Дармщатий (Ds, елемент 110) — свойства, изотопи и синтез
Дармстадтий е химичен елемент, който в миналото е бил наричан унунилий (Uun) или ека-платина. Символът му е Ds, а атомният му номер е 110. Той принадлежи към серията на трансурановите елементи и не се среща свободно в природата — трябва да бъде синтезиран в лабораторни условия.
Името му е дадено в чест на германския град Дармщат, където се намира лабораторията GSI — една от основните научни групи, която е участвала в откриването и изследванията на елемента. Името "дармстадий" е официално прието от международните научни институции.
Физични и химични свойства
Дармстадтий е предвиден да бъде преходен метал от група 10 (същата група като никел, паладий и платина). Поради положението му в периодичната система се очаква да има свойства, подобни на тези на платината — тежък, плътен метал с добро електронно провеждане. Тъй като елементът е силно радиоактивен и се произвежда само по няколко атома наведнъж, неговата външност и макроскопични свойства не са наблюдавани визуално.
Предполагаема електронна конфигурация (теоретична): [Rn]5f14 6d8 7s2, но релативистични ефекти при тежките елементи могат да променят детайлите на електронното разпределение и химическото поведение.
Изотопи и радионуклиди
Дармстадтий е радиоактивен и всички известни изотопи са нестабилни. До момента са регистрирани изотопи с масови числа от 267 до 281 (най-често цитирани са Ds-267 до Ds-273, както и по-тежките Ds-279 и Ds-281). За повечето от по-леките изотопи периодите на полуразпад са изключително кратки и се измерват в милисекунди. По-тежките изотопи, синтезирани по-късно, се разпадат по-бавно: Ds-279 има период на полуразпад около 180 милисекунди, а Ds-281 — приблизително 11,1 секунди.
Основните режими на разпад за изотопите на дармстадтия са алфа-радиоактивност и спонтанно делене. Наблюдаваните разпади често се регистрират като вериги от алфа-разпади, водещи към по-леки трансуранови ядра.
Синтез и методи на откриване
Дармстадтий се произвежда чрез реакция на сливане-евапорация в ускорители на йони. Типични експерименти използват тежки йони (напр. изотопи на никел или желязо) като снопове, ударящи метални мишени (напр. олово или високообогатен бутилин). При сблъсъка ядрата се сливат за кратко време и чрез излъчване на неутрони се формира ново ядро — изотоп на дармстадтия. Поради много ниските добиви (често няколко атома или дори единични атоми) за откриване се използват специални сепаратори за продуктите на реакцията и чувствителни детектори за регистриране на алфа-частици и разпадни вериги.
Първите убедителни експерименти за елемент 110 бяха проведени в лабораторията GSI в Дармщат през 1994 г. (екипът на Сигурд Хофман и сътрудници). По-късно други лаборатории, включително в Русия и Япония, също регистрираха синтези и разпади на изотопи на този елемент. Официалното наименование "дармстадий" бе прието от международните организации и произлиза от мястото на откриване.
Приложения, безопасност и наличност
- Не са известни практически приложения на дармстадтия извън научните изследвания — той се произвежда в количества от по няколко атома и е силно радиоактивен.
- По същата причина не е известно как изглежда елементът на макроскопично ниво и не е възможно да се изследват негови макроскопични свойства (плотност, точка на топене и т.н.) в лабораторни условия.
- Всички експерименти се извършват с необходимите мерки за радиационна безопасност; поради кратките времена на полуразпад рискът за оператора е контролиран чрез автоматизация и отдалечено управление на оборудването.
Изследователски интерес
Дармстадтий е предмет на теоретични и експериментални изследвания, защото дава информация за границите на ядрената стабилност и за влиянието на релативистичните ефекти върху химията на супер-тежките елементи. Изучаването на неговите разпади и наверигите, до които водят, подпомага разбирането на структурата на ядрата и на възможни „острови на стабилност“ при още по-тежки елементи.
Бележка: В публикациите и научната литература могат да се срещат различни транслитерации и варианти на името (например "дармщадий" или "дармстадий"); в този текст е запазено наименованието и форматирането от предоставения изходен фрагмент.
Дармщат
История
Дармстадтий е направен за първи път на 9 ноември 1994 г. Той е направен в Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) в Дармщат, Германия. Направени са само няколко атома от него. Той е направен чрез бомбардиране на оловна мишена с никел. В резултат на реакцията на ядрен синтез елементът е създаден.
Това се вижда от уравнението по-долу, което представлява протичащата реакция. Pb е символът за олово, Ni е символът за никел, а n е символът за неутрон.
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} \; } 
Елементът е кръстен на Дармщат, където е открит. GSI се намира във Виксхаузен, част от северната част на град Дармщат. Новото име (darmstadtium) е дадено на химичния елемент от IUPAC през август 2003 г.
Въпроси и отговори
Въпрос: Какво е darmstadtium?
О: Дармстадтий е химичен елемент със символ Ds и атомен номер 110.
В: Какви са другите наименования на darmstadtium?
О: Преди това дармщадтият е бил наричан унунилиум (Uun) или ека-платина.
В: Как е наречен darmstadtium?
О: Darmstadtium е кръстен на германския град Darmstadt.
В: Дармстадиумът естествен елемент ли е?
О: Не, дармщадтият е радиоактивен елемент, който не съществува в природата. Той трябва да бъде произведен.
В: Каква е атомната маса на изотопите на darmstadtium с кратък период на полуразпад?
О: Изотопите на darmstadtium с атомна маса от 267 до 273 имат много кратък период на полуразпад, измерван в милисекунди.
В: Какъв е периодът на полуразпад на Ds-279 и Ds-281?
О: Периодът на полуразпад на Ds-279 е 180 милисекунди, а на Ds-281 - 11,1 секунди.
В: Има ли известни приложения на дармстадия?
О: Не са известни употреби на darmstadtium.
