Il darmstadtium È un elemento chimico ultra pesante situato nella serie delle transattinidi, che inizia subito dopo il metallo di Lawrence. Si trova nello specifico nel gruppo 10 e periodo 7 della tavola periodica, essendo congeneri dei metalli nichel, palladio e platino.
Il suo simbolo chimico è Ds, con un numero atomico di 110, ei suoi pochissimi atomi che sono stati sintetizzati si decompongono praticamente all'istante. È quindi un elemento effimero. Sintetizzarlo e rilevarlo ha rappresentato un'impresa negli anni '90, con un gruppo di ricercatori tedeschi che si è preso il merito della sua scoperta..
Prima della sua scoperta e di quale fosse il suo nome da discutere, il sistema di nomenclatura IUPAC lo aveva formalmente chiamato 'ununilio', che significa 'uno-uno-zero', pari a 110. E più indietro rispetto a questa nomenclatura, secondo il sistema di Mendeleev, il suo nome era eka-platino perché è ritenuto chimicamente analogo a questo metallo.
Il darmstadio è un elemento non solo effimero e instabile, ma anche altamente radioattivo, nel cui decadimento nucleare la maggior parte dei suoi isotopi rilascia particelle alfa; questi sono nuclei di elio spogli.
A causa della sua durata fugace, tutte le sue proprietà sono stimate e non può mai essere utilizzato per uno scopo particolare..
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Il problema che circonda la scoperta del darmstadio era che diversi gruppi di ricercatori si erano dedicati alla sua sintesi negli anni successivi. Non appena il suo atomo si è formato, è svanito in particelle irradiate.
Pertanto, non è stato possibile armeggiare su quale delle squadre meritasse il merito di averlo sintetizzato per primo, quando anche solo rilevarlo era già una sfida, decadendo così velocemente e rilasciando prodotti radioattivi..
Nella sintesi del darmstadio, i team dei seguenti centri di ricerca hanno lavorato separatamente: Istituto centrale per la ricerca nucleare a Dubná (allora Unione Sovietica), Lawrence Berkeley National Laboratory (Stati Uniti) e Heavy Ion Research Center (abbreviato in tedesco come GSI).
Il GSI si trova nella città tedesca di Darmstadt, dove nel novembre 1994 hanno sintetizzato l'isotopo radioattivo 269Ds. Le altre squadre hanno sintetizzato altri isotopi: 267Ds nell'ICIN e 273Ds nell'LNLB; tuttavia, i loro risultati non erano stati conclusivi agli occhi critici della IUPAC.
Ogni squadra aveva proposto un nome particolare per questo nuovo elemento: hahnio (ICIN) e becquerel (LNLB). Ma a seguito di un rapporto IUPAC nel 2001, il team tedesco GSI aveva il diritto di nominare l'elemento darmstadtium..
Il darmstadio è il prodotto della fusione di atomi di metallo. Quale? In linea di principio, uno relativamente pesante che funge da bersaglio o obiettivo, e un altro leggero che verrà fatto scontrare con il primo ad una velocità pari a un decimo della velocità della luce nel vuoto; altrimenti, le repulsioni esistenti tra i suoi due nuclei non potrebbero essere superate.
Una volta che i due nuclei si scontrano in modo efficiente, si verificherà una reazione di fusione nucleare. I protoni si sommano, ma il destino dei neutroni è diverso. Ad esempio, il GSI ha sviluppato la seguente reazione nucleare, di cui è stato prodotto il primo atomo 269Ds:
Nota che i protoni (in rosso) si sommano. Variando le masse atomiche degli atomi in collisione, si ottengono diversi isotopi di darmstadio. In effetti, il GSI ha condotto esperimenti con l'isotopo 64Non al posto di 62Ni, di cui sono stati sintetizzati solo 9 atomi dell'isotopo 271Ds.
Il GSI è riuscito a creare 3 atomi di 269Ds, ma dopo aver eseguito tre trilioni di bombardamenti al secondo per un'intera settimana. Questi dati offrono una prospettiva schiacciante delle dimensioni di tali esperimenti..
Poiché solo un atomo di darmstadio può essere sintetizzato o creato a settimana, è improbabile che ce ne saranno abbastanza per stabilire un cristallo; per non parlare del fatto che l'isotopo più stabile è 281Gd, di cui t1/2 ci vogliono solo 12,7 secondi.
Pertanto, per determinare la sua struttura cristallina, i ricercatori si basano su calcoli e stime che cercano di avvicinarsi al quadro più realistico. Pertanto, la struttura del darmstadio è stata stimata essere cubica centrata sul corpo (bcc); a differenza dei loro congeneri più leggeri nichel, palladio e platino, con strutture cubiche centrate sulla faccia (fcc).
In teoria, gli elettroni più esterni degli orbitali 6d e 7s devono partecipare al loro legame metallico, secondo la loro configurazione elettronica anche stimata:
[Rn] 5f146d87sDue
Tuttavia, è probabile che poco si sappia sperimentalmente sulle proprietà fisiche di questo metallo..
Si stimano anche le altre proprietà del darmstadio, per le stesse ragioni citate per la sua struttura. Tuttavia, alcune di queste stime sono interessanti. Ad esempio, il darmstadio sarebbe un metallo ancora più nobile dell'oro, oltre che molto più denso (34,8 g / cm3) rispetto all'osmio (22,59 g / cm3) e mercurio (13,6 g / cm3).
Per quanto riguarda i suoi possibili stati di ossidazione, è stato stimato che sarebbero +6 (Ds6+), +4 (Ds4+) e +2 (DsDue+), uguali a quelle dei loro congeneri più leggeri. Pertanto, se gli atomi di 281Ds prima che si disintegrino, si otterrebbero composti come DsF6 o DsCl4.
Sorprendentemente, c'è una probabilità di sintetizzare questi composti, perché 12,7 secondi, il t1/2 di 281Dio, questo è più che sufficiente per eseguire le reazioni. Tuttavia, lo svantaggio continua ad essere che un solo atomo Ds alla settimana è insufficiente per raccogliere tutti i dati necessari per l'analisi statistica..
Anche in questo caso, essendo un metallo così raro, attualmente sintetizzato in quantità atomiche e non massicce, non è riservato alcun uso; nemmeno in un lontano futuro.
A meno che non venga inventato un metodo per stabilizzare i loro isotopi radioattivi, gli atomi di darmstadio serviranno solo a suscitare curiosità scientifica, soprattutto per quanto riguarda la fisica nucleare e la chimica..
Ma se trovi un modo per crearli in grandi quantità, verrà fatta più luce sulla chimica di questo elemento ultra pesante e di breve durata..
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