𫟼

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  此条目的主题是110号元素Ds。关于旧译名亦为“𫟼”的73号元素Ta，请见“钽”。

𫟼   110Ds
氢（非金属） 氦（惰性气体）
锂（碱金属） 铍（碱土金属） 硼（类金属） 碳（非金属） 氮（非金属） 氧（非金属） 氟（卤素） 氖（惰性气体）
钠（碱金属） 镁（碱土金属） 铝（贫金属） 硅（类金属） 磷（非金属） 硫（非金属） 氯（卤素） 氩（惰性气体）
钾（碱金属） 钙（碱土金属） 钪（过渡金属） 钛（过渡金属） 钒（过渡金属） 铬（过渡金属） 锰（过渡金属） 铁（过渡金属） 钴（过渡金属） 镍（过渡金属） 铜（过渡金属） 锌（过渡金属） 镓（贫金属） 锗（类金属） 砷（类金属） 硒（非金属） 溴（卤素） 氪（惰性气体）
铷（碱金属） 锶（碱土金属） 钇（过渡金属） 锆（过渡金属） 铌（过渡金属） 钼（过渡金属） 锝（过渡金属） 钌（过渡金属） 铑（过渡金属） 钯（过渡金属） 银（过渡金属） 镉（过渡金属） 铟（贫金属） 锡（贫金属） 锑（类金属） 碲（类金属） 碘（卤素） 氙（惰性气体）
铯（碱金属） 钡（碱土金属） 镧（镧系元素） 铈（镧系元素） 镨（镧系元素） 钕（镧系元素） 钷（镧系元素） 钐（镧系元素） 铕（镧系元素） 钆（镧系元素） 铽（镧系元素） 镝（镧系元素） 钬（镧系元素） 铒（镧系元素） 铥（镧系元素） 镱（镧系元素） 镥（镧系元素） 铪（过渡金属） 钽（过渡金属） 钨（过渡金属） 铼（过渡金属） 锇（过渡金属） 铱（过渡金属） 铂（过渡金属） 金（过渡金属） 汞（过渡金属） 铊（贫金属） 铅（贫金属） 铋（贫金属） 钋（贫金属） 砹（类金属） 氡（惰性气体）
钫（碱金属） 镭（碱土金属） 锕（锕系元素） 钍（锕系元素） 镤（锕系元素） 铀（锕系元素） 镎（锕系元素） 钚（锕系元素） 镅（锕系元素） 锔（锕系元素） 锫（锕系元素） 锎（锕系元素） 锿（锕系元素） 镄（锕系元素） 钔（锕系元素） 锘（锕系元素） 铹（锕系元素） 𬬻（过渡金属） 𬭊（过渡金属） 𬭳（过渡金属） 𬭛（过渡金属） 𬭶（过渡金属） 鿏（预测为过渡金属） 𫟼（预测为过渡金属） 𬬭（预测为过渡金属） 鿔（过渡金属） 鿭（预测为贫金属） 𫓧（贫金属） 镆（预测为贫金属） 𫟷（预测为贫金属） 鿬（预测为卤素） 鿫（预测为惰性气体）
铂
↑
𫟼
↓
(Uhn)
鿏 ← 𫟼 → 𬬭
概况
名称·符号·序数𫟼（Darmstadtium）·Ds·110
元素类别未知
可能为过渡金属
族·周期·区10 ·7·d
标准原子质量[281]
电子排布[Rn] 5f14 6d8 7s2
（预测）[1]
2, 8, 18, 32, 32, 16, 2
（预测）[1]
<span class="inline-unihan inline-unihan-𫟼" title="⿰钅达">𫟼</span>的电子层（2, 8, 18, 32, 32, 16, 2 （预测）[1]）
𫟼的电子层（2, 8, 18, 32, 32, 16, 2
（预测）[1]）
历史
发现重离子研究所（1994年）
物理性质
物态固体（预测）[2]
密度（接近室温）
34.8（预测）[1] g·cm−3
蒸气压
原子性质
氧化态8, 6, 4, 2, 0（预测）[1]
电离能第一：955.2（估值）[1] kJ·mol−1

第二：1891.1（估值）[1] kJ·mol−1
第三：3029.6（估值）[1] kJ·mol−1

（更多）
原子半径118（估值）[1] pm
共价半径128（估值）'[3] pm
杂项
CAS号54083-77-1
最稳定同位素
主条目：𫟼的同位素
同位素 丰度 半衰期 (t1/2) 衰变
方式 能量（MeV） 产物
281Ds syn 11 s 94% SF -
6% α 8.67 277Hs
281mDs? syn 3.7 min α 8.77 277mHs?
279Ds syn 0.20 s 10% α 9.70 275Hs
90% SF -
此处只列出半衰期超过0.1秒的同位素

𫟼（拼音：dá，注音：ㄉㄚˊ，粤拼：daat6，音同“达”；英语：Darmstadtium），是一种放射性人工合成化学元素，其化学符号为Ds，原子序数为110。𫟼是10 (VIIIB)族最重的元素，属于超重元素、锕系后元素。由于还没有足够稳定的𫟼同位素，因此未能通过化学实验来验证𫟼的特性。𫟼于1994年首次被合成。𫟼的放射性极强，其最重也是最稳定同位素为281aDs，半衰期约为11秒。有证据显示存在着另一个同核异构体281bDs，其半衰期为3.71分钟。

历史

发现

𫟼是一种人工合成的元素，由德国达姆施塔特重离子研究所（GSI）的西格･霍夫曼等人于1994年11月9日，在线性加速器内利用镍-62和镍-64轰击铅-208而合成的。制成的同位素有𫟼-269和𫟼-271，其中𫟼-271比较稳定。

命名

根据IUPAC元素系统命名法，𫟼的旧称是Ununnilium，源自110的拉丁文写法。2003年8月16日，IUPAC正式将其命名为Darmstadtium，以纪念发现这元素的重离子研究所所在地达姆施塔特（但其实GSI位于达姆施塔特以北的Wixhausen小区）。由于110也是德国报警时所拨的号码，𫟼又有另外一个外号：Policium（警察元素）。[4]

2003年12月，全国科学技术名词审定委员会化学名词审定委员会组织无机化学名词组和放射化学名词组及有关专家，讨论了110号元素的中文名称的定名问题，在广泛征求意见的基础上审定名称为“𫟼”（读音同“达”）。其定名使用的汉字已征得国家语言文字工作委员会的同意，经全国科学技术名词审定委员会批准予以公布使用。[5]

同位素与核特性

主条目：𫟼的同位素

核合成

能产生Z=110复核的目标、发射体组合

下表列出各种可用以产生110号元素的目标、发射体组合。

目标 发射体 CN 结果
208Pb 64Ni 272Ds 反应成功
208Pb 62Ni 270Ds 反应成功
232Th 48Ca 280Ds 至今失败
238U 40Ar 278Ds 至今失败
244Pu 36S 280Ds 尚未尝试
244Pu 34S 278Ds 反应成功
248Cm 30Si 278Ds 尚未尝试
250Cm 30Si 280Ds 尚未尝试
249Cf 26Mg 275Ds 尚未尝试
251Cf 26Mg 277Ds 尚未尝试

冷聚变

208Pb(64Ni,xn)272-xDs(x=1)

GSI的科学家在1986年研究了这条反应，但没有成功。计算出的截面限制在12 pb。1994年，他们使用改进了的设施，成功地检测到9颗271Ds原子。GSI在2000年成功重现了这种反应，检测到4个原子[6][7][8][9] ，劳伦斯伯克利国家实验室则在2000年和2004年探测到9颗原子，而2002年日本理化学研究所也测得14颗原子。[10]

207Pb(64Ni,xn)271-xDs(x=1)

2000年10月至11月，GSI小组也在反应中使用207Pb目标体进行实验，以寻找新的同位素270Ds。他们成功合成8个270Ds原子，其中包括基态270Ds和高自旋同核异构体270mDs。[11]

208Pb(62Ni,xn)270-xDs(x=1)

GSI的研究小组于1994年研究了这条反应，探测到3个269Ds原子。他们起初测定了第4条衰变链，但其后将其撤回。

209Bi(59Co,xn)268-xDs

俄罗斯杜布纳的小组在1986年首次研究这个反应。他们无法检测到任何原子，测量的截面限制在1 pb。1995年，劳伦斯伯克利国家实验室报告表明，他们成功地在1n中子蒸发通道中检测到267Ds的单个原子。然而他们没有测量某些衰变，因此需要进一步研究来确认这一发现。[12]

热聚变

232Th(48Ca,xn)280-xDs

杜布纳的团队在1986年首次尝试用热核聚变合成𫟼元素。他们无法测量任何自发裂变活动，计算出的截面限制在1 pb。1997年11月和1998年10月，同样的团队在三个不同的实验中重新研究这种反应。他们的新方法使用48Ca来合成超重元素。他们检测到一些半衰期相对较长的自发裂变活动，并初步分配到衰变产物269Sg或265Rf，截面为5 pb。

232Th(44Ca,xn)276-xDs

杜布纳小组在1986年和1987年进行了这种反应，并在这两个实验中测量到10毫秒的自发裂变活动，分配到272Ds，截面为10 pb。目前认为这项裂变活动并不是来自𫟼同位素的。

238U(40Ar,xn)278-xDs

1987年，杜布纳小组首次尝试这种反应。他们只观察到来自240mfAm和242mfAm的自发裂变，截面限制在1.6 pb。GSI小组于1990年首次研究这个反应，没有检测到任何𫟼原子。2001年8月，GSI重复进行反应，但没有成功，计算出的截面限制在1.0 pb。

236U(40Ar,xn)276-xDs

1987年，杜布纳小组首次尝试这种反应，但没有观察到自发裂变活动。

235U(40Ar,xn)275-xDs

1987年，杜布纳小组首次尝试这种反应，但没有观察到自发裂变活动。GSI团队在1990年作进一步研究，同样没有检测到𫟼原子，截面限制在21 pb。

233U(40Ar,xn)273-xDs

GSI团队在1990年首次尝试这条反应，但没有检测到𫟼原子，截面限制在21 pb。

244Pu(34S,xn)278-xDs(x=5)

1994年9月，杜布纳小组在5n中子蒸发通道中检测到273Ds的单个原子，截面只有400 fb。[13]

作为衰变产物

科学家也曾在更重元素的衰变产物中发现𫟼的同位素。

蒸发残留 观测到的𫟼同位素
293Lv, 289Fl 281Ds
291Lv, 287Fl, 283Cn 279Ds
285Fl 277Ds
277Cn 273Ds

在一些实验中，293Lv和289Fl衰变所产生的𫟼同位素以8.77 MeV的能量进行α衰变，半衰期为3.7分钟。虽然未经证实，但这项活动极有可能是与一个亚稳态同核异构体281mDs有关。

撤回的同位素

280Ds

首次合成𫓧时所产生的两个原子起初被认定为288Fl，其衰变到280Ds后进行自发裂变。后来该发现被改为289Fl，衰变产物则改为281Ds。因此280Ds目前还是未知的同位素。

277Ds

1999年一项有关发现293Uuo的报告指出，277Ds以10.18 MeV能量进行α衰变，半衰期为3 ms。发现者于2001年撤回这项发现。这个同位素最后于2010年被合成，其衰变特性不符合此前的数据。

273mDs

GSI在1996年合成277Cn（详见鿔），其中一条衰变链以9.73 MeV能量进行α衰变，形成273Ds，半衰期为170毫秒。该数据无法得到证实，因此273mDs目前还是未知的。

272Ds

在第一次尝试合成𫟼的实验中，10毫秒的自发裂变活动被分配到272Ds，所用反应为232Th(44Ca,4n)。该同位素的发现已被撤回。

同位素发现时序

同位素 发现年份 核反应
267Ds 1994年 209Bi(59Co,n)
268Ds 未知
269Ds 1994年 208Pb(62Ni,n)
270Dsg,m 2000年 207Pb(64Ni,n)
271Dsg,m 1994年 208Pb(64Ni,n)
272Ds 未知
273Ds 1996年 244Pu(34S,5n)
274Ds 未知
275Ds 未知
276Ds 未知
277Ds 2010年 242Pu(48Ca,5n)
278Ds 未知
279Ds 2002年 244Pu(48Ca,5n)
280Ds 未知
281aDs 1999年 244Pu(48Ca,3n)
281bDs 1999年 244Pu(48Ca,3n)

核异构体

281Ds

分别由289Fl或293Lv形成281Ds的两条衰变链相互存在矛盾。最常见的衰变模式是自发裂变，半衰期为11秒。一个未经证实的罕见衰变模式是能量为8.77MeV的α衰变，观察到的半衰期为3.7分钟。这种衰变路径十分特别，很可能是源自同核异构体能级，但需要进一步研究来确认这些报告。

271Ds

直接合成271Ds的衰变数据清楚地表明存在两个同核异构体。第一个所释放的α粒子能量为10.74和10.69 MeV，半衰期为1.63毫秒；另一个的α粒子能量为10.71 MeV，半衰期为69毫秒。第一个同核异构体为基态，后者则为同核异能态。有科学家认为，由于两种同核异构体的α衰变能量相近，因此同核异能态主要是以延迟同核异能跃迁的形式进行衰变的。

270Ds

直接和成270Ds的实验结果明确表明存在两个同核异构体。基态270Ds通过α衰变形成266Hs，途中释放一颗能量为11.03 MeV的α粒子，半衰期为0.1毫秒。亚稳态同样进行α衰变，期间放射能量为12.15、11.15和10.95 MeV的α粒子，半衰期为6毫秒。亚稳态在释放12.15 MeV能量的α粒子后，会形成266Hs的基态。这表明该亚稳态的能量比基态高出1.12 MeV。

同位素产量

下表列出直接合成𫟼的聚变核反应的截面和激发能量。粗体数据代表从激发函数算出的最大值。+代表观测到的出口通道。

冷聚变

发射体 目标 CN 1n 2n 3n
62Ni 208Pb 270Ds 3.5 pb
64Ni 208Pb 272Ds 15 pb, 9.9 MeV

理论计算

衰变特性

理论对不同𫟼同位素半衰期的估值与实验结果相符。[14][15]尚未被发现的同位素294Ds的中子数为幻数，其α衰变半衰期预计长达311年。[16][17]

蒸发残留物截面

下表列出各种目标-发射体组合，并给出最高的预计产量。

MD：多面；DNS：双核系统；σ：截面

目标 发射体 CN 通道（产物） σmax 模型 参考资料
208Pb 64Ni 272Ds 1n (271Ds) 10 pb DNS [18]
232Th 48Ca 280Ds 4n (276Ds) 0.2 pb DNS [19]
230Th 48Ca 278Ds 4n (274Ds) 1 pb DNS [19]
238U 40Ar 278Ds 4n (274Ds) 2 pb DNS [19]

化学属性

推算的化学属性

氧化态

𫟼预计将是6d系的第8个过渡金属，是元素周期表中10族最重的成员，位于镍、钯和铂的下面。铂的最高氧化态为+6，但镍和钯则具有稳定的+4和+2态。因此𫟼的氧化态预计将会是+6、+4和+2。

化学特性

𫟼的同族元素从上到下高价态越来越稳定，因此𫟼可能会形成稳定的六氟化物DsF6以及DsF5和DsF4和三氧化物DsO3。卤素应该能够与𫟼形成四卤化物，DsCl4、DsBr4和DsI4。和其他10族元素一样，𫟼预计可以有较高的硬度和催化性。

参考资料

  1. ↑ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 Hoffman, Darleane C.; Lee, Diana M.; Pershina, Valeria. Transactinides and the future elements. Morss; Edelstein, Norman M.; Fuger, Jean (编). The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements 3rd. Dordrecht, The Netherlands: Springer Science+Business Media. 2006. ISBN 1-4020-3555-1. 
  2. ↑ Östlin, A.; Vitos, L. First-principles calculation of the structural stability of 6d transition metals. Physical Review B. 2011, 84 (11). Bibcode:2011PhRvB..84k3104O. doi:10.1103/PhysRevB.84.113104. 
  3. ↑ Chemical Data. Darmstadtium - Ds, Royal Chemical Society
  4. ↑ On Beyond Uranium: Journey to the End of the Periodic Table（Science Spectraseries）, Hofmann, Sigurd, CRC Press; 2002-12-26. ISBN 978-0-415-28496-7. p. 177
  5. ↑ 全国科学技术名词审定委员会. 全国科学技术名词审定委员会公布110号元素的中文名称. 中国科技术语. 2004-06-15, 6 (02): 10 [2020-11-06]. 
  6. ↑ Ginter, T. N.; Gregorich, K.; Loveland, W.; Lee, D.; Kirbach, U.; Sudowe, R.; Folden, C.; Patin, J.; Seward, N. Confirmation of production of element 110 by the 208Pb(64Ni,n) reaction. Physical Review C. 2003, 67 (6): 064609. Bibcode:2003PhRvC..67f4609G. doi:10.1103/PhysRevC.67.064609. 
  7. ↑ "Confirmation of production of element 110 by the 208Pb(64Ni,n) reaction", Ginter et al., LBNL repositories. Retrieved on 2008-03-02
  8. ↑ Folden, C. M.; Gregorich, KE; Düllmann, ChE; Mahmud, H; Pang, GK; Schwantes, JM; Sudowe, R; Zielinski, PM; Nitsche, H. Development of an Odd-Z-Projectile Reaction for Heavy Element Synthesis: 208Pb(64Ni,n)271Ds and 208Pb(65Cu,n)272111. Physical Review Letters. 2004, 93 (21): 212702. Bibcode:2004PhRvL..93u2702F. PMID 15601003. doi:10.1103/PhysRevLett.93.212702. 
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参考书目

  • 袁自力等，(1977年)，《105号元素以后》（香港版），香港商务印书馆。

外部链接

元素周期表
  IA
1 		IIA
2 		IIIB
3 		IVB
4 		VB
5 		VIB
6 		VIIB
7 		VIIIB
8 		VIIIB
9 		VIIIB
10 		IB
11 		IIB
12 		IIIA
13 		IVA
14 		VA
15 		VIA
16 		VIIA
17 		VIIIA
18
1 H   He
2 Li Be   B C N O F Ne
3 Na Mg   Al Si P S Cl Ar
4 K Ca   Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
5 Rb Sr   Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
6 Cs Ba La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
7 Fr Ra Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
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