Darmstadcium (Ds) - prvek 110: vlastnosti, izotopy a výroba
Darmstadcium (Ds, prvek 110): radioaktivní transuran s krátkými poločasy, izotopy Ds-279/281, syntéza v laboratoři, vlastnosti a výroba — historie a současné poznatky.
Darmstadcium je syntetický, silně radioaktivní chemický prvek se symbolem Ds a atomovým číslem 110. Dříve byl označován jako ununnilium (Uun) nebo eka-platina, než mu Mezinárodní unie pro čistou a aplikovanou chemii (IUPAC) v roce 2003 přidělila jméno podle německého města Darmstadt, kde byl prvek poprvé syntetizován.
Objev a pojmenování
První experimentální důkazy o existenci prvku 110 pocházejí z laboratoří GSI Helmholtzova centra pro těžké iontové výzkumy v Darmstadtu. Prvek byl poprvé hlášen v roce 1994 a jeho objeviteli jsou výzkumníci z GSI, kteří jako první vytvořili atomy darmstadcia v jaderných fúzních experimentech. Název darmstadcium odkazuje na místo objevu.
Izotopy a rozpad
Darmstadcium se v přírodě nevyskytuje a všechny jeho izotopy jsou radioaktivní a velmi krátce žijící. Byly detekovány izotopy s atomovou hmotností přibližně 267–281 (a v některých experimentech i další blízká jaderná čísla). Izotopy v rozsahu 267–273 mají velmi krátké poločasy rozpadu, které se často měří v milisekundách. Později byly syntetizovány i těžší nuklidy, např. Ds-279 a Ds-281; tyto izotopy se rozpadají pomaleji než lehčí formy. Izotop Ds-279 má poločas rozpadu přibližně 180 milisekund a Ds-281 byl naměřen s poločasem ≈ 11,1 sekundy.
Hlavními režimy rozpadu darmstadcia jsou alfa rozpad (často vedoucí k izotopům hassia — elementu 108) a spontánní štěpení. V experimentech se jednotlivé atomy detekují podle charakteristických energetických podpisů a sledováním řetězců rozpadů do známějších dceřiných nuklidů.
Výroba v laboratoři
Darmstadcium se vyrábí pouze uměle v urychlovačích částic při tzv. fúzně-evaporačních reakcích. Typickým postupem je bombardování těžkých jader (např. olova nebo bizmutu) svazky iontů niklu nebo jiných lehčích těžkých iontů. Experimenty v Darmstadtu používaly vysoce intenzívní svazky a separátory k oddělení vzniklých atomů (např. separátor SHIP), následované detekcí rozpadových částic v citlivých detektorech. Každý parciální výtěžek je extrémně nízký — často jde o jednotky nebo jen několik atomů vytvořených za celé měsíce měření.
Chemické a fyzikální vlastnosti
Přesné fyzikální a chemické vlastnosti darmstadcia nejsou známy, protože množství vytvořeného materiálu nikdy nebylo dostatečné k přímému zkoumání makroskopických vlastností. Na základě jeho polohy v periodické tabulce (skupina 10, 7. perioda) se předpokládá, že bude homologem platiny a vykazovat kovový charakter. Teoretické výpočty naznačují, že by mohl mít vlastnosti podobné platině nebo hassiu, ale s významným vlivem relativistických efektů, které u těžkých prvků mění energii elektronových orbitalů a tím i chemické chování.
Teoretické předpovědi elektronové konfigurace a oxidačních stavů se liší podle metod výpočtu; obvyklé předpoklady počítají se stabilními oxidačními stavy podobnými Pt (např. 0, +2, +4), avšak přesné chemické reakce a sloučeniny nejsou experimentálně potvrzeny.
Použití a bezpečnost
Žádné praktické využití darmstadcia není známo kvůli extrémně krátkým poločasům rozpadu a velmi nízkým množstvím, která jsou experimentálně dostupná. Chemické i technologické aplikace nejsou realizovatelné. Jako u ostatních supertěžkých prvků jsou jednotlivé atomy vysoce radioaktivní, a práce s nimi probíhá v přísně řízených podmínkách s odpovídající radiační ochranou.
Stručně řečeno: darmstadcium je uměle vytvořený, radioaktivní prvek pojmenovaný podle Darmstadtu, známý jen z jednotlivých atomů a řetězců rozpadů. Jeho nejstabilnější detekované izotopy (např. Ds-281) mají poločasy rozpadu v řádu sekund, zatímco většina izotopů se rozpadá mnohem rychleji.
Darmstadt
Historie
Darmstadtium bylo poprvé vyrobeno 9. listopadu 1994. Bylo vyrobeno v Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) v německém Darmstadtu. Bylo vyrobeno pouze několik jeho atomů. Bylo vyrobeno bombardováním olověného terče niklem. Došlo k jaderné fúzní reakci a vznikl tento prvek.
To ukazuje níže uvedená rovnice, která je reakcí, k níž došlo. Pb je symbol pro olovo, Ni je symbol pro nikl a n je symbol pro 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} \; } 
Prvek byl pojmenován podle Darmstadtu, kde byl objeven. GSI se nachází ve Wixhausenu, v severní části města Darmstadt. Nový název (darmstadtium) byl chemickému prvku přidělen IUPAC v srpnu 2003.
Otázky a odpovědi
Otázka: Co je darmstadtium?
Odpověď: Darmstadtium je chemický prvek se symbolem Ds a atomovým číslem 110.
Otázka: Jaké jsou další názvy darmstadcia?
Odpověď: Darmstadtium se dříve nazývalo ununnilium (Uun) nebo eka-platina.
Otázka: Jak bylo darmstadcium pojmenováno?
Odpověď: Darmstadtium bylo pojmenováno podle německého města Darmstadt.
Otázka: Je darmstadcium přírodní prvek?
Odpověď: Ne, darmstadcium je radioaktivní prvek, který se v přírodě nevyskytuje. Musí se vyrobit.
Otázka: Jaká je atomová hmotnost izotopů darmstadcia s krátkým poločasem rozpadu?
Odpověď: Izotopy darmstadcia s atomovou hmotností 267 až 273 mají velmi krátké poločasy rozpadu, které se měří v milisekundách.
Otázka: Jaké jsou poločasy rozpadu Ds-279 a Ds-281?
Odpověď: Ds-279 má poločas rozpadu 180 milisekund a Ds-281 má poločas rozpadu 11,1 sekundy.
Otázka: Jsou známa nějaká použití darmstadcia?
Odpověď: Není známo žádné použití darmstadcia.
Vyhledávání