Các darmstadti là một nguyên tố hóa học nặng cực nằm trong loạt transactinide, mà bắt đầu ngay sau khi lawrenci kim loại. Nó đặc biệt nằm trong nhóm 10 và chu kỳ 7 của bảng tuần hoàn, là đồng loại của các kim loại niken, palladi và bạch kim.
Nó có ký hiệu hóa học Ds, với số nguyên tử là 110, và rất ít nguyên tử đã được tổng hợp của nó bị phân hủy ngay lập tức. Do đó, nó là một yếu tố phù du. Tổng hợp và phát hiện nó là một kỳ công trong những năm 1990, với một nhóm các nhà nghiên cứu người Đức đã ghi nhận công lao cho phát hiện của nó.
Nguyên tố Darmstadtium được phát hiện tại Viện GSI của Đức, ở thành phố Darmstadt. Nguồn: Commander-pirx tại Wikipedia tiếng Đức
Trước khi phát hiện ra nó và tên của nó là gì cần được tranh luận, hệ thống danh pháp IUPAC đã chính thức đặt tên cho nó là 'ununilio', có nghĩa là 'một-một-không', bằng 110. Và ngược lại từ danh pháp này, Theo hệ thống Mendeleev, tên của nó là eka-platinum vì nó được cho là tương tự về mặt hóa học với kim loại này.
Darmstadtium là một nguyên tố không chỉ phù du và không ổn định, mà còn có tính phóng xạ cao, trong đó hạt nhân bị phân hủy hầu hết các đồng vị của nó giải phóng các hạt alpha; Đây là những hạt nhân Heli trần.
Vì tuổi thọ ngắn ngủi của nó, tất cả các thuộc tính của nó đều được ước tính và không bao giờ có thể được sử dụng cho bất kỳ mục đích cụ thể nào.
Khám phá
Công đức
Vấn đề xung quanh việc phát hiện ra darmstadtium là một số nhóm các nhà nghiên cứu đã chuyên tâm vào việc tổng hợp nó trong những năm liên tiếp. Ngay sau khi nguyên tử của nó được hình thành, nó biến mất thành các hạt được chiếu xạ.
Vì vậy, bạn không thể mò mẫm xem nhóm nào xứng đáng được ghi công vì đã tổng hợp nó trước, khi ngay cả việc phát hiện ra nó cũng đã là một thử thách, phân hủy quá nhanh và giải phóng các sản phẩm phóng xạ.
Các nhóm riêng biệt từ các trung tâm nghiên cứu sau đây đã nghiên cứu tổng hợp darmstadtium: Viện Nghiên cứu Hạt nhân Trung ương ở Dubná (sau đó là Liên Xô), Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Berkeley (Hoa Kỳ) và Trung tâm Nghiên cứu Ion nặng (viết tắt bằng tiếng Đức là GSI).
GSI được đặt tại thành phố Darmstadt của Đức, nơi vào tháng 11 năm 1994, họ đã tổng hợp được đồng vị phóng xạ 269 Ds. Các nhóm khác đã tổng hợp các đồng vị khác: 267 Ds ở ICIN, và 273 Ds ở LNLB; tuy nhiên, kết quả của họ đã không được kết luận trong con mắt phê bình của IUPAC.
Mỗi nhóm đã đề xuất một tên cụ thể cho nguyên tố mới này: hahnio (ICIN) và becquerel (LNLB). Nhưng theo báo cáo của IUPAC vào năm 2001, nhóm GSI của Đức có quyền đặt tên cho nguyên tố là darmstadtium.
Tổng hợp
Darmstadtium là sản phẩm của sự hợp nhất các nguyên tử kim loại. Cái nào? Về nguyên tắc, một vật tương đối nặng đóng vai trò là mục tiêu hoặc vật kính, và một vật nhẹ khác sẽ được tạo ra để va chạm với vật đầu tiên ở tốc độ bằng một phần mười tốc độ ánh sáng trong chân không; nếu không, lực đẩy tồn tại giữa hai hạt nhân của nó không thể vượt qua được.
Một khi hai hạt nhân va chạm hiệu quả, phản ứng tổng hợp hạt nhân sẽ xảy ra. Các proton cộng lại, nhưng số phận của các neutron là khác nhau. Ví dụ, GSI đã phát triển phản ứng hạt nhân sau, từ đó nguyên tử đầu tiên 269 Ds được tạo ra :
Phản ứng hạt nhân để tổng hợp một nguyên tử đồng vị 269Ds. Nguồn: Gabriel Bolívar.
Lưu ý rằng các proton (màu đỏ) cộng lại. Bằng cách thay đổi khối lượng nguyên tử của các nguyên tử va chạm, thu được các đồng vị khác nhau của darmstadti. Trên thực tế, GSI đã thực hiện các thí nghiệm với đồng vị 64 Ni thay vì 62 Ni, trong đó họ chỉ tổng hợp 9 nguyên tử của đồng vị 271 Ds.
GSI đã cố gắng tạo ra 3 nguyên tử 269 Ds, nhưng sau khi thực hiện ba nghìn tỷ cuộc bắn phá mỗi giây trong suốt một tuần. Dữ liệu này cung cấp một góc nhìn bao quát về các kích thước của các thử nghiệm như vậy.
Cấu trúc của darmstadtium
Bởi vì chỉ có một nguyên tử darmstadtium có thể được tổng hợp hoặc tạo ra mỗi tuần, nên không chắc sẽ có đủ chúng để thiết lập một tinh thể; Chưa kể rằng đồng vị bền nhất là 281 Ds, có t 1/2 chỉ là 12,7 giây.
Do đó, để xác định cấu trúc tinh thể của nó, các nhà nghiên cứu dựa trên những tính toán và ước tính mà tìm cách tiến gần đến bức tranh thực tế nhất. Do đó, cấu trúc của darmstadtium đã được ước tính là lập phương tâm khối (bcc); không giống như các đồng loại nhẹ hơn của chúng là niken, palladium và bạch kim, với cấu trúc lập phương tâm diện (fcc).
Về lý thuyết, các electron lớp ngoài cùng của các obitan 6d và 7 phải tham gia vào liên kết kim loại của chúng, theo cấu hình điện tử ước tính của chúng:
5f 14 6ngày 8 7s 2
Tuy nhiên, ít có khả năng được học bằng thực nghiệm về các tính chất vật lý của kim loại này.
Tính chất
Các đặc tính khác của darmstadtium cũng được ước tính, vì những lý do tương tự được đề cập về cấu trúc của nó. Tuy nhiên, một số ước tính này rất thú vị. Ví dụ, darmstadtium sẽ là một kim loại quý hơn cả vàng, cũng như đặc hơn nhiều (34,8 g / cm 3 ) so với osmium (22,59 g / cm 3 ) và thủy ngân (13,6 g / cm 3 ). cm 3 ).
Về trạng thái oxy hóa có thể có của chúng, người ta ước tính rằng chúng sẽ là +6 (Ds 6+ ), +4 (Ds 4+ ) và +2 (Ds 2+ ), bằng với các đồng loại nhẹ hơn của chúng. Do đó, nếu 281 nguyên tử Ds được phản ứng trước khi chúng bị phân hủy, thì sẽ thu được các hợp chất như DsF 6 hoặc DsCl 4 .
Đáng ngạc nhiên là có xác suất tổng hợp các hợp chất này, vì 12,7 giây, t 1/2 của 281 Ds, là quá đủ thời gian để thực hiện các phản ứng. Tuy nhiên, hạn chế tiếp tục là chỉ một nguyên tử Ds mỗi tuần là không đủ để thu thập tất cả dữ liệu cần thiết cho phân tích thống kê.
Các ứng dụng
Một lần nữa, là một kim loại hiếm như vậy, hiện được tổng hợp ở dạng nguyên tử và không phải số lượng lớn, nên không có mục đích sử dụng nào dành riêng cho nó; thậm chí không phải trong tương lai xa.
Trừ khi một phương pháp được phát minh ra để ổn định các đồng vị phóng xạ của chúng, các nguyên tử darmstadtium sẽ chỉ phục vụ cho việc khơi dậy sự tò mò khoa học, đặc biệt là những nơi có liên quan đến vật lý hạt nhân và hóa học.
Nhưng nếu bạn tìm ra cách để tạo ra chúng với số lượng lớn, thì sẽ có nhiều ánh sáng hơn về hóa học của nguyên tố phù du và siêu nặng này.
Người giới thiệu
- Rùng mình & Atkins. (2008). Hóa học vô cơ . (Tái bản lần thứ tư). Đồi Mc Graw.
- Wikipedia. (Năm 2020). Darmstadtium. Khôi phục từ: en.wikipedia.org
- Steve Gagnon. (sf). Nguyên tố Darmstadtium. Tài nguyên Phòng thí nghiệm Jefferson. Được khôi phục từ: education.jlab.org
- Trung tâm Thông tin Công nghệ Sinh học Quốc gia. (Năm 2020). Darmstadtium. Cơ sở dữ liệu PubChem. Được khôi phục từ: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Brian Clegg. (Ngày 15 tháng 12 năm 2019). Darmstadtium. Hóa học trong các nguyên tố của nó. Phục hồi từ: chemistryworld.com