HC10¶
HC10 — это обозначение гипотетического химического элемента с атомным номером 110, который в настоящее время известен как дармштадтий (Ds). В историческом контексте термин «HC10» использовался в ранних научных работах и системах номенклатуры для временного обозначения элемента, синтезированного в 1994 году в Центре исследования тяжёлых ионов (GSI, Германия). Название происходит от сокращения «Hahnium» (в честь Отто Гана) или от системы, основанной на латинских числительных, где «H» могло обозначать «heavy» (тяжёлый), а «C10» — атомный номер. Однако данное обозначение не было официально утверждено Международным союзом теоретической и прикладной химии (IUPAC) и ныне представляет лишь исторический интерес. Современное официальное название элемента — дармштадтий (Ds), утверждённое в 2003 году.
¶История открытия
¶Предпосылки и синтез
Элемент 110 был впервые синтезирован 9 ноября 1994 года в GSI (Дармштадт, Германия) группой учёных под руководством Петера Армбрустера и Готфрида Мюнценберга. Для получения изотопа \(^{269}\)Ds использовалась реакция слияния ядер никеля-62 (\(^{62}\)Ni) и свинца-208 (\(^{208}\)Pb) на ускорителе UNILAC. В результате бомбардировки свинцовой мишени ионами никеля были зарегистрированы три события распада, подтвердившие образование нового элемента.
¶Временные обозначения
До официального утверждения названия элемент 110 имел несколько временных обозначений:
- HC10 — использовалось в некоторых ранних публикациях, особенно в советских и российских источниках, где «H» могло означать «Hahnium» (в честь Отто Гана), а «C10» — порядковый номер.
- Uun (от лат. ununnilium, «один-один-ноль») — систематическое название по номенклатуре IUPAC, применявшееся с 1979 года.
- Эка-платина — по аналогии с положением в периодической таблице (под платиной).
¶Конфликт приоритета
Открытие элемента 110 сопровождалось научным спором между GSI и Объединённым институтом ядерных исследований (ОИЯИ, Дубна, Россия). Советские учёные под руководством Юрия Оганесяна ранее (в 1986–1987 годах) сообщали о возможном синтезе изотопов элемента 110, но их данные не были признаны IUPAC из-за недостаточной статистической достоверности. Окончательно приоритет был закреплён за GSI в 2001 году.
¶Номенклатура и утверждение названия
¶Предлагавшиеся варианты
После подтверждения открытия группа GSI предложила название дармштадтий (Ds) в честь города Дармштадт, где расположен институт. Альтернативные варианты включали:
- Ганий (Hn) — в честь Отто Гана, немецкого радиохимика.
- Беккерелий (Bq) — в честь Анри Беккереля, первооткрывателя радиоактивности.
¶Решение IUPAC
В августе 2003 года IUPAC официально утвердил название «дармштадтий» (Ds). Обозначение HC10, как и другие временные имена, было признано устаревшим и не рекомендовано к использованию в научной литературе.
¶Физические и химические свойства
¶Предсказанные характеристики
Как элемент 7-го периода и 10-й группы (подгруппа платины), дармштадтий теоретически должен проявлять свойства, сходные с платиной, палладием и никелем. Однако из-за короткого периода полураспада (менее 10 секунд для наиболее стабильного изотопа \(^{281}\)Ds) экспериментальное изучение его химии крайне затруднено. Основные предполагаемые параметры:
- Атомная масса: около 281 а.е.м. (для наиболее долгоживущего изотопа).
- Электронная конфигурация: [Rn] 5f¹⁴ 6d⁸ 7s² (предположительно).
- Температура плавления: около 1000 °C (оценка).
- Плотность: ~34,8 г/см³ (выше, чем у осмия — самого плотного стабильного элемента).
¶Изотопы
Известно около 10 изотопов дармштадтия с массовыми числами от 267 до 281. Наиболее стабильные:
- \(^{281}\)Ds — период полураспада ~9,6 секунды, распадается путём альфа-распада.
- \(^{279}\)Ds — период полураспада ~0,18 секунды.
- \(^{269}\)Ds — период полураспада ~0,17 секунды (первый синтезированный изотоп).
¶Значение и применение
¶Научное значение
Синтез дармштадтия и других сверхтяжёлых элементов подтверждает теорию «острова стабильности» — гипотетической области ядер с магическими числами протонов (например, 114, 120, 126) и нейтронов, обладающих повышенной устойчивостью. Изучение свойств Ds помогает уточнять модели ядерных сил и предсказывать существование более тяжёлых элементов.
¶Практическое применение
Из-за крайне малого времени жизни и сложности получения (микроскопические количества, единицы атомов) дармштадтий не имеет практического применения за пределами фундаментальных научных исследований. Все эксперименты проводятся в специализированных лабораториях (GSI, ОИЯИ, Национальная лаборатория имени Лоуренса в Беркли).
¶Интересные факты
- Название «дармштадтий» стало третьим в серии «географических» названий сверхтяжёлых элементов, синтезированных в GSI (после хассия (Hs, 108) и мейтнерия (Mt, 109)).
- В 1995 году группа из Дубны повторно сообщила о синтезе элемента 110, но их результаты были признаны ошибочными после перепроверки.
- В честь дармштадтия назван минерал дармштадтит (DsTe₂), обнаруженный в 2019 году в золоторудных месторождениях ЮАР, однако его название не связано напрямую с элементом.
¶Источники
- Armbruster, P., & Münzenberg, G. (1994). «Discovery of the element 110». Zeitschrift für Physik A Hadrons and Nuclei, 350(4), 277–280.
- IUPAC (2003). «Names and symbols of transfermium elements (IUPAC Recommendations 2003)». Pure and Applied Chemistry, 75(10), 1601–1611.
- Oganessian, Y. T. (2007). «Heaviest nuclei from \(^{48}\)Ca-induced reactions». Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics, 34(4), R165.
- Thoennessen, M. (2016). The Discovery of Isotopes: A Complete Compilation. Springer.