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

1. Armbruster, P., & Münzenberg, G. (1994). «Discovery of the element 110». Zeitschrift für Physik A Hadrons and Nuclei, 350(4), 277–280.
2. IUPAC (2003). «Names and symbols of transfermium elements (IUPAC Recommendations 2003)». Pure and Applied Chemistry, 75(10), 1601–1611.
3. Oganessian, Y. T. (2007). «Heaviest nuclei from \(^{48}\)Ca-induced reactions». Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics, 34(4), R165.
4. Thoennessen, M. (2016). The Discovery of Isotopes: A Complete Compilation. Springer.