Das Darmstadtium ist ein schweres chemisches Element, das sich in Reihe von Transaktiniden befindet, die unmittelbar nach dem Metall Lawrencium beginnen. Es befindet sich spezifisch in Gruppe 10 und Periode 7 des Periodensystems und ist ein Kongener der Metalle Nickel, Palladium und Platin.
Es hat das chemische Symbol Ds mit einer Ordnungszahl von 110 und seine sehr wenigen synthetisierten Atome zersetzen sich praktisch sofort. Es ist daher ein kurzlebiges Element. Die Synthese und Entdeckung war in den neunziger Jahren eine Meisterleistung, und eine Gruppe deutscher Forscher würdigte ihre Entdeckung.
Das Element Darmstadtium wurde am deutschen Institut GSI in Darmstadt entdeckt. Quelle: Commander-Pirx bei der deutschen Wikipedia
Vor seiner Entdeckung und wie sein Name diskutiert werden sollte, hatte das IUPAC-Nomenklatursystem ihn offiziell "ununilio" genannt, was "eins-eins-null" bedeutet, gleich 110. Und weiter hinten von dieser Nomenklatur, Nach dem Mendeleev-System hieß es Eka-Platin, weil es chemisch analog zu diesem Metall gehalten wird.
Darmstadtium ist nicht nur ein kurzlebiges und instabiles Element, sondern auch hochradioaktiv, bei dessen Zerfall die meisten seiner Isotope Alpha-Partikel freisetzen. Dies sind bloße Heliumkerne.
Aufgrund seiner flüchtigen Lebensdauer werden alle seine Eigenschaften geschätzt und können niemals für einen bestimmten Zweck verwendet werden.
Entdeckung
Deutscher Verdienst
Das Problem bei der Entdeckung von Darmstadtium bestand darin, dass sich mehrere Forscherteams in aufeinanderfolgenden Jahren der Synthese gewidmet hatten. Sobald sich sein Atom gebildet hatte, verschwand es in bestrahlten Teilchen.
Man konnte also nicht fummeln, welches der Teams es verdient hatte, es zuerst synthetisiert zu haben, obwohl es bereits eine Herausforderung darstellte, so schnell zu verfallen und radioaktive Produkte freizusetzen.
Separate Teams aus folgenden Forschungszentren arbeiteten an der Synthese von Darmstadtium: Zentralinstitut für Kernforschung in Dubná (damals Sowjetunion), Lawrence Berkeley National Laboratory (USA) und Heavy Ion Research Center (auf Deutsch abgekürzt als GSI).
Die GSI befindet sich in der deutschen Stadt Darmstadt, wo sie im November 1994 das radioaktive Isotop 269 Ds synthetisierte . Die anderen Teams synthetisierten andere Isotope: 267 Ds am ICIN und 273 Ds am LNLB; Ihre Ergebnisse waren jedoch in den kritischen Augen der IUPAC nicht schlüssig.
Jedes Team hatte einen bestimmten Namen für dieses neue Element vorgeschlagen: hahnio (ICIN) und becquerel (LNLB). Nach einem IUPAC-Bericht im Jahr 2001 hatte das deutsche GSI-Team jedoch das Recht, das Element darmstadtium zu benennen.
Synthese
Darmstadtium ist das Produkt der Fusion von Metallatomen. Welche? Im Prinzip eine relativ schwere, die als Ziel oder Ziel dient, und eine andere leichte, die mit einer Geschwindigkeit, die einem Zehntel der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum entspricht, mit der ersten kollidiert; Andernfalls könnten die Abstoßungen zwischen den beiden Kernen nicht überwunden werden.
Sobald die beiden Kerne effizient kollidieren, tritt eine Kernfusionsreaktion auf. Die Protonen addieren sich, aber das Schicksal der Neutronen ist anders. Zum Beispiel entwickelte die GSI die folgende Kernreaktion, aus der das erste Atom 269 Ds hergestellt wurde :
Kernreaktion zur Synthese eines 269Ds-Isotopenatoms. Quelle: Gabriel Bolívar.
Beachten Sie, dass sich die Protonen (in Rot) addieren. Durch Variation der Atommassen der kollidierenden Atome werden verschiedene Isotope von Darmstadtium erhalten. Tatsächlich führte die GSI Experimente mit dem 64- Ni- Isotop anstelle von 62- Ni durch, von denen sie nur 9 Atome des 271- Ds- Isotops synthetisierten .
Der GSI gelang es, 3 Atome mit 269 Ds zu erzeugen , aber nachdem er eine ganze Woche lang drei Billionen Bombardements pro Sekunde ausgeführt hatte. Diese Daten bieten eine überwältigende Perspektive auf die Dimensionen solcher Experimente.
Struktur des Darmstadtiums
Da pro Woche nur ein Darmstadtiumatom synthetisiert oder erzeugt werden kann, ist es unwahrscheinlich, dass es genug davon gibt, um einen Kristall zu bilden. Ganz zu schweigen davon, dass das stabilste Isotop 281 Ds ist, dessen t 1/2 nur 12,7 Sekunden beträgt.
Um die Kristallstruktur zu bestimmen, stützen sich die Forscher daher auf Berechnungen und Schätzungen, die dem realistischsten Bild näher kommen sollen. Daher wurde die Struktur von Darmstadtium als körperzentriert kubisch (bcc) geschätzt. im Gegensatz zu ihren leichteren Kongeneren Nickel, Palladium und Platin mit flächenzentrierten kubischen (fcc) Strukturen.
Theoretisch müssen die äußersten Elektronen der 6d- und 7s-Orbitale gemäß ihrer ebenfalls geschätzten elektronischen Konfiguration an ihrer Metallbindung beteiligt sein:
5f 14 6d 8 7s 2
Es ist jedoch wahrscheinlich, dass experimentell wenig über die physikalischen Eigenschaften dieses Metalls gelernt wird.
Eigenschaften
Die anderen Eigenschaften von Darmstadtium werden aus den gleichen Gründen, die für seine Struktur genannt wurden, ebenfalls geschätzt. Einige dieser Schätzungen sind jedoch interessant. Zum Beispiel wäre Darmstadtium ein noch edleres Metall als Gold sowie viel dichter (34,8 g / cm 3 ) als Osmium (22,59 g / cm 3 ) und Quecksilber (13,6 g / cm 3 ). cm 3 ).
In Bezug auf ihre möglichen Oxidationsstufen wurde geschätzt, dass sie +6 (Ds 6+ ), +4 (Ds 4+ ) und +2 (Ds 2+ ) sind, was denen ihrer leichteren Kongenere entspricht. Wenn daher die 281 Ds- Atome vor ihrem Zerfall umgesetzt würden, würden Verbindungen wie DsF 6 oder DsCl 4 erhalten .
Überraschenderweise besteht eine Wahrscheinlichkeit für die Synthese dieser Verbindungen, da 12,7 Sekunden, t 1/2 von 281 Ds, mehr als genug Zeit sind, um die Reaktionen durchzuführen. Der Nachteil besteht jedoch weiterhin darin, dass nur ein Ds-Atom pro Woche nicht ausreicht, um alle für die statistische Analyse erforderlichen Daten zu erfassen.
Anwendungen
Da es sich um ein so seltenes Metall handelt, das derzeit in atomaren und nicht massiven Mengen synthetisiert wird, ist ihm keine Verwendung vorbehalten. nicht einmal in ferner Zukunft.
Wenn nicht eine Methode zur Stabilisierung ihrer radioaktiven Isotope erfunden wird, werden Darmstadtiumatome nur dazu dienen, wissenschaftliche Neugier zu wecken, insbesondere in Bezug auf Kernphysik und Chemie.
Wenn Sie jedoch einen Weg finden, sie in großen Mengen zu erzeugen, wird mehr Licht auf die Chemie dieses ultraschweren und kurzlebigen Elements geworfen.
Verweise
- Shiver & Atkins. (2008). Anorganische Chemie . (Vierte Edition). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2020). Darmstadtium. Wiederhergestellt von: en.wikipedia.org
- Steve Gagnon. (sf). Das Element Darmstadtium. Jefferson Lab Resources. Wiederhergestellt von: education.jlab.org
- Nationales Zentrum für Informationen zur Biotechnologie. (2020). Darmstadtium. PubChem-Datenbank. Wiederhergestellt von: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Brian Clegg. (15. Dezember 2019). Darmstadtium. Chemie in ihren Elementen. Wiederhergestellt von: chemistryworld.com