Úvod
Darmstadtium (Ds) je extrémně radioaktivní, uměle vytvořený chemický prvek, který se v přírodě vůbec nevyskytuje. Jeho protonové číslo je 110 a v periodické tabulce se řadí do 10. skupiny mezi přechodné kovy, hned pod platinu. Vzhledem k jeho extrémní nestabilitě a velmi krátkému poločasu rozpadu nebyl nikdy připraven ve viditelném množství. Na základě jeho polohy se však předpokládá, že by se jednalo o velmi těžký kov stříbřitě bílé barvy. Získává se výhradně v laboratořích v částicových urychlovačích bombardováním těžších jader lehčími ionty.
Vlastnosti
Darmstadtium (Ds) je supertěžký, uměle vytvořený radioaktivní prvek s protonovým číslem 110. V periodické tabulce se nachází v 10. skupině a 7. periodě, proto se řadí mezi přechodné kovy, konkrétně do skupiny platiny. Jeho makroskopické vlastnosti nebyly nikdy experimentálně ověřeny, jelikož se doposud podařilo syntetizovat jen několik desítek atomů. Na základě teoretických výpočtů se předpokládá, že jde o velmi hustý, pevný kov s kovovým leskem. Chemicky by se mělo jednat o extrémně ušlechtilý kov, odolnější než platina. Nejstabilnější známý izotop, darmstadtium-281, má poločas rozpadu přibližně 12,7 sekundy.
Vznik názvu
Prvek byl pojmenován na počest německého města Darmstadt. Právě zde sídlí Institut pro výzkum těžkých iontů (GSI), ve kterém bylo darmstadtium v roce 1994 poprvé úspěšně připraveno mezinárodním týmem vědců. Název tak vzdává hold místu, kde došlo k jeho objevu.
Objev
Objevení darmstadtia je spojeno s Ústavem pro výzkum těžkých iontů (GSI) v německém Darmstadtu. Prvek byl poprvé úspěšně syntetizován 9. listopadu 1994 mezinárodním týmem vědců pod vedením Sigurda Hofmanna a Petera Armbrustera. Vytvořili jej bombardováním olověného terčíku (izotop olovo-208) urychlenými ionty niklu-62. Během experimentu byl detekován jediný atom nového prvku, konkrétně izotop darmstadtium-269, který se rychle rozpadal. Název „darmstadtium“ byl navržen na počest města, kde se nachází výzkumný ústav. Mezinárodní unie pro čistou a aplikovanou chemii (IUPAC) tento název oficiálně schválila v srpnu 2003.
Výskyt v přírodě
Darmstadtium se v přírodě vůbec nevyskytuje. Je to čistě syntetický prvek, který na Zemi přirozeně neexistuje, protože všechny jeho izotopy jsou extrémně nestabilní s velmi krátkými poločasy rozpadu. Jakékoli atomy, které mohly vzniknout při formování planety, se dávno rozpadly. Jediný způsob jeho získání je umělá syntéza ve velkých částicových urychlovačích. Toho je dosaženo procesem jaderné fúze, kdy se terčík z těžkých jader, například olova, ostřeluje svazkem urychlených lehčích iontů, jako je nikl. Tento proces je nesmírně nákladný a neefektivní, produkuje pouze jednotlivé atomy.
Využití
Darmstadtium v současnosti nemá absolutně žádné praktické využití člověkem, a to jak v průmyslu, tak v medicíně. Důvodem je jeho extrémní radioaktivita a neuvěřitelně krátký poločas rozpadu, který se u nejstabilnějších izotopů pohybuje v řádu sekund. Jakékoli makroskopické množství tohoto prvku nelze připravit, protože atomy se rozpadají téměř okamžitě po svém vzniku. Jeho jediný význam je proto čistě vědecký, slouží jako objekt pro studium vlastností supertěžkých prvků a testování teoretických modelů atomového jádra. V přírodě se darmstadtium přirozeně vůbec nevyskytuje, je výhradně syntetickým produktem jaderných laboratoří.
Sloučeniny
Vzhledem k extrémní nestabilitě a mimořádně krátkému poločasu rozpadu nebyly nikdy syntetizovány žádné vážitelné nebo viditelné sloučeniny darmstadtia. Veškeré poznatky o jeho chemickém chování jsou proto čistě teoretické nebo odvozené z experimentů s jednotlivými atomy. V přírodě se žádné jeho sloučeniny nevyskytují, jelikož samotný prvek zde neexistuje. Teoretické modely předpovídají, že by se darmstadtium chovalo jako ušlechtilý kov, podobně jako platina. Očekává se, že by mohlo tvořit například velmi těkavý oxid darmstadtiový (DsO₄) nebo hexafluorid darmstadtiový (DsF₆), což se vědci pokoušejí experimentálně potvrdit.
Zajímavosti
Darmstadtium je předmětem intenzivního teoretického studia kvůli silným relativistickým efektům, které ovlivňují jeho elektronový obal. Elektrony v blízkosti těžkého jádra se pohybují rychlostí blížící se rychlosti světla, což výrazně mění jejich chování a chemické vlastnosti prvku oproti lehčím analogům ve stejné skupině. Předpokládá se, že by v pevném stavu bylo extrémně hustým kovem, s vypočtenou hustotou okolo 34,8 g/cm³, což by ho řadilo mezi nejhustší známé látky. Jeho izotopy jsou klíčové pro mapování rozpadových řetězců vedoucích k hledání hypotetického „ostrova stability“ supertěžkých prvků.
