Darmstadtium (Ds) — mi az? Tulajdonságai, izotópjai és előállítása
Darmstadtium (Ds) – ritka, szintetikus, radioaktív transzurán elem: tulajdonságai, izotópjai (Ds-279, Ds-281) és előállításának módszerei egy helyen.
A darmstadtium egy kémiai elem. Korábban ununniliumnak (Uun) vagy eka-platinának nevezték, de most darmstadtiumnak nevezik. Jelképe Ds. Atomszáma 110. Transzurán elem.
Az elemet a német Darmstadt város tiszteletére nevezték el.
A darmstadtium egy radioaktív elem, amely a természetben nem létezik. Elő kell állítani. A 267 és 273 közötti atomtömegű izotópok felezési ideje nagyon rövid. Ezeknek az izotópoknak a felezési idejét milliszekundumokban mérik. A darmstadtium 279 és 281 atomtömegű izotópjait a többi izotóp után szintetizálták. A Ds-279 és a Ds-281 lassabban bomlik. A 279-es atomtömegű izotóp felezési ideje 180 milliszekundum, a Ds-281-esé pedig 11,1 másodperc.
Felfedezés és elnevezés
A darmstadtiumot a német GSI (Gesellschaft für Schwerionenforschung, ma GSI Helmholtzzentrum) kutatói állították elő először kísérleti körülmények között. A felfedezés a 1990-es évekhez kötődik, és az elemet először néhány atomnyi mennyiségben hozták létre gyorsított nehézion-ütközések során. Ideiglenes rendszertani neve az ununnilium (Uun) volt; a végleges, darmstadtium nevet az IUPAC hagyta jóvá, emléket állítva a felfedezés helyének, Darmstadtnak.
Előállítás és kísérleti módszerek
A darmstadtiumot elsősorban nehézion-ütközésekben állítják elő, amikor egy közepes tömegű iont (például nikkel- vagy króm-iont) nagy energiával céltárgyra (általában vezérelt ólom- vagy bismut-tárgyra) lövellnek. Az ilyen hideg fúziós reakciók nagyon kis valószínűséggel adnak létre egy-egy Ds-atomot, ezért tipikusan csak néhány atom keletkezik egyszerre.
A létrejött atomokat speciális elválasztókkal (például a GSI SHIP berendezéséhez hasonló rendszerekkel) választják el és detektálják, a bomlási láncok elemzésével azonosítva az új izotópokat. A gyártás és detektálás rendkívül költséges és technikailag nehéz folyamat.
Izotópok és radioaktivitás
A darmstadtiumnak több izotópja ismert, amelyek tömegszáma általában 267 és 281 között változik. Ezek az izotópok mind radioaktívak, és rövid felezési idejűek:
- A könnyebb izotópok (A = 267–273 körül) felezési ideje jellemzően milliszekundum vagy rövidebb, ezért nagyon nehéz őket tanulmányozni.
- A Ds-279 és Ds-281 izotópokat később szintetizálták; ezek közül a Ds-279 felezési ideje körülbelül 180 milliszekundum, míg a Ds-281-é körülbelül 11,1 másodperc.
Az izotópok elsősorban alfa-bomlással és spontán hasadással bomlanak, de a pontos bomlási módok és láncok izotóponként eltérnek és kísérleti úton kerülnek feltérképezésre.
Fizikai és kémiai tulajdonságok
A darmstadtium a periódusos rendszer 7. periódusában, a 10. csoportban található, tehát a platina-csoport tagjaként (átmenetifém). Mivel csak nagyon kevés atomot állítottak elő, makroszkopikus fizikai tulajdonságai (szín, sűrűség, olvadáspont) közvetlenül nem ismertek, de elméleti számítások szerint fémes, sűrű és fémszerű, valószínűleg ezüstös–fényes megjelenésű lenne.
Az elméleti elektronkonfigurációt gyakran a következőképpen adják meg: [Rn] 5f14 6d8 7s2, bár relatívisztikus hatások miatt a valós konfigurációban kisebb eltérések előfordulhatnak. Kémiailag várhatóan a platina- illetve palládium-szerű viselkedést mutatja; legstabilabb oxidációs állapotai közül a +2 szerepel valószínűként, de részleges +4 vagy más oxidációs állapotok is előfordulhatnak.
Korlátozott kémiai vizsgálatok néhány atomot fogtak ki és vizsgáltak (gázfázisú kémiai kísérletek), amelyek arra utalnak, hogy a darmstadtium kémiai viselkedése összhangban van a csoportbeli rokonsággal, azonban az adatok száma nagyon korlátozott.
Felhasználás, biztonság és környezet
Ismert gyakorlati felhasználása nincs; kizárólag alapkutatási célokra állítják elő kísérleti mennyiségben. Minden ismert izotóp radioaktív, ezért kezelése speciális sugárvédelmi és laboratóriumi körülményeket igényel. Mivel csak néhány atomot lehet előállítani, a darmstadtiumnak nincs ipari vagy gyakorlati alkalmazása, és környezeti szempontból sem jelent reális kockázatot a jelenlegi kutatási intenzitás mellett.
Összefoglalás
A darmstadtium (Ds, Z = 110) egy mesterségesen előállított, nagy protonszámú átmenetifém, amelyet a német Darmstadt városáról neveztek el. Izotópjai rövid életűek, bomlásuk elsősorban alfa-bomlás és spontán hasadás formájában történik. Fizikai és kémiai tulajdonságait elméleti számítások és néhány atomos kísérletek alapján ismerjük, és várhatóan a platina-csoport tagjaihoz hasonlóan viselkedik. Gyakorlatban kizárólag tudományos kutatások tárgya.
Darmstadt
Történelem
A Darmstadtium először 1994. november 9-én készült. A Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) Darmstadtban, Németországban készült. Mindössze néhány atomot készítettek belőle. Úgy állították elő, hogy egy ólom céltárgyat nikkelnel bombáztak. Egy magfúziós reakció zajlott le, és ez hozta létre az elemet.
Ezt mutatja az alábbi egyenlet, amely a megtörtént reakciót mutatja. A Pb az ólom, a Ni a nikkel, az n pedig a neutron szimbóluma.
208 82 P b + 62 28 N i → 269 110 D s + 1 0 n {\displaystyle {208 \atop 82}\mathrm {Pb} +{62 \atop 28}\mathrm {Ni} \négyzet \rightarrow \négyzet {269 \atop 110}\mathrm {Ds} +{1 \atop 0}\mathrm {n} \; } 
Az elemet Darmstadtról nevezték el, amely a felfedezésének helyszíne volt. A GSI Wixhausenben, Darmstadt városának északi részén található. Az új nevet (darmstadtium) az IUPAC 2003 augusztusában adta a kémiai elemnek.
Kérdések és válaszok
Q: Mi az a darmstadtium?
V: A darmstadtium egy kémiai elem, amelynek jelképe Ds és atomi száma 110.
K: Milyen más nevei vannak a darmstadtiumnak?
V: A darmstadtiumot korábban ununniliumnak (Uun) vagy eka-platinának nevezték.
K: Hogyan nevezték el a darmstadtiumot?
V: A Darmstadtiumot a németországi Darmstadt városáról nevezték el.
K: A darmstadtium természetes elem?
V: Nem, a darmstadtium egy radioaktív elem, amely a természetben nem létezik. Előállításra szorul.
K: Mekkora a rövid felezési idejű darmstadtium izotópok atomtömege?
V: A 267 és 273 közötti atomtömegű darmstadtium izotópok felezési ideje nagyon rövid, ezredmásodpercekben mérve.
K: Mekkora a Ds-279 és a Ds-281 felezési ideje?
V: A Ds-279 felezési ideje 180 milliszekundum, a Ds-281 felezési ideje pedig 11,1 másodperc.
K: Vannak-e ismert felhasználási területei a darmstadtiumnak?
V: A darmstadtiumnak nincsenek ismert felhasználási területei.
Keres