ดาร์มสแตดเป็นองค์ประกอบทางเคมีหนักอยู่ในชุดพิเศษ transactinide ซึ่งเริ่มต้นเพียงหลังจากลอว์เรนเซียมโลหะ มันถูกจัดอยู่ในกลุ่มที่ 10 และช่วงที่ 7 ของตารางธาตุโดยเป็นส่วนประกอบของโลหะนิกเกิลแพลเลเดียมและแพลทินัม
มีสัญลักษณ์ทางเคมี Ds โดยมีเลขอะตอม 110 และมีอะตอมเพียงไม่กี่อะตอมที่ถูกสังเคราะห์จะสลายตัวในทันที มันจึงเป็นองค์ประกอบที่ไม่จีรัง การสังเคราะห์และตรวจจับมันแสดงให้เห็นถึงความสำเร็จในปี 1990 โดยมีกลุ่มนักวิจัยชาวเยอรมันที่ให้เครดิตสำหรับการค้นพบนี้
องค์ประกอบ Darmstadtium ถูกค้นพบที่สถาบัน GSI ของเยอรมันในเมือง Darmstadt ที่มา: Commander-pirx ที่ German Wikipedia
ก่อนที่จะมีการค้นพบและชื่อของมันควรเป็นที่ถกเถียงกันระบบการตั้งชื่อของ IUPAC ได้ตั้งชื่ออย่างเป็นทางการว่า 'ununilio' ซึ่งแปลว่า 'หนึ่ง - หนึ่ง - ศูนย์' เท่ากับ 110 และย้อนกลับไปจากระบบการตั้งชื่อนี้ ตามระบบ Mendeleev ชื่อของมันคือ eka-platinum เนื่องจากคิดว่ามีความคล้ายคลึงทางเคมีกับโลหะนี้
ดาร์มสตัดเทียมเป็นองค์ประกอบที่ไม่เพียงชั่วคราวและไม่เสถียรเท่านั้น แต่ยังมีกัมมันตภาพรังสีสูงด้วยซึ่งนิวเคลียร์สลายไอโซโทปส่วนใหญ่จะปล่อยอนุภาคแอลฟา สิ่งเหล่านี้คือนิวเคลียสของฮีเลียมเปล่า
เนื่องจากอายุการใช้งานที่หายวับไปคุณสมบัติทั้งหมดจึงถูกประมาณไว้และไม่สามารถใช้เพื่อวัตถุประสงค์ใด ๆ โดยเฉพาะ
การค้นพบ
บุญเยอรมัน
ปัญหาเกี่ยวกับการค้นพบดาร์มสตัดเทียมคือทีมนักวิจัยหลายทีมได้ทุ่มเทให้กับการสังเคราะห์เป็นเวลาหลายปีติดต่อกัน ทันทีที่อะตอมของมันถูกสร้างขึ้นมันก็หายไปเป็นอนุภาคที่ถูกฉายรังสี
ดังนั้นคุณจึงไม่สามารถตรวจสอบได้ว่าทีมใดสมควรได้รับเครดิตในการสังเคราะห์เป็นอันดับแรกทั้งที่การตรวจพบว่ามันท้าทายอยู่แล้วสลายตัวเร็วมากและปล่อยผลิตภัณฑ์กัมมันตภาพรังสี
ทีมงานแยกจากศูนย์วิจัยต่อไปนี้ทำงานเกี่ยวกับการสังเคราะห์ดาร์มสตัดเทียม: Central Institute for Nuclear Research in Dubná (จากนั้นก็คือสหภาพโซเวียต), Lawrence Berkeley National Laboratory (สหรัฐอเมริกา) และ Heavy Ion Research Center (ย่อในภาษาเยอรมันว่า GSI)
GSI ตั้งอยู่ในเมืองดาร์มสตัดท์ของเยอรมันซึ่งในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2537 พวกเขาสังเคราะห์ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสี269 Ds ทีมอื่น ๆ สังเคราะห์ไอโซโทปอื่น ๆ : 267 Ds ที่ ICIN และ273 D ที่ LNLB; อย่างไรก็ตามผลลัพธ์ของพวกเขายังไม่ได้ข้อสรุปในสายตาที่สำคัญของ IUPAC
แต่ละทีมได้เสนอชื่อเฉพาะสำหรับองค์ประกอบใหม่นี้: hahnio (ICIN) และ becquerel (LNLB) แต่จากรายงานของ IUPAC ในปี 2544 ทีม GSI ของเยอรมันมีสิทธิ์ตั้งชื่อองค์ประกอบว่า darmstadtium
สังเคราะห์
ดาร์มสตัดเทียมเป็นผลิตภัณฑ์จากการหลอมรวมอะตอมของโลหะ ที่? ตามหลักการแล้ววัตถุที่ค่อนข้างหนักซึ่งทำหน้าที่เป็นเป้าหมายหรือวัตถุประสงค์และแสงอีกอันหนึ่งที่จะถูกทำให้ชนกับแสงแรกด้วยความเร็วเท่ากับหนึ่งในสิบของความเร็วแสงในสุญญากาศ มิฉะนั้นจะไม่สามารถเอาชนะแรงขับไล่ที่มีอยู่ระหว่างนิวเคลียสทั้งสองของมันได้
เมื่อนิวเคลียสทั้งสองชนกันอย่างมีประสิทธิภาพจะเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน โปรตอนเพิ่มขึ้น แต่ชะตากรรมของนิวตรอนแตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น GSI ได้พัฒนาปฏิกิริยานิวเคลียร์ดังต่อไปนี้ซึ่งผลิตอะตอม269 Ds แรก:
ปฏิกิริยานิวเคลียร์สำหรับการสังเคราะห์อะตอมของไอโซโทป 269Ds ที่มา: Gabriel Bolívar
สังเกตว่าโปรตอน (สีแดง) รวมกัน โดยการเปลี่ยนแปลงมวลอะตอมของอะตอมที่ชนกันทำให้ได้ไอโซโทปของดาร์มสตัดเทียมที่แตกต่างกัน ในความเป็นจริง GSI ได้ทำการทดลองกับไอโซโทป64 Ni แทนที่จะเป็น62 Ni ซึ่งพวกมันสังเคราะห์เพียง 9 อะตอมของไอโซโทป271 Ds
GSI สามารถสร้าง 3 อะตอมขนาด269 Ds ได้ แต่หลังจากปฏิบัติการทิ้งระเบิดสามล้านล้านครั้งต่อวินาทีเป็นเวลาหนึ่งสัปดาห์เต็ม ข้อมูลนี้นำเสนอมุมมองที่น่าทึ่งเกี่ยวกับมิติข้อมูลของการทดลองดังกล่าว
โครงสร้างของดาร์มสตัดเทียม
เนื่องจากสามารถสังเคราะห์หรือสร้างอะตอมของดาร์มสตัดเทียมได้เพียงหนึ่งอะตอมต่อสัปดาห์จึงไม่น่าจะมีเพียงพอที่จะสร้างคริสตัลได้ ไม่ต้องพูดถึงไอโซโทปที่เสถียรที่สุดคือ281 Ds ซึ่ง t 1/2มีค่าเพียง 12.7 วินาที
ดังนั้นในการพิจารณาโครงสร้างผลึกนักวิจัยจึงต้องอาศัยการคำนวณและการประมาณการที่พยายามจะเข้าใกล้ภาพที่สมจริงที่สุด ดังนั้นโครงสร้างของดาร์มสตัดเทียมจึงถูกประเมินว่าเป็นลูกบาศก์ที่มีร่างกายเป็นศูนย์กลาง (bcc) ซึ่งแตกต่างจากนิกเกิลแพลเลเดียมและแพลทินัมที่มีน้ำหนักเบาซึ่งมีโครงสร้างลูกบาศก์ (fcc) ที่มีใบหน้าเป็นศูนย์กลาง
ตามทฤษฎีแล้วอิเล็กตรอนวงนอกสุดของวงโคจร 6d และ 7s จะต้องมีส่วนร่วมในพันธะโลหะตามการกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์โดยประมาณ:
5f 14 6d 8 7s 2
อย่างไรก็ตามมีโอกาสน้อยที่จะได้เรียนรู้จากการทดลองเกี่ยวกับคุณสมบัติทางกายภาพของโลหะนี้
คุณสมบัติ
นอกจากนี้ยังมีการประมาณคุณสมบัติอื่น ๆ ของดาร์มสตัดเทียมด้วยเหตุผลเดียวกันกับที่กล่าวถึงสำหรับโครงสร้างของมัน อย่างไรก็ตามการประมาณการเหล่านี้บางส่วนน่าสนใจ ตัวอย่างเช่นดาร์มสตัดเทียมจะเป็นโลหะที่มีตระกูลมากกว่าทองคำและมีความหนาแน่นมากกว่า (34.8 กรัม / ซม. 3 ) มากกว่าออสเมียม (22.59 กรัม / ซม. 3 ) และปรอท (13.6 กรัม / ซม. 3 ) ซม. 3 ).
เกี่ยวกับสถานะออกซิเดชั่นที่เป็นไปได้ของพวกมันมีการประมาณว่าพวกมันจะเป็น +6 (Ds 6+ ), +4 (Ds 4+ ) และ +2 (Ds 2+ ) เท่ากับค่าคอนเจนที่เบากว่า ดังนั้นถ้า281 Ds อะตอมถูกปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นก่อนที่พวกเขาคลายสารประกอบเช่น DSF 6หรือ DSCL 4 จะได้รับ
น่าแปลกที่มีความเป็นไปได้ที่จะสังเคราะห์สารประกอบเหล่านี้ได้เนื่องจาก 12.7 วินาที t 1/2ของ281 Ds นั้นมีเวลามากเกินพอที่จะทำปฏิกิริยา อย่างไรก็ตามข้อเสียเปรียบยังคงอยู่ที่ Ds อะตอมเพียงหนึ่งตัวต่อสัปดาห์ไม่เพียงพอที่จะรวบรวมข้อมูลทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับการวิเคราะห์ทางสถิติ
การประยุกต์ใช้งาน
อีกครั้งเนื่องจากเป็นโลหะที่หายากซึ่งปัจจุบันถูกสังเคราะห์ในอะตอมและปริมาณไม่มากจึงไม่มีการใช้งานที่สงวนไว้สำหรับมัน ไม่ได้อยู่ในอนาคตอันไกลโพ้น
เว้นแต่จะมีการคิดค้นวิธีการเพื่อทำให้ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีเสถียรอะตอมของดาร์มสตัดเทียมจะทำหน้าที่กระตุ้นความอยากรู้อยากเห็นทางวิทยาศาสตร์เท่านั้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีที่เกี่ยวข้องกับฟิสิกส์นิวเคลียร์และเคมี
แต่ถ้าคุณหาวิธีสร้างพวกมันในปริมาณมากแสงจะมากขึ้นในทางเคมีขององค์ประกอบที่หนักเป็นพิเศษและไม่จีรัง
อ้างอิง
- ตัวสั่นและแอตกินส์ (2008) เคมีอนินทรีย์. (พิมพ์ครั้งที่สี่). Mc Graw Hill
- วิกิพีเดีย (2020) ดาร์มสแตด สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
- สตีฟแกกนอน (เอสเอฟ) ธาตุ Darmstadtium แหล่งข้อมูลของ Jefferson Lab สืบค้นจาก: education.jlab.org
- ศูนย์ข้อมูลเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ (2020) ดาร์มสแตด ฐานข้อมูล PubChem สืบค้นจาก: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Brian Clegg (15 ธันวาคม 2562). ดาร์มสแตด เคมีในองค์ประกอบ ดึงมาจาก: chemistryworld.com