Darmstadtium (Ds) – grundstof 110: egenskaber, isotoper og fakta
Darmstadtium (Ds) — grundstof 110: Opdag egenskaber, isotoper, halveringstider og fakta om dette syntetiske, radioaktive element opkaldt efter Darmstadt.
Darmstadtium er et kemisk grundstof. Det har tidligere været kaldt ununnilium (Uun) eller eka-platin, men hedder nu darmstadtium og har symbolet Ds. Det har atomnummer 110 og tilhører de tunge transuran grundstoffer. Grundstoffet er opkaldt til ære for den tyske by Darmstadt, hvor det blev fremstillet første gang.
Opdagelse og navn
Darmstadtium blev først fremstillet og påvist i 1994 ved GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung i Darmstadt. Navnet darmstadtium blev anbefalet af opdagelsesteamet og godkendt officielt af IUPAC i begyndelsen af 2000'erne. Fremstillingen skete ved kernefysiske eksperimenter i en partikelaccelerator ved brug af fusion-evaporationsteknik, hvor tunge ioner blev skudt ind i et tungt målelement for at danne det nye grundstof.
Fremstilling og isotoper
Darmstadtium findes ikke naturligt i naturen; det skal fremstilles kunstigt i acceleratoreksperimenter. Der er observeret flere isotoper af darmstadtium, først og fremmest med atommasse i området 267–273, som har meget korte halveringstider målt i millisekunder. Disse isotoper henfalder typisk ved α-henfald eller ved spontan fission.
Senere blev der syntetiseret tungere isotoper som Ds-279 og Ds-281, som henfalder langsommere end de lettere varianter. Ds-279 har en halveringstid på omkring 180 millisekunder, mens Ds-281 er den mest langlivede kendte isotop med en halveringstid på cirka 11,1 sekunder. På grund af de korte halveringstider og det lave antal producerede atomer er vores viden om isotopernes egenskaber stadig begrænset.
Egenskaber
Darmstadtium ligger i gruppe 10 i det periodiske system, i samme gruppe som nikkel, palladium og platin, og forventes derfor at være et overgangsmetal med kemiske egenskaber, der ligner platinets. På grund af de stærke relativistiske effekter i meget tunge atomer kan de elektroniske konfigurationer og kemiske egenskaber dog afvige fra de lettere homologer. Den teoretisk forudsagte elektronkonfiguration er ofte angivet som [Rn]5f14 6d8 7s2, men fordelingen af elektroner kan påvirkes af relativistiske forskydninger.
Fysiske egenskaber som udseende, smeltepunkt og densitet er ukendte, da der aldrig er fremstillet nok darmstadtium til at bestemme disse makroskopisk. Teoretiske beregninger forudsiger, at det vil opføre sig som et tungt, metalisk element, muligvis med en blank, sølvgrå farve tilsvarende andre platin-gruppemetaller.
Kemiske og nukleare egenskaber
De observerede nukleare henfaldsveje for darmstadtium-isotoper omfatter primært α-henfald og spontan fission. Forsøg på kemisk karakterisering er begrænsede på grund af isotoperne korte levetid og det meget lave antal producerede atomer. Teoretisk forventes darmstadtium at kunne indtage oxidationstilstande svarende til gruppe 10-elementerne, for eksempel +2 og +4, men dette er endnu ikke eksperimentelt bekræftet.
Anvendelse, sikkerhed og forskning
- Anvendelse: Der kendes ingen kommercielle eller tekniske anvendelser for darmstadtium. Det fremstilles udelukkende til grundforskning inden for nuklear fysik og for at undersøge grænsen for det periodiske systems stabilitet.
- Sikkerhed: Som et radioaktivt element er darmstadtium farligt i større mængder, men i praksis fremstilles kun enkelte atomer ad gangen, så den radiologiske risiko er minimal i laboratorieeksperimenter, når sikkerhedsprotokoller overholdes.
- Forskning: Studier af darmstadtium bidrager til bedre forståelse af tunge grundstoffers kernefysiske egenskaber, nukleare skalfænomener og relativistiske effekter i elektronkonfigurationer. Forskerne søger stadig at producere længerelevende isotoper og at udføre kemiske eksperimenter på enkelte atomer for at bekræfte teoretiske forudsigelser.
Samlet set er darmstadtium et af de nyeste og tungeste elementer, hvor meget af den kemiske og fysiske viden stadig er teoretisk eller begrænset af eksperimentelle vanskeligheder. På grund af den ekstremt korte levetid og det lille antal producerede atomer forbliver mange spørgsmål åbne for fremtidig forskning.
Darmstadt
Historie
Darmstadtium blev fremstillet første gang den 9. november 1994. Det blev fremstillet i Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) i Darmstadt, Tyskland. Der blev kun fremstillet nogle få atomer af det. Det blev fremstillet ved at bombardere et blymål med nikkel. En kernefusionsreaktion fandt sted og skabte grundstoffet.
Dette fremgår af nedenstående ligning, som er den reaktion, der fandt sted. Pb er symbolet for bly, Ni er symbolet for nikkel og n er symbolet for en neutron.
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} \quad \rightarrow \quad {269 \atop 110}\mathrm {Ds} +{1 \atop 0}\mathrm {n} \; } 
Grundstoffet blev opkaldt efter Darmstadt, hvor det blev opdaget. GSI ligger i Wixhausen, en del af den nordlige del af byen Darmstadt. Det nye navn (darmstadtium) blev givet til det kemiske grundstof af IUPAC i august 2003.
Spørgsmål og svar
Q: Hvad er darmstadtium?
A: Darmstadtium er et kemisk grundstof med symbolet Ds og atomnummer 110.
Q: Hvad er de andre navne på darmstadtium?
A: Darmstadtium blev tidligere kaldt ununnilium (Uun) eller eka-platin.
Spørgsmål: Hvordan blev darmstadtium navngivet?
A: Darmstadtium blev opkaldt efter den tyske by Darmstadt.
Spørgsmål: Er darmstadtium et naturligt grundstof?
Svar: Nej, darmstadtium er et radioaktivt grundstof, som ikke findes i naturen. Det skal fremstilles.
Spørgsmål: Hvad er den atomare masse af darmstadtiumisotoper med kort halveringstid?
Svar: Isotoperne af darmstadtium med en atommasse fra 267 til 273 har meget korte halveringstider, målt i millisekunder.
Sp: Hvad er halveringstiden for Ds-279 og Ds-281?
Svar: Ds-279 har en halveringstid på 180 millisekunder, og Ds-281 har en halveringstid på 11,1 sekunder.
Sp: Er der nogen kendte anvendelsesmuligheder for darmstadtium?
Svar: Der er ingen kendte anvendelsesmuligheder for darmstadtium.
Søge