki nie były rozstrzygające w krytycznych oczach IUPAC.

Każdy zespół zaproponował określoną nazwę dla tego nowego elementu: hahnio (ICIN) i bekerel (LNLB). Ale po raporcie IUPAC w 2001 roku, niemiecki zespół GSI miał prawo nazwać pierwiastek darmstadtium..

Synteza

Darmstadtium jest produktem fuzji atomów metali. Który? Zasadniczo stosunkowo ciężki, który służy jako cel lub obiektyw, i inny lekki, który zderzy się z pierwszym z prędkością równą jednej dziesiątej prędkości światła w próżni; w przeciwnym razie nie dałoby się przezwyciężyć odpychania istniejącego między jego dwoma jądrami.

Gdy dwa jądra zderzają się skutecznie, nastąpi reakcja fuzji jądrowej. Protony sumują się, ale los neutronów jest inny. Na przykład GSI opracował następującą reakcję jądrową, w której powstał pierwszy atom 269Ds:

Reakcja jądrowa syntezy atomu izotopu 269Ds. Źródło: Gabriel Bolívar.

Zauważ, że protony (na czerwono) sumują się. Zmieniając masy atomowe zderzających się atomów, uzyskuje się różne izotopy darmsztadu. W rzeczywistości GSI przeprowadził eksperymenty z izotopem 64Nie zamiast 62Ni, z którego zsyntetyzowano tylko 9 atomów izotopu 271Ds.

GSI udało się stworzyć 3 atomy 269Ds, ale po wykonaniu trzech bilionów bombardowań na sekundę przez cały tydzień. Dane te dają przytłaczającą perspektywę wymiarów takich eksperymentów..

Struktura darmstadtium

Ponieważ tylko jeden atom darmsztadu może być syntetyzowany lub tworzony tygodniowo, jest mało prawdopodobne, że będzie ich wystarczająco dużo, aby utworzyć kryształ; nie wspominając o tym, że najbardziej stabilnym izotopem jest 281Bg, którego t1/2 zajmuje to zaledwie 12,7 sekundy.

Dlatego, aby określić jego strukturę krystaliczną, badacze opierają się na obliczeniach i szacunkach, które mają na celu zbliżenie się do najbardziej realistycznego obrazu. W związku z tym oszacowano, że struktura darmsztadtu jest sześcienna z centrum ciała (bcc); w przeciwieństwie do ich lżejszych kongenerów niklu, palladu i platyny, ze strukturą sześcienną centrowaną na twarz (fcc).

Teoretycznie najbardziej zewnętrzne elektrony orbitali 6d i 7s muszą uczestniczyć w ich metalicznym wiązaniu, zgodnie z ich również szacowaną konfiguracją elektronową:

[Rn] 5f146d87sdwa

Jednak jest prawdopodobne, że eksperymentalnie niewiele wiadomo na temat fizycznych właściwości tego metalu..

Nieruchomości

Ocenia się również inne właściwości darmstadtium, z tych samych powodów, które podano dla jego struktury. Jednak niektóre z tych szacunków są interesujące. Na przykład darmstadtium byłby metalem jeszcze bardziej szlachetnym niż złoto, a także znacznie gęstszym (34,8 g / cm3) niż osm (22,59 g / cm3) i rtęć (13,6 g / cm3).

Jeśli chodzi o możliwe stany utlenienia, oszacowano, że będą one +6 (Ds6+), +4 (Ds4+) i +2 (Dsdwa+), równe ich lżejszym kongenerom. Dlatego jeśli atomy 281Ds zanim się rozpadną, otrzymane zostaną związki takie jak DsF6 lub DsCl4.

Zaskakujące jest prawdopodobieństwo zsyntetyzowania tych związków, ponieważ 12,7 sekundy, t1/2 z 281Boże, to więcej niż wystarczająco dużo czasu, aby przeprowadzić reakcje. Jednak wadą nadal jest to, że tylko jeden atom Ds na tydzień jest niewystarczający do zebrania wszystkich danych wymaganych do analizy statystycznej..

Aplikacje

Ponownie, będąc tak rzadkim metalem, obecnie syntetyzowanym w ilościach atomowych i niemasywnych, nie ma dla niego zarezerwowanego zastosowania; nawet w odległej przyszłości.

O ile nie zostanie wynaleziona metoda stabilizacji ich radioaktywnych izotopów, atomy darmsztadtium posłużą jedynie do wzbudzenia ciekawości naukowej, zwłaszcza w odniesieniu do fizyki jądrowej i chemii..

Ale jeśli wymyślisz jakiś sposób na stworzenie ich w dużych ilościach, więcej światła zostanie rzuconych na chemię tego ultraciężkiego i krótkotrwałego pierwiastka..

Bibliografia

  1. Shiver & Atkins. (2008). Chemia nieorganiczna. (Czwarta edycja). Mc Graw Hill.
  2. Wikipedia. (2020). Darmstadtium. Odzyskane z: en.wikipedia.org
  3. Steve Gagnon. (s.f.). Element Darmstadtium. Zasoby Jefferson Lab. Pobrane z: education.jlab.org
  4. Narodowe Centrum Informacji Biotechnologicznej. (2020). Darmstadtium. Baza danych PubChem. Odzyskany z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  5. Brian Clegg. (15 grudnia 2019). Darmstadtium. Chemia w jej elementach. Źródło: chemistryworld.com

Jeszcze bez komentarzy