Darmstadtium (Ds, Z=110) – radioaktiivinen transuraaninen alkuaine
Darmstadtium (Ds, Z=110) — radioaktiivinen, synteettinen transuraaninen alkuaine. Harvinaiset, lyhytikäiset isotoopit ja syntetisaatiot (mm. Ds-279, Ds-281) kiinnostavat tutkijoita.
Darmstadtium on kemiallinen alkuaine. Sitä on kutsuttu aiemmin ununniliumiksi (Uun) ja eka-platinaksi, mutta nykyinen virallinen nimi on darmstadtium. Sen symboli on Ds ja järjestysluku on 110. Darmstadtium kuuluu raskaisiin siirtymämetalleihin ja sijoittuu jaksollisen järjestelmän 10. ryhmään ja 7. jaksoon. Se on yksi transuraanisista alkuaineista, eli sitä ei esiinny luonnossa vaan se on synteettinen.
Löytö ja nimeäminen
Elementti nimettiin saksalaisen Darmstadtin kaupungin mukaan, koska ensimmäiset atomit syntetisoitiin Darmstadtin GSI- tutkimuskeskuksessa (Helmholtz Centre for Heavy Ion Research). Ensimmäiset kokeelliset havainnot tehtiin 1990-luvulla ja nimeksi ehdotettiin myöhemmin darmstadtium; IUPAC hyväksyi nimen virallisesti 2003. Darmstadtiumin löytäjiksi luetaan GSI:n raskasioni- fuusioita tehnyt tutkijaryhmä.
Syntetisointi ja tuotanto
Darmstadtiumia valmistetaan vain laboratorio-olosuhteissa raskaiden ionien fuusioreaktioissa. Tyypillinen menetelmä on kohdeytimen pommittaminen kevyemmillä ioneilla niin että tapahtuu fuusio ja samalla irtoaa muutama neutroni (fuusio-evaporaatio). Tuotetut atomit ovat erittäin harvinaisia — usein syntyy vain muutama yksittäinen atomi tai hyvin pieni joukko — ja ne havaitaan erityisillä detektoritekniikoilla, jotka rekisteröivät hajoamistapahtumia.
Isotoopit ja hajoaminen
Isotooppeja darmstadtiumin eri massaluvuilla on todettu useita; tunnetut isotoopit sijoittuvat noin massalukujen 267–281 välille (ja joidenkin kokeiden yhteydessä raportoituja muita nuklidipopulaatioita). Useimpien kevyempien darmstadtiumin isotooppien puoliintumisajat ovat hyvin lyhyitä: monien puoliintumisaika mitataan millisekunneissa tai sekuntien murto-osissa. Näistä DS-279 ja DS-281 erottuvat pidemmillä puoliintumisajoillaan: isotoopin, jonka atomimassa on 279, puoliintumisaika on noin 180 millisekuntia ja Ds-281:n puoliintumisaika noin 11,1 sekuntia. Darmstadtiumin radionuklidit hajoavat ensisijaisesti alfahajoamalla tai spontaanilla fissioitumisella.
Ominaisuudet ja kemia
Darmstadtiumin pysyviä makroskooppisia määriä ei ole saatavilla, joten sen fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet perustuvat teoreettisiin laskelmiin ja ryhmän 10 homologioihin (kuten platina). Ennusteiden mukaan darmstadtium on metallinen ja hyvin tiheä raskasmetalli, ja sen kemia muistuttaisi platinan kaltaista käyttäytymistä. Relativistiset elektronivaikutukset (johtuen korkeasta ydinsähkövarauksesta) vaikuttavat kuitenkin elektronirakenteeseen ja voivat muuttaa odotettuja ominaisuuksia, joten yksityiskohdat (esim. elektronikonfiguraatio ja oksidaatiotilat) ovat osittain ennustettuja eivätkä täysin varmistettuja kokeellisesti.
Käyttö ja turvallisuus
Darmstadtiumille ei ole tunnettua teollista tai kaupallista käyttötarkoitusta johtuen erittäin lyhyistä puoliintumisajoista ja rajoitetusta tuotannosta. Sillä on arvoa ainoastaan perusfysiikan ja ydinreaktioiden tutkimuksessa: sen avulla tutkitaan ydinrakennetta, fuusiomekanismeja ja raskaan alkuaineen kemiaa. Koska kaikki darmstadtiumat ovat radioaktiivisia ja hyvin lyhytikäisiä, niihin liittyy radiologinen vaaratekijä — käsittely tapahtuu suljetuissa ja erikoisvarustelluissa laboratorioympäristöissä ja vain hyvin pieniä määriä.
Darmstadtiumin ulkonäöstä ei ole suoraa havaintoa, koska sitä ei ole tuotettu riittävästi ihmisen silmin nähtäväksi. Sen kemiallisia ominaisuuksia selvitetään edelleen kokeellisin ja teoreettisin menetelmin.
Darmstadt
Historia
Darmstadtium valmistettiin ensimmäisen kerran 9. marraskuuta 1994. Se valmistettiin Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) -laitoksessa Darmstadtissa, Saksassa. Sitä valmistettiin vain muutama atomi. Se valmistettiin pommittamalla lyijykohdetta nikkelillä. Ydinfuusioreaktio tapahtui ja synnytti alkuaineen.
Tämä käy ilmi alla olevasta yhtälöstä, joka kuvaa tapahtunutta reaktiota. Pb on lyijyn symboli, Ni on nikkelin symboli ja n on neutronin symboli.
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} \neliö \rightarrow \neliö {269 \atop 110}\mathrm {Ds} +{1 \atop 0}\mathrm {n} \; } 
Alkuaine on nimetty Darmstadtin mukaan, jossa se löydettiin. GSI sijaitsee Wixhausenissa, Darmstadtin kaupungin pohjoispuolella. IUPAC antoi alkuaineelle uuden nimen (darmstadtium) elokuussa 2003.
Kysymyksiä ja vastauksia
Q: Mikä on darmstadtium?
A: Darmstadtium on kemiallinen alkuaine, jonka symboli on Ds ja atomiluku 110.
K: Mitkä ovat darmstadtiumin muut nimet?
V: Darmstadtiumia on aiemmin kutsuttu nimellä ununnilium (Uun) tai eka-platina.
K: Miten darmstadtium nimettiin?
V: Darmstadtium nimettiin saksalaisen Darmstadtin kaupungin mukaan.
K: Onko darmstadtium luonnollinen alkuaine?
V: Ei, darmstadtium on radioaktiivinen alkuaine, jota ei esiinny luonnossa. Se on valmistettava.
Kysymys: Mikä on darmstadtiumin lyhyt puoliintumisaikaisten isotooppien atomimassa?
V: Darmstadtiumin isotooppien, joiden atomimassat ovat 267-273, puoliintumisaika on hyvin lyhyt, millisekunneissa mitattuna.
K: Mitkä ovat Ds-279:n ja Ds-281:n puoliintumisajat?
V: Ds-279:n puoliintumisaika on 180 millisekuntia ja Ds-281:n puoliintumisaika 11,1 sekuntia.
K: Onko darmstadtiumilla tunnettuja käyttötarkoituksia?
V: Darmstadtiumilla ei ole tunnettuja käyttötarkoituksia.
Etsiä