Википедија

Darmštatijum

Darmštatijum (Ds, lat. darmstadtium), do 16. avgusta 2003. godine pod nazivom ununnilijum (Uun) [kada je na 42. generalnoj skupštini IUPAC-a u Otavi dato novo ime],[6] verovatno je prelazni metal.[7] Ime je dobio po nemačkom gradu Darmštatu. Do sada je dobijeno samo nekoliko njegovih atoma putem fuzije izotopa olova i nikla.

Darmštatijum
Opšta svojstva
Ime, simboldarmštatijum, Ds
U periodnom sistemu
Vodonik Helijum
Litijum Berilijum Bor Ugljenik Azot Kiseonik Fluor Neon
Natrijum Magnezijum Aluminijum Silicijum Fosfor Sumpor Hlor Argon
Kalijum Kalcijum Skandijum Titanijum Vanadijum Hrom Mangan Gvožđe Kobalt Nikl Bakar Cink Galijum Germanijum Arsen Selen Brom Kripton
Rubidijum Stroncijum Itrijum Cirkonijum Niobijum Molibden Tehnecijum Rutenijum Rodijum Paladijum Srebro Kadmijum Indijum Kalaj Antimon Telur Jod Ksenon
Cezijum Barijum Lantan Cerijum Prazeodijum Neodijum Prometijum Samarijum Evropijum Gadolinijum Terbijum Disprozijum Holmijum Erbijum Tulijum Iterbijum Lutecijum Hafnijum Tantal Volfram Renijum Osmijum Iridijum Platina Zlato Živa Talijum Olovo Bizmut Polonijum Astat Radon
Francijum Radijum Aktinijum Torijum Protaktinijum Uranijum Neptunijum Plutonijum Americijum Kirijum Berklijum Kalifornijum Ajnštajnijum Fermijum Mendeljevijum Nobelijum Lorencijum Raderfordijum Dubnijum Siborgijum Borijum Hasijum Majtnerijum Darmštatijum Rendgenijum Kopernicijum Nihonijum Flerovijum Moskovijum Livermorijum Tenesin Oganeson
Pt
↑
Ds
↓
(Uhq)
majtnerijum ← darmštatijum → rendgenijum ‍
Atomski broj (Z)110
Grupa, periodagrupa 10, perioda 7
Blokd-blok
Kategorija  nepoznato
Rel. at. masa (Ar)281,16451[1]
Maseni broj281 (najstabilniji izotop)
El. konfiguracija
po ljuskama
2, 8, 18, 32, 32, 16, 2 (predviđeno)[2]
Fizička svojstva
Agregatno stanječvrsto (predviđeno)[3]
Gustina pri s.t.34,8 g/cm3 (predviđeno)[2]
Atomska svojstva
Energije jonizacije1: 960 kJ/mol
2: 1890 kJ/mol
3: 3030 kJ/mol
(ostale) (sve je procenjeno)[2]
Atomski radijus132 pm (predviđeno)[2][4]
Kovalentni radijus128 pm (procenjeno)[5]
Ostalo
Kristalna struktura ​unutrašnjecentr. kubična (BCC)
Unutrašnjecentr. kubična (BCC) kristalna struktura za darmštatijum

(predviđeno)[3]
CAS broj54083-77-1
Istorija
Imenovanjepo Darmštatu, Nemačka, gde je otkriven
OtkrićeGSI Helmholc centar za istraživanje teških jona (1994)
Glavni izotopi
izotop rasp. pž. (t1/2) TR PR
279Ds syn 0,2 s 10% α 275Hs
90% SF
281Ds syn 14 s 94% SF
6% α 277Hs
reference • Vikipodaci

Darmštatijum je ekstremno radioaktivni sintetički hemijski element. Najstabilniji poznati izotop mu je darmštatijum-281, čije vreme poluraspada iznosi oko deset sekundi.[8] Ovaj element prvi put je sintetisan 1994. godine u Centru za istraživanje teških jona GSI Helmholc u blizini nemačkog grada Darmštata, po kojem je i dobio ime. U periodnom sistemu nalazi se u d-bloku transaktinoidnih elemenata. Član je sedme periode PSE a nalazi se u 10. grupi hemijskih elemenata, iako nisu provedeni hemijski eksperimenti kojim bi se dokazalo da se darmštatijum ponaša kao teži homolog platine u grupi 10, odnosno kao osmi član 6d serije prelaznih metala. Izračuni pokazuju da bi darmštatijum trebao imati slične osobine kao njegovi lakši homolozi: nikl, paladijum i platina.

Istorija uredi

Otkriće uredi

Darmštatijum je prvi put dobijen 9. novembra 1994. godine na Institutu za istraživanje teških jona (nem. Gesellschaft für Schwerionenforschung, GSI) u Darmštatu, Nemačka. Sintetisali su ga naučnici Peter Armbruster i Gotfrid Mincenberg, a Sigurd Hofman je bio vođa tima. Tim naučnika je bombardovao metu sačinjenu od izotopa olova-208 sa ubrzanim jezgrima izotopa nikla-62 u ubrzivaču teških jona. Pri tom su uspeli da detektuju jedan atom izotopa darmštatijuma-269:[9]

208
82Pb + 62
28Ni → 269
110Ds + 1
0n

Tokom iste serije eksperimenata, isti tim je takođe izveo reakciju, ali pomoću težih jona nikla, odnosno izotopa Ni-64. Tokom dva pokušaja, dokazan je nastanak devet atoma izotopa 271Ds, putem korelacije osobina poznatih izotopa na koje se ovaj izotop dalje raspao:[10]

208
82Pb + 64
28Ni → 271
110Ds + 1
0n

Pre ovih eksperimenata, pokušaji sinteze ovog elementa 1986. i 1987. na Zajedničkom institutu za nuklearna istraživanja u Dubni, Rusija (tada u SSSR) nisu uspeli, a ponovljeni su na GSI 1990. godine. Osim toga, izvršeni su pokušaji 1995. godine na Nacionalnoj laboratoriji Lovrens Berkli gde su zapaženi znakovi koji su sugerisali, ali ne i nedvosmisleno dokazivali, da postoji novi izotop 267Ds nastao bombardovanjem bizmuta 209Bi jonima kobalta 59Co, dok su slični nedokazani pokušaji 1994. izvedeni na JINR pokazali znakove da je nastao izotop 273Ds u nuklearnoj reakciji plutonijuma 244Pu i sumpora 34S. Svaki tim naučnika predložio je vlastito ime za element 110: američki tim predložio je hahnijum po naučniku Hanu,[11] pokušavši da reši situaciju oko elementa 105 (dubnijum, za koji su dugo vremena tražili da se ovako nazove), dok je ruski tim predložio ime berklijum po Anriju Bekerelu,[12] a nemački tim darmštatijum po istoimenom gradu, gde se nalazi njihov istraživački institut.[13] Zajednička komisija IUPAC/IUPAP (JWP) iskazala je čast nemačkom timu pri GSI kao otkrivačima novog elementa u svom izvještaju iz 2001, čime su njima dali prvenstvo za davanje imena elementu.[14]

Imenovanje uredi

Koristeći Mendeljejevu nomenklaturu za neimenovane i neotkrivene elemente, darmštatijum je bio poznat pod nazivom eka-platina. Godine 1979. IUPAC je objavio svoje preporuke prema kojim se element trebao zvati ununilijum (zajedno sa odgovarajućim simblom Uun),[15] što predstavlja privremeno, sistematsko ime za element do njegovog zvaničnog otkrića (i potvrde tog otkrića), nakon čega se pristupa odlučivanju o stalnom imenu. Iako se dosta koristilo u naučnoj zajednici na svim nivoima, od katedri za hemiju do naprednih knjiga i priručnika, preporuke IUPAC su vrlo često ignorisane među naučnicima iz ove oblasti, koji su ga zvali „element 110”, sa simbolom E110, (110) ili često samo 110.[16]

Naziv darmštatijum (Ds) predložio je tim GSI u čast grada Darmštata, gde je element zvanično otkriven.[17][18] Prvobitno je nemački tim razmatrao i naziv wixhausij za ovaj element, prema nazivu predgrađa Darmštata poznatog kao Vikshausen gde se nalazi GSI institut, ali je ipak prihvaćen današnji naziv darmštatijum.[19] Novo ime za element zvanično je odobrio IUPAC 16. augusta 2003. godine.[17] Takođe, postojali su i neki smešni i neobični predlozi poput naziva policijum, pošto je u Nemačkoj 110 broj telefona za hitne policijske slučajeve.[20]

Osobine uredi

Hemijske uredi

Darmštatijum je osmi član 6d serije prelaznih metala. Od kada je dokazano da je kopernicijum (element 112) prelazni metal, naučnici su očekivali da će svi elementi počev od atomskog broja 104 do 111 nastaviti četvrtu seriju prelaznih metala, sa darmštatijumom kao delom platinske grupe metala,[18] i mogućim plemenitim metalom.[16] Proračuni njegovih potencijala jonizacije te atomskog i jonskog radijusa pokazali su da su oni slični kao i kod njegovog homologa platine, što je ukazivalo da bi osnovne osobine darmštatijuma mogle biti dosta slične onima kod drugih elemenata 10. grupe: nikla, paladijuma i platine.[16]

Međutim, predviđanja o mogućim hemijskim osobinama darmštatijuma nisu privukla značajniju pažnju među naučnicima. Za darmštatijum se očekuje da bi mogao biti plemeniti metal. Na osnovu najstabilnijih oksidacioni stanja lakših elemenata iz 10. grupe, predviđena oksidaciona stanja darmštatijuma mogla bi biti +6, +4 i +2, mada se predviđa da bi najstabilnije stanje u vodenim rastvorima moglo biti neutralno stanje. Poređenja radi, poznato je da samo paladijum i platina mogu imati najviše oksidaciono stanje u grupi, +6, dok su najstabilnija stanja za nikl i paladijum +4 i +2. Dalje, očekuje se da bi maksimalna oksidaciona stanja elemenata od borijuma (element 107) do darmštatijuma (110) mogla biti stabilna u gasovitom stanju, ali ne i u vodenom rastvoru.[16] Za jedinjenje darmštatijum heksafluorid (DsF6) predviđa se da bi mogao imati slične osobine kao i njegov lakši homolog platina heksafluorid (PtF6), sa veoma sličnim elektronskim strukturama i jonizacijskim potencijalima.[16][21][22] Takođe, očekuje se da bi imao i sličnu oktaedarsku geometriju molekula kao i PtF6.[23] Ostala pretpostavljena jedinjenja darmštatijuma su darmštatijum-karbid (DsC) i darmštatijum-tetrahlorid DsCl
4, za koja se očekuje da bi se mogli ponašati kao njihovi lakši homolozi.[23] Za razliku od platine, koja preferencijalno gradi cijanidne komplekse sa oksidacionim stanjem +2, Pt(CN)2, za darmštatijum se očekuje da preferencijalno ostane u svom neutralnom stanju i gradi Ds(CN)2−
2, sa veoma snažnom Ds–C vezom i karakterom nekih višestrukih veza.[24]

Fizičke i atomske uredi

Za darmštatijum se očekuje da je u čvrstom agregatnom stanju u normalnim uslovima temperature i pritiska te da se kristalizuje u kubnoj prostorno-centriranoj strukturi, za razliku od svojih lakših kongenera koji se kristalizuju u kubnoj prostorno-centriranoj strukturi, iz razloga što se očekuje da darmštatijum ima različite gustine elektronskog naboja od svojih lakših kongenera.[25] Očekuje se da bi darmštatijum mogao biti veoma teški metal, gustine od oko 34,8 g/cm3. Najgušći poznati element čija je gustina precizno izmerena je osmijum sa „samo” 22,61 g/cm3.[16] Ove proćene za darmštatijum polaze od njegove velike atomske težine, efekta kontrakcije lantanoida i aktinoida i relativističkih efekata kvantne hemije, ali problem leži u činjenici da bi proizvodnja dovoljnih količina darmštatijuma kako bi se izmerila njegova gustina bila veoma nepraktična, a uzorak bi se vrlo brzo raspao na druge elemente.[16]

Proračuni elektronske konfiguracije darmštatijuma pokazuju da bi ona mogla biti 6d87s2, čime se poštuje Aufbau princip, a ne sledi spoljnu elektronsku konfiguraciju platine koja glasi 5d96s1. Ovo se objašnjava relativističkom stabilizacijom elektronskog para 7s2 duž cele sedme periode, tako da se za niti jedan element od atomskog broja 104 do 112 ne očekuje da njihove elektronske konfiguracije narušavaju Aufbau princip. Procenjuje se da bi atomski radijus darmštatijuma mogao iznositi oko 132 pm.[16]

Izotopi uredi

Darmštatijum nema stabilnih izotopa niti izotopa koji se javljaju u prirodi. Do danas u laboratorijama je sintetizovano nekoliko radioaktivnih izotopa, bilo fuzijom dva atoma ili ispitivanjem lanca raspada težih sintetičkih elemenata. Otkriveno je i dokazano devet različitih izotopa darmštatijuma sa atomskim masama 267, 269–271, 273, 277 i 279–281, iako postojanje izotopa Ds-267 i Ds-280 do danas nije potvrđeno. Za dva izotopa, Ds-270 i Ds-271, poznato je da imaju metastabilna stanja. Većina ovih izotopa raspada se pretežno alfa-raspadom, mada se neki raspadaju i spontanom fisijom.[26]

Stabilnost i vreme poluraspada uredi

Svi izotopi elementa su ekstremno nestabilni i radioaktivni, a generalno su teži izotopi neznatno stabilniji od lakših. Najstabilniji do danas poznati izotop darmštatijuma je 281Ds, ujedno je i najteži poznati izotop. Njegovo vreme poluraspada iznosi 11 sekundi. Izotop 279Ds ima vreme poluraspada od 0,18 sekundi. Ostalih šest izotopa kao i dva metastabilna stanja imaju vremena poluraspada koja se kreću od jedne mikrosekunde do 70 milisekundi.[26] Za neke nepoznate izotope u ovom regionu tabele nuklida, poput 272Ds i 274–276Ds, predviđa se da mogli imati „relativno” duža vremena poluraspada u rasponu od nekoliko sekundi.[26][27] Pre njegovog otkrića, za izotop 277Ds se predviđalo da bi mogao imati vreme poluraspada od oko pet sekundi, ali nakon otkrića izmereno vreme poluraspada iznosilo je samo 5,7 milisekundi.[26] Slično tome, za izotop 280Ds je takođe ranije pretpostavljeno da bi njegovo vreme poluraspada moglo iznositi oko 11 sekundi, ali je jednom studijom iz 2015. otkriveno postojanje „kćerke” izotopa 280Rg koja se raspada elektronskim zahvatom a vreme poluraspada iznosilo mu je kraće od sekunde.[28] Studije iz 2014. i 2016. pronašle su isti izotop kao moguću „kćerku” izotopa 284Cn koja se raspada alfa raspadom a vreme poluraspada mu iznosi oko 6,7 ms.[29]

Za neotkriveni izotop 284Ds predviđa se da bi bio najstabilniji i da bi se mogao raspadati beta raspadom;[30] međutim, do danas nije poznat niti jedan izotop darmštatijuma koji se raspada ovim raspadom.[26] Teoretski proračuni modela kvantnog tunela dali su eksperimentalne podatke vremena poluraspada alfa raspadom za, do danas, poznate izotope elementa.[31][32] Takođe se predviđa da bi se, još neotkriveni, izotop 294Ds, koji ima magični broj neutrona (184),[16] mogao raspadati alfa raspadom i imati vreme poluraspada u rasponu od oko 311 godina, a istim pristupom predviđanja pokazuju da bi se „nemagični” izotop 293Ds mogao takođe raspadati alfa raspadom sa vremenom poluraspada u rasponu od oko 3.500 godina.[33][34]

Reference uredi

  1. ^ Meija, J.; et al. (2016). „Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)”. Pure and Applied Chemistry. 88 (3): 265—291. doi:10.1515/pac-2015-0305. 
  2. ^ a b v g Hoffman, Darleane C.; Lee, Diana M.; Pershina, Valeria (2006). "Transactinides and the future elements". In Morss; Edelstein, Norman M.; Fuger, Jean (eds.). The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements (3rd izd.). Dordrecht, The Netherlands. ISBN 978-1-4020-3555-5. 
  3. ^ a b Östlin, A.; Vitos, L. (2011). „First-principles calculation of the structural stability of 6d transition metals”. Physical Review B. 84 (11). Bibcode:2011PhRvB..84k3104O. doi:10.1103/PhysRevB.84.113104. 
  4. ^ Fricke, Burkhard (1975). „Superheavy elements: a prediction of their chemical and physical properties”. Recent Impact of Physics on Inorganic Chemistry. 21: 89—144. doi:10.1007/BFb0116498. Pristupljeno 4. 10. 2013. 
  5. ^ Chemical Data. Darmstadtium - Ds, Royal Chemical Society
  6. ^ Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G. (2008). Inorganic Chemistry (3. izd.). Prentice Hall. ISBN 978-0-13-175553-6. 
  7. ^ Parkes, G.D. & Phil, D. (1973). Melorova moderna neorganska hemija. Beograd: Naučna knjiga. 
  8. ^ Oganessian Y. T.; et al. (2004). „Measurements of cross sections for the fusion-evaporation reactions 244Pu(48Ca,xn)292−x114 and 245Cm(48Ca,xn)293−x116”. Physical Review C. 69 (5): 054607. Bibcode:2004PhRvC..69e4607O. doi:10.1103/PhysRevC.69.054607. 
  9. ^ Hofmann S.; et al. (1995). „Production and decay of 269110”. Zeitschrift für Physik A. 350 (4): 277. Bibcode:1995ZPhyA.350..277H. doi:10.1007/BF01291181. 
  10. ^ Hofmann, S (1998). „New elements – approaching”. Reports on Progress in Physics. 61 (6): 639. Bibcode:1998RPPh...61..639H. doi:10.1088/0034-4885/61/6/002. 
  11. ^ Ghiorso Albert; et al. (2000). Transuranium People, The: The Inside Story. World Scientific. str. 397. ISBN 9781783262441. 
  12. ^ „Historical information - Darmstadtium” (na jeziku: ruski). Arhivirano iz originala 17. 01. 2005. g. Pristupljeno 26. 1. 2018. 
  13. ^ Barber, R. C.; et al. (1993). „Discovery of the transfermium elements. Part II: Introduction to discovery profiles. Part III: Discovery profiles of the transfermium elements”. Pure and Applied Chemistry. 65 (8): 1757. doi:10.1351/pac199365081757. 
  14. ^ Karol, P. J.; et al. (2001). „On the discovery of the elements 110–112 (IUPAC Technical Report)”. Pure and Applied Chemistry. 73 (6): 959. doi:10.1351/pac200173060959. 
  15. ^ Chatt, J.; et al. (1979). „Recommendations for the naming of elements of atomic numbers greater than 100”. Pure and Applied Chemistry. 51 (2): 381—384. doi:10.1351/pac197951020381. 
  16. ^ a b v g d đ e ž z Darleane C. Hoffman (2006). „Transactinides and the future elements”. The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements (3 izd.). Dordrecht, Holandija: Springer Science+Business Media. ISBN 1-4020-3555-1. 
  17. ^ a b Corish J.; Rosenblatt G. M. (2003). „Name and symbol of the element with atomic number 110” (PDF). Pure Appl. Chem. 75 (10): 1613—1615. doi:10.1351/pac200375101613. Arhivirano iz originala 04. 03. 2016. g. Pristupljeno 4. 3. 2016. 
  18. ^ a b Griffith W. P. (2008). „The Periodic Table and the Platinum Group Metals”. Platinum Metals Review. 52 (2): 114. doi:10.1595/147106708X297486. 
  19. ^ „Chemistry in its element – darmstadtium”. Chemistry in its element. Royal Society of Chemistry. Pristupljeno 17. 10. 2012. 
  20. ^ J. P. Leal (14. 10. 2011). „Chemical Elements: What's in a Name?”. Science. 334 (6053): 176. doi:10.1126/science.334.6053.176-b. 
  21. ^ Rosen A.; et al. (1979). „Relativistic molecular calculations of superheavy molecules”. J. Phys. C4, Suppl. 4. 40: C4/218—219. doi:10.1051/jphyscol:1979467. 
  22. ^ Waber J. T.; Averill F. W. (1974). „Molecular orbitals of PtF6 and E110 F6 calculated by the self-consistent multiple scattering Xα method”. J. Chem. Phys. 60 (11): 4460—70. Bibcode:1974JChPh..60.4466W. doi:10.1063/1.1680924. 
  23. ^ a b Thayer John S. (2010). „Relativistic Effects and the Chemistry of the Heavier Main Group Elements”: 82. doi:10.1007/978-1-4020-9975-5_2. 
  24. ^ Demissie Taye B.; Ruud Kenneth (25. 2. 2017). „Darmstadtium, roentgenium, and copernicium form strong bonds with cyanide”. International Journal of Quantum Chemistry. 2017. doi:10.1002/qua.25393. 
  25. ^ Östlin, A.; Vitos, L. (2011). „First-principles calculation of the structural stability of 6d transition metals”. Physical Review B. 84 (11). doi:10.1103/PhysRevB.84.113104. 
  26. ^ a b v g d Sonzogni, Alejandro. „Interactive Chart of Nuclides”. National Nuclear Data Center: Brookhaven National Laboratory. Arhivirano iz originala 14. 07. 2017. g. Pristupljeno 26. 1. 2018. 
  27. ^ Gray, Theodore (2002). „The Photographic Periodic Table of the Elements”. periodictable.com. Pristupljeno 16. 11. 2012. 
  28. ^ U. Forsberg; et al. „Recoil-α-fission and recoil-α-α-fission events observed in the reaction Ca-48 + Am-243” (pdf). arXiv:1502.03030v1  . Pristupljeno 27. 1. 2018. 
  29. ^ Kaji Daiya; et al. (2017). „Study of the Reaction 48Ca + 248Cm → 296Lv* at RIKEN-GARIS”. Journal of the Physical Society of Japan. 86: 034201—1—7. Bibcode:2017JPSJ...86c4201K. doi:10.7566/JPSJ.86.034201. 
  30. ^ Nie G. K. (2005). „Charge radii of β-stable nuclei”. Modern Physics Letters A. 21 (24): 1889. Bibcode:2006MPLA...21.1889N. arXiv:nucl-th/0512023  . doi:10.1142/S0217732306020226. 
  31. ^ P. Roy Chowdhury; et al. (2006). „α decay half-lives of new superheavy elements”. Phys. Rev. C. 73: 014612. Bibcode:2006PhRvC..73a4612C. arXiv:nucl-th/0507054  . doi:10.1103/PhysRevC.73.014612. 
  32. ^ C. Samanta; et al. (2007). „Predictions of alpha decay half lives of heavy and superheavy elements”. Nucl. Phys. A. 789: 142—154. Bibcode:2007NuPhA.789..142S. arXiv:nucl-th/0703086  . doi:10.1016/j.nuclphysa.2007.04.001. 
  33. ^ P. Roy Chowdhury; et al. (2008). „Search for long lived heaviest nuclei beyond the valley of stability”. Phys. Rev. C. 77 (4): 044603. Bibcode:2008PhRvC..77d4603C. arXiv:0802.3837  . doi:10.1103/PhysRevC.77.044603. 
  34. ^ P. Roy Chowdhury; et al. (2008). „Nuclear half-lives for α -radioactivity of elements with 100 ≤ Z ≤ 130”. Atomic Data and Nuclear Data Tables. 94 (6): 781. Bibcode:2008ADNDT..94..781C. arXiv:0802.4161  . doi:10.1016/j.adt.2008.01.003. 

Literatura uredi

Spoljašnje veze uredi

 
Darmštatijum na Vikimedijinoj ostavi.
Preuzeto iz „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Дармштатијум&oldid=27548696”