El darmstadti és un element químic ultra pesat ubicat a la sèrie dels transactínid, els quals comencen just després de l'metall laurenci. Se situa específicament en el grup 10 i període 7 de la taula periòdica, sent congèneres dels metalls níquel, pal·ladi i platí.
Té per símbol químic Ds, amb un nombre atòmic de 110, i els seus poquíssims àtoms que s'han sintetitzat es descomponen pràcticament a l'instant. És doncs, un element efímer. Sintetitzar i detectar-va representar una proesa en els anys 90 de segle passat, portant-se el crèdit del seu descobriment un grup d'investigadors alemanys.
L'element darmstadti va ser descobert a l'institut alemany GSI, a la ciutat de Darmstadt. Font: commander-Pirx at German Wikipedia
Abans del seu descobriment i que es debatés quin havia de ser el seu nom, el sistema de nomenclatura IUPAC li havia formalment nomenat com 'ununilio', que significa 'un-un-zero', igual a 110. I més enrere d'aquesta nomenclatura, d'acord a el sistema de Mendeleev, el seu nom era eka-platí per pensar-químicament anàleg a aquest metall.
El darmstadti és un element no només efímer i inestable, sinó a més altament radioactiu, en els decaïments nuclears la majoria dels seus isòtops allibera partícules alfes; aquestes són, nuclis nus d'heli.
Del fet del seu temps de vida tan fugaç, totes les seves propietats són estimades i mai podrà utilitzar-se per alguna fi en particular.
descobriment
mèrit alemany
El problema entorn a la descoberta de l'darmstadti era que diversos equips d'investigadors s'havien dedicat a la seva síntesi en anys successius. Tot just es formava el seu àtom, aquest s'esvaïa en partícules irradiades.
Per tant, no es podia afirmar a les palpentes quins dels equips mereixien el crèdit d'haver-ho sintetitzat primer, quan inclusivament el detectar-ja representava un repte, decaient tan ràpid i alliberant productes radioactius.
En la síntesi de l'darmstadti van treballar per separats equips dels següents centres investigatius: Institut Central d'Investigació Nuclear de Dubna (per llavors la Unió Soviètica), Laboratori Nacional Lawrence Berkeley (Estats Units) i Centre d'Investigació d'Ions Pesats (abreujat en alemany com GSI).
El GSI es localitza a la ciutat alemanya de Darmstadt, on al novembre de 1994 van sintetitzar l'isòtop radioactiu 269 Ds. Els altres equips van sintetitzar altres isòtops: 267 Ds al için, i 273 Ds al LNLB; però, els seus resultats no havien estat concloents als ulls crítics de la IUPAC.
Cada equip havia proposat un nom particular per a aquest nou element: hahnio (için) i bequerelio (LNLB). Però després d'un informe de la IUPAC en l'any 2001, l'equip alemany de l'GSI va tenir el dret de nomenar l'element com darmstadti.
síntesi
El darmstadti és producte de la fusió d'àtoms metàl·lics. Quines? En principi, un relativament pesat que serveixi com a blanc o objectiu, i un altre lleuger que se li farà xocar contra el primer a una velocitat igual a la desena part de la velocitat de la llum en el buit; en cas contrari, no es podria vèncer les repulsions existents entre els seus dos nuclis.
Un cop els dos nuclis col·lisionin eficientment, ocorrerà una reacció nuclear de fusió. Els protons es sumen, però el destí dels neutrons és diferent. Per exemple, el GSI va desenvolupar la següent reacció nuclear, de la qual es va produir el primer àtom 269 Ds:
Reacció nuclear per a la síntesi d'un àtom d'isòtop 269Ds. Font: Gabriel Bolívar.
Cal notar que els protons (en vermell) es sumen. Variant les masses atòmiques dels àtoms colisionados, s'obtenen diferents isòtops d'darmstadti. De fet, el GSI va realitzar experiments amb l'isòtop 64 Ni en lloc de l' 62 Ni, dels quals van sintetitzar tot just 9 àtoms de l'isòtop 271 Ds.
El GSI va aconseguir crear 3 àtoms de 269 Ds, però després de executar tres trilions de bombardejos per segon durant una setmana completa. Aquesta dada ofereix una aclaparadora perspectiva de les dimensions de semblants experiments.
Estructura de l'darmstadti
A causa de que només pot sintetitzar o crear-se un àtom de darmstadti per setmana, és improbable que es compti amb els suficients perquè puguin establir un vidre; sense esmentar que l'isòtop més estable és el 281 Ds, el t 1/2 és de tan sols 12,7 segons.
Per tant, per determinar la seva estructura cristal·lina dels investigadors es basen en càlculs i estimacions que busquen acostar-se a l'panorama més real. Així, s'ha estimat que l'estructura de l'darmstadti és cúbica centrada en el cos (bcc); a diferència de les dels seus congèneres més lleugers níquel, pal·ladi i platí, amb estructures cúbica centrada en les cares (fcc).
En teoria, han de participar en el seu enllaç metàl·lic els electrons més externs dels orbitals 6d i 7s, d'acord al seu també estimada configuració electrònica:
5f 14 6d 8 7s 2
No obstant això, probablement poc aconsegueixi saber-se experimentalment de les propietats físiques d'aquest metall.
propietats
Les altres propietats de l'darmstadti també són estimades, per les mateixes raons esmentades per la seva estructura. No obstant això, algunes d'aquestes estimacions resulten interessants. Per exemple, el darmstadti seria un metall encara més noble que l'or, així com molt més dens (34,8 g / cm 3) que el osmi (22,59 g / cm 3) i el mercuri (13,6 g / cm 3).
Respecte als seus possibles estats d'oxidació, s'ha estimat que serien + 6 (Ds 6+), +4 (Ds 4+) i +2 (Ds 2+), iguals als dels seus congèneres més lleugers. Per tant, si es fessin reaccionar els àtoms de 281 Ds abans que es desintegressin, s'obtindrien compostos tals com el DSF 6 o DsCl 4.
Sorprenentment, sí que existeix la probabilitat de sintetitzar aquests compostos, a causa que 12,7 segons, el t 1/2 de l' 281 Ds, és temps més que suficient per a realitzar les reaccions. No obstant això, l'inconvenient continua sent que amb només un àtom de Ds a la setmana és insuficient per recopilar totes les dades que exigeix una anàlisi estadística.
usos
Novament, per ser un metall tan escàs, actualment sintetitzat en quantitats atòmiques i no massives, no hi ha cap ús reservat per a ell; ni tan sols en un futur llunyà.
Llevat que s'inventi un mètode per estabilitzar els seus isòtops radioactius, els àtoms d'darmstadti només serviran per despertar la curiositat científica, especialment pel que fa a la física i química nuclear.
Però si es enginya alguna manera de crear-los en abundants quantitats, més llums es llançaran sobre la química d'aquest ultra pesat i efímer element.
referències
- Shiver & Atkins. (2008). Química Inorgànica. (Quarta edició). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2020). Darmstadtium. Recuperat de: en.wikipedia.org
- Steve Gagnon. (Sf). The Element Darmstadtium. Jefferson Lab Resources. Recuperat de: education.jlab.org
- National Center for Biotechnology Information. (2020). Darmstadtium. PubChem Database. Recuperat de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Brian Clegg. (15 de desembre de al 2019). Darmstadtium. Chemistry in its elements. Recuperat de: chemistryworld.com