Darmstatio

El darmstatio o darmstadtio^[3]​ es un elemento químico de la tabla periódica cuyo símbolo es Ds y cuyo número atómico es 110, lo cual lo hace uno de los átomos superpesados. Es un elemento sintético que decae rápidamente; sus isótopos de números másicos entre 267 y 273 tienen periodos de semidesintegración del orden de los microsegundos. Sin embargo, isótopos más pesados, de números másicos 279 y 281, sintetizados recientemente, son más estables, con periodos de semidesintegración de 180 milisegundos y 11,1 segundos, respectivamente. Debido a su presencia en el grupo 10, se cree que este elemento puede ser un metal sólido brillante. Recibe su nombre en honor a la ciudad alemana de Darmstadt donde fue descubierto.

Meitnerio ← darmstatio → Roentgenio
110 Ds
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Información general
Nombre, símbolo, número	darmstatio, Ds, 110
Serie química	Metales de transición
Grupo, período, bloque	10, 7, d
Masa atómica	281 u
Configuración electrónica	[Rn] 5f^14 6d^8 7s^2 (predicción)^[1]​
Electrones por nivel	2, 8, 18, 32, 32, 16, 2 (predicción)^[1]​
Apariencia	Desconocida
Propiedades atómicas
Radio covalente	128 (estimado)^[2]​ pm
Estado(s) de oxidación	6^[1]​^: 1674
Propiedades físicas
Estado ordinario	Probablemente sólido
Varios
Estructura cristalina	Desconocida
Isótopos más estables
Artículo principal: Isótopos del darmstatio
iso AN Periodo MD Ed PD MeV ^281aDs Sintético 11 s 94 % FE 6 % α - 8,67 - ^277aHs ^281bDs Sintético 3,7 min α 8,77 ^277bHs ? ^279Ds Sintético 0,20 s 90% FE 10 % α - 9,70 - ^275Hs ^277Ds Sintético 5,7 ms α 10,57 ^273Hs ^273Ds Sintético 170 ms α 11,14 ^269Hs ^271mDs Sintético 69 ms α 10,71 ^267Hs ^271gDs Sintético 1,63 ms α 10,74 10,69 ^267Hs ^270mDs Sintético 6 ms α 12,15 11,15 10,95 ^266Hs ^270gDs Sintético 0,10 ms α 11,03 ^266Hs ^269Ds Sintético 0,17 ms α 11,11 ^265Hs ^267Ds Sintético 4 µs - - -
Valores en el SI y condiciones normales de presión y temperatura, salvo que se indique lo contrario.
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Historia

Fue sintetizado por primera vez el miércoles 9 de noviembre de 1994 en la Gesellschaft für Schwerionenforschung en Darmstadt, Alemania, por P. Armbruster, S. Hofmann, G. Münzenberg y otros.^[4]​ Nunca ha sido visto y solo unos pocos átomos del mismo han sido creados por el bombardeo de isótopos de plomo (²⁰⁸Pb) con iones acelerados de níquel (⁶²Ni, 311 MeV), en un acelerador de iones pesados. El elemento fue nombrado en honor al lugar donde fue descubierto, Darmstadt, por la IUPAC en agosto de 2003.

Propiedades predichas

Aparte de las propiedades nucleares, no se han medido propiedades del darmstadtio o sus compuestos; esto se debe a su producción extremadamente limitada y costosa^[5]​ y al hecho de que el darmstatio (y sus padres) se descompone muy rápidamente. Las propiedades del metal darmstatio siguen siendo desconocidas y solo se dispone de predicciones.

Químicas

Darmstatio es el octavo miembro de la serie 6d de metales de transición, y debería parecerse mucho a los metales del grupo del platino.^[6]​ Los cálculos sobre sus potenciales de ionización y radios atómico e iónico son similares a los de su homólogo más ligero platino, lo que implica que las propiedades básicas del darmstatio se asemejan a los de los otros elemento del grupo 10, níquel, paladio y platino. ^[7]​

La predicción de las propiedades químicas probables del darmstatio no ha recibido mucha atención recientemente. El darmstatio debería ser un metal noble. El potencial de reducción estándar previsto para el par Ds²⁺/Ds es 1,7 V.^[7]​ Según los estados de oxidación más estables de los elementos más ligeros del grupo 10, se prevé que los estados de oxidación más estables del darmstatio sean los estados +6, +4 y +2; sin embargo, se prevé que el estado neutral sea el más estable en soluciones acuosas. En comparación, solo se sabe que el paladio y el platino muestran el estado de oxidación máximo del grupo, +6, mientras que los estados más estables son +4 y +2 tanto para el níquel como para el paladio. Se espera además que los estados de oxidación máximos de elementos de bohrio (elemento 107) a darmstatio (elemento 110) puedan ser estables en la fase gaseosa pero no en solución acuosa. ^[7]​ Se prevé que el hexafluoruro de darmstatio (DsF₆) tenga propiedades muy similares a las de su homólogo más ligero hexafluoruro de platino (PtF₆), con estructuras electrónicas y potenciales de ionización muy similares .^[7]​^[8]​^[9]​ También se espera que tenga la misma geometría molecular octaédrica que PtF₆.^[10]​ Otros compuestos de darmstatio previstos son el carburo de darmstatio (DsC) y el tetracloruro de darmstatio (DsCl₄), de los cuales se espera que se comporten como sus homólogos más ligeros.^[10]​ A diferencia del platino, que preferentemente forma un cianuro complejo en su estado de oxidación +2, Pt(CN)₂, se espera que el darmstatio permanezca preferentemente en su estado neutral y forme Ds(CN)2−
2 en su lugar, formando un fuerte enlace Ds-C con algún carácter de enlace múltiple.^[11]​

Físicas y atómicas

Se espera que el darmstatio sea un sólido en condiciones normales y que cristalice en la estructura cúbica centrada en el cuerpo, a diferencia de sus congéneres más ligeros que cristalizan en la estructura cúbica centrada en las caras, porque se espera que tenga densidades de carga de electrones diferentes a las de ellos.^[12]​ Debe ser un metal muy pesado con una densidad de alrededor de 26–27 g/cm ³. En comparación, el elemento más denso conocido del que se ha medido su densidad, el osmio, tiene una densidad de solo 22,61 g/cm³.

Se calcula que la configuración electrónica externa del darmstatio es 6d⁸ 7s², que obedece al principio de Aufbau y no sigue la configuración externa del platino, configuración electrónica de 5d⁹ 6s¹. Esto se debe a la estabilización relativista del par de electrones 7s² durante todo el séptimo período, por lo que se espera que ninguno de los elementos del 104 al 112 tenga configuraciones electrónicas que violen el principio de Aufbau. Se espera que el radio atómico del darmstatio sea de alrededor de 132 pm.^[7]​

Isótopos

El darmstatio no tiene isótopos estables o naturales. Se han sintetizado varios isótopos radiactivos en el laboratorio, ya sea mediante la fusión de dos átomos o mediante la observación de la descomposición de elementos más pesados. Se han informado nueve isótopos diferentes de darmstadtio con masas atómicas 267, 269–271, 273, 277 y 279–281, aunque el darmstadtio-267 no está confirmado. Tres isótopos de darmstatio, darmstatio-270, darmstatio-271 y darmstatio-281, han conocido estados metaestables, aunque el de darmstatio-281 no está confirmado.^[13]​ La mayoría de estos se desintegran predominantemente a través de la desintegración alfa, pero algunos sufren fisión espontánea.^[14]​

Estabilidad y vidas medias

 

Esta tabla de modos de desintegración según el modelo de la Agencia de Energía Atómica de Japón predice varios nucleidos superpesados dentro de la isla de estabilidad con vidas medias totales superiores a un año (encerrados en un círculo) y experimentando principalmente desintegración alfa, alcanzando un máximo en ²⁹⁴Ds con una vida media estimada de 300 años.^[15]​

Todos los isótopos de darmstatio son extremadamente inestables y radiactivos; en general, los isótopos más pesados son más estables que los más ligeros. El isótopo de darmstatio conocido más estable, ²⁸¹Ds, es también el isótopo de darmstatio más pesado conocido; tiene una vida media de 12,7 segundos. El isótopo ²⁷⁹Ds tiene una vida media de 0,18 segundos, mientras que el ^281mDs no confirmado tiene una vida media de 0,9 segundos. Los siete isótopos restantes y dos estados metaestables tienen vidas medias entre 1 microsegundo y 70 milisegundos.^[14]​ Sin embargo, algunos isótopos de darmstadtio desconocidos pueden tener vidas medias más largas.^[16]​

El cálculo teórico en un modelo de tunelización cuántica reproduce los datos experimentales de vida media de desintegración alfa para los isótopos de darmstatio conocidos.^[17]​^[18]​ También predice que el isótopo no descubierto ²⁹⁴Ds, que tiene un número mágico de neutrones (184),^[7]​ tendría una vida media de descomposición alfa del orden de 311 años; sin embargo, exactamente el mismo enfoque predice una semivida alfa de ~3500 años para el isótopo no mágico ²⁹³Ds.^[16]​^[19]​

Referencias

1. Hoffman, D; Lee, D; Pershina, V (2006). «Transactinides and the future elements». En Morss; Edelstein, N; Fuger, J, eds. The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements (en inglés) (Tercera edición). Dordrecht: Springer Science+Business Media. ISBN 978-1-4020-3555-5. OCLC 1113045368. 
2. Chemical Data. Darmstadtium - Ds, Royal Chemical Society
3. La grafía darmstatio, en lugar de otras como darmstadtio y darmstadio, fue acordada por la Real Academia de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales (RAC), la Real Academia Española (RAE), la Real Sociedad Española de Química (RSEQ) y la Fundéu BBVA por conservar el sonido t de darmstadtium en inglés (al menos en inglés británico), así como el nombre nativo de la ciudad alemana de Darmstadt, que le da nombre.
   Véase . Anales de Química 113 (1): 65-67. 2017. Archivado desde el original el 4 de abril de 2017. Consultado el 3 de abril de 2017. 
4. Nachr. Chem. Tech. Lab. 42, 1234 (1994); Z. Phys. A
5. Subramanian, S. (2019). «Making New Elements Doesn't Pay. Just Ask This Berkeley Scientist». Bloomberg Businessweek. Archivado desde el original el 14 de noviembre de 2020. Consultado el 18 de enero de 2020. 
6. Griffith, W. P. (2008). «The Periodic Table and the Platinum Group Metals». Platinum Metals Review 52 (2): 114-119. doi:10.1595/147106708X297486. 
7. 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 ed.). Dordrecht, The Netherlands. ISBN 978-1-4020-3555-5.
8. Rosen, A.; Fricke, B.; Morovic, T.; Ellis, D. E. (1979). «Relativistic molecular calculations of superheavy molecules». Journal de Physique Colloques 40: C4-218-C4-219. doi:10.1051/jphyscol:1979467. 
9. 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:4466W 1974JChPh..60. 4466W. doi:10.1063/1.1680924. 
10. Thayer, John S. (2010), «Relativistic Effects and the Chemistry of the Heavier Main Group Elements», Relativistic Methods for Chemists, Challenges and Advances in Computational Chemistry and Physics 10, p. 82, ISBN 978-1-4020-9974-8, doi:10.1007/978-1-4020-9975-5_2 .
11. Demissie, Taye B.; Ruud, Kenneth (25 de febrero de 2017). «Darmstadtium, roentgenium, and copernicium form strong bonds with cyanide». International Journal of Quantum Chemistry 2017: e25393. doi:10.1002/qua.25393. hdl:10037/13632. 
12. Östlin, A.; Vitos, L. (2011). "First-principles calculation of the structural stability of 6d transition metals". Physical Review B. 84 (11): 113104.
13. Hofmann, S.; Heinz, S.; Mann, R.; Maurer, J.; Khuyagbaatar, J.; Ackermann, D.; Antalic, S.; Barth, W.; Block, M.; Burkhard, H. G.; Comas, V. F.; Dahl, L.; Eberhardt, K.; Gostic, J.; Henderson, R. A.; Heredia, J. A.; Heßberger, F. P.; Kenneally, J. M.; Kindler, B.; Kojouharov, I.; Kratz, J. V.; Lang, R.; Leino, M.; Lommel, B.; Moody, K. J.; Münzenberg, G.; Nelson, S. L.; Nishio, K.; Popeko, A. G. et al. (2012). «The reaction ⁴⁸Ca + ²⁴⁸Cm → ²⁹⁶116^* studied at the GSI-SHIP». The European Physical Journal A 48 (5): 62. Bibcode:2012EPJA...48...62H. S2CID 121930293. doi:10.1140/epja/i2012-12062-1. 
14. Sonzogni, Alejandro. . National Nuclear Data Center: Brookhaven National Laboratory. Archivado desde el original el 1 de agosto de 2020. Consultado el 6 de junio de 2008. 
15. Koura, H. (2011). Decay modes and a limit of existence of nuclei in the superheavy mass region. 4th International Conference on the Chemistry and Physics of the Transactinide Elements. Consultado el 18 de noviembre de 2018. 
16. P. Roy Chowdhury; C. Samanta; D. N. Basu (2008). «Search for long lived heaviest nuclei beyond the valley of stability». Phys. Rev. C 77 (4): 044603. Bibcode:2008PhRvC..77d4603C. S2CID 119207807. arXiv:0802.3837. doi:10.1103/PhysRevC.77.044603. 
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19. P. Roy Chowdhury; C. Samanta; D. N. Basu (2008). «Nuclear half-lives for α -radioactivity of elements with 100 ≤ Z ≤ 130». Atomic Data and Nuclear Data Tables 94 (6): 781-806. Bibcode:2008ADNDT..94..781C. arXiv:0802.4161. doi:10.1016/j.adt.2008.01.003. 

Enlaces externos

• WebElements.com: Darmstadtium.

•   Datos: Q1266
•   Multimedia: Darmstadtium / Q1266