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.