110 Ds 𫟼 281*
过渡金属 d-block Period 7 Group 10 Radioactive Synthetic

𫟼

Ds · Element 110 · Nickel group

Created at Darmstadt in 1994 by fusing nickel and lead nuclei.

20°C时的状态 固态
原子量 281 u
ELECTRON CONFIGURATION [Rn] 5f¹⁴ 6d⁸ 7s²

结构

𫟼 原子

这不是环上点阵的示意图,而是对每个已占据子层实际概率密度|ψ|²进行蒙特卡洛采样的结果。拖动即可旋转。蓝色和紫色表示波函数的相反符号,这正是成键成为可能的原因。

轨道云

测量值

性质表

每个条形图都显示𫟼在全部118种元素中该性质的排名位置。

物理

密度 34.8 g/cm³~ 97%
熔点
沸点
比热容
热导率

原子

原子半径 247 pm~ 85%
共价半径 128 pm~
范德华半径 247 pm~

电子

电负性
电离能 897.3 kJ/mol~ 79%
电子亲和能

存在

地壳中的丰度 0 mg/kg 0%

身份

符号Ds
原子序数110
原子量281 u
类别过渡金属
d
晶体结构unknown
氧化态+4, +6
发现时间1994
发现者GSI Darmstadt

来源:IUPAC 2021 标准原子量 ·《CRC 化学与物理手册》· NIST。标有 ~ 的数值是预测值,而非测量值。

按比例显示的大小

How big is a 𫟼 atom?

Radius 247 pm — that is 0.247 nm, so about 2024 million of them side by side would span a millimetre.

热范围

Solid, liquid, gas — and when

𫟼的这两种状态转变均未测得——历史上从未同时存在过足够多的原子。

所在位置

在表中的位置

𫟼 sits in period 7, group 10. Everything in group 10 shares the same outer-electron count, which is why they behave so similarly.

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故事

𫟼 是什么,以及我们如何发现它

Created at Darmstadt in 1994 by fusing nickel and lead nuclei.

The discovery of 𫟼

𫟼于1994年由Sigurd Hofmann领导的国际研究团队首次合成。该团队在德国达姆施塔特的GSI Helmholtz Centre for Heavy Ion Research,使用先进的重离子直线加速器(UNILAC)和复杂探测系统开展研究。研究人员用加速到极高能量的镍-62离子轰击铅-208靶,成功通过核聚变生成𫟼-269,并在数秒内探测到其特征性α衰变链。德国团队使用了当时现有最先进的探测设备,包括位置灵敏探测器和复杂的数据分析系统,通过独特的放射性衰变信号和能量测量识别𫟼原子。根据国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)为新发现超重元素临时命名的惯例,该元素最初被赋予系统命名“ununnilium”(拉丁语意为“一一零”)。研究团队提议将其命名为“darmstadtium”,以纪念GSI研究设施所在地达姆施塔特,这遵循了以对元素发现具有重要意义的地点为元素命名的科学传统。这一发现是核物理学的一项非凡成就,需要在加速器运行、靶材制备和探测方法方面达到极高精度,才能制备并识别仅存在数秒的原子。成功合成𫟼需要多年重离子加速器物理、超灵敏粒子探测和复杂数据分析技术的发展,才能识别罕见核事件。经过对实验依据的全面国际审查并确认发现有效,IUPAC于2003年正式批准名称“darmstadtium”和符号“Ds”。这一成就展示了超重元素研究的持续进步,并为检验原子量极端区域有关核稳定性的理论预测提供了关键实验数据。这一发现为合成更重元素开辟了新的可能,并显著促进了人类对核结构和稳定性基本极限的理解。完成这项成就所需的国际合作体现了现代核物理研究的全球性,以及共享科学知识和资源的重要性。𫟼的成功合成确立了GSI在超重元素研究领域的世界领先地位,并为这一充满挑战的核科学领域未来的发现铺平了道路。

应用

𫟼的用途

𫟼是一种半衰期以秒计、寿命极短的人工合成超重元素,除基础核物理研究和关于原子结构极限的理论研究外,没有实际应用。该元素专门用于推进人类对超重原子核的科学认识,并为检验有关核稳定性和假想稳定岛的理论预测提供实验数据。𫟼的研究有助于验证核壳层模型,并探索在接近核稳定性极限的超重原子核中,质子和中子如何排列。该元素被用作检验复杂理论模型的实验对象,这些模型通过先进的量子力学计算,试图预测超重元素的化学和物理性质。𫟼的研究帮助科学家了解相对论效应如何影响原子行为和化学性质:随着元素越来越重,电子以光速的显著分数运动。用于制备和探测𫟼的实验技术推动了核物理仪器的发展,并促进了粒子加速器技术和探测系统的改进。𫟼的研究为理解恒星核合成过程,以及宇宙中最重元素如何在中子星合并等极端天体物理环境中形成,提供了重要数据。该元素的研究有助于培养核物理学家,并开发研究稀有核现象的新实验方法,推动当前科学能力的前沿发展。虽然𫟼本身没有实际应用,但它所支持的基础研究增进了我们对核过程的理解,而这些核过程是核医学、核能和材料科学等重要技术的基础。𫟼研究所需的国际合作促进了全球核物理研究界之间的科学合作与知识共享。未来若发现寿命更长的𫟼同位素,可能会揭示其独特性质,并在先进科学或技术领域展现潜在应用。该元素体现了人类不断探索物质基本组成并拓展科学可能边界的努力。

由于𫟼的半衰期极短,约为11秒,而且全球专业研究设施每次只能制备出少量原子,因此它在日常生活、工业或实用技术中完全没有任何应用。该元素仅用于配备重离子加速器和现有最先进探测设备的大型国际实验室中的先进核物理研究。研究机构研究𫟼,旨在探索有关原子结构理论极限以及稳定原子核所能容纳的最大质子数等基础问题。核物理学家将𫟼用作基准,用于检验和验证预测元素周期表极端区域超重元素行为和性质的理论模型。该元素还作为计算化学方法的实验对象,这些方法试图通过相对论量子力学计算,而非直接实验测量,预测化学性质。核物理教育项目将𫟼作为研究物质基本性质的前沿工作的典型例子,展示科学界持续探索原子结构极限的努力。科学数据库和参考资料会完整记录𫟼的性质,以确保所有已知化学元素都得到充分记录,即使其中一些元素只在实验室条件下短暂存在。国际科学合作项目研究𫟼,以推进全球对超重元素物理学的认识,并促进科学前沿核研究中的知识共享。对该元素的研究显著促进了探测和分析极其罕见核事件及短寿命核种的新实验技术和仪器的发展。虽然𫟼无法用于任何实际应用,但对其性质的研究推动了基础科学的发展,而基础科学支撑着医学成像、癌症治疗、核能发电和材料研究等核技术。为𫟼研究开发的复杂方法促进了粒子物理仪器、核分析技术和加速器技术的重大改进。该元素展示了当前人工合成元素能力的最高水平,代表了通过先进核物理研究创造新物质形态的最高成就。

来源

自然存在

0 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 0% of elements

在已知条件下,𫟼不会在宇宙任何地方自然存在,只能通过地球上现有最先进的粒子加速器设施,利用核聚变反应人工制备。该元素通过用轻的轰击粒子轰击重靶原子核进行合成,通常使用镍-62轰击粒子和铅-208靶,经过核聚变过程生成𫟼-269。制备过程需要最先进的重离子加速器,这些加速器必须能够将离子加速到精确能量,并在束流聚焦、靶位置和计时系统方面保持极高精度。即使采用现有最先进的加速器技术,每天也只能制备出一到两个𫟼原子,而这些原子会在生成后数秒内通过放射性过程衰变。已知最稳定的同位素𫟼-281的半衰期约为11秒,其他同位素衰变得更快,有些在形成后数毫秒内就会衰变。该元素的制备仅限于全球大约三到四座专业研究设施,包括德国的GSI、日本的RIKEN,以及其他具备超重元素合成能力的类似机构。𫟼完全由人工合成,这意味着在当前物理条件下,它在已知宇宙中没有地质分布、没有环境存在,也没有自然形成过程。所有𫟼研究都必须针对单个原子或极少量原子进行,并通过其特征性放射性衰变信号探测,这需要科学界现有最灵敏的探测设备。人类迄今制备的𫟼总量小到任何常规测量技术都无法探测,在数十年的密集研究中,可能也只生成了几十个原子。由于𫟼放射性衰变极快,且完全不存在自然生成机制,因此它在任何地方的环境浓度实际上都为零。该元素只会在高度受控的核物理实验室环境中短暂存在,并在生成后数秒内衰变为较轻元素。即使技术不断进步,未来的制备能力也不太可能显著提高,这将确保𫟼仍然是人类科学活动能够创造的最稀有、最短暂的物质之一。

处理

安全

𫟼 具有放射性。 It has no stable isotope — every nucleus decays. 处理时需要适当的屏蔽和许可。

由于强放射性、极短的半衰期,以及制备和研究所需的高能核过程,𫟼在核物理研究中带来了可能达到的最严重放射性危害。主要安全问题并不在于𫟼原子本身——它们的数量可以忽略不计且仅存在几秒——而在于合成过程中产生的极强辐射场,以及该元素发生放射性衰变时形成的复杂放射性衰变产物级联。参与𫟼研究的人员必须佩戴现有最完善的辐射监测系统,并遵守为核物理研究制定的最严格安全规程,以尽量减少接触高能辐射、中子和放射性污染。研究设施必须配备多层相互独立的先进辐射屏蔽系统,包括铅、钨等致密材料和专用中子吸收材料,以保护工作人员免受强伽马辐射、中子通量和带电粒子辐射的伤害。工作环境需要使用多个相互冗余的辐射探测系统进行持续监测,并配备自动安全联锁装置;一旦辐射水平超过任何预先设定的安全阈值,该装置必须能够立即关闭所有操作。所有人员在获准进入这些设施前,必须完成涵盖辐射安全、应急响应程序、核物理危害以及超重元素研究特定风险的全面专业培训。𫟼的半衰期极短,会迅速通过多种途径发生放射性衰变,形成复杂的高放射性子体混合物,每种子体都需要特定的隔离和监测程序。必须制定并定期演练全面的应急预案,涵盖重大放射性污染事件、加速器故障、探测系统失效以及涉及辐射暴露的医疗紧急情况。𫟼研究产生的所有废弃材料都需要在安全设施中进行专门的长期储存,并持续监测,因为其中存在具有不同衰变特征和潜在长期危害的多种放射性同位素。孕妇、未满18岁人员或患有某些疾病的人员,绝对禁止进入开展𫟼研究的区域,因为他们对辐射效应和潜在遗传损伤极为敏感。研究设施必须为所有人员保存尽可能详细的暴露记录,并通过优化时间、距离和屏蔽规程,严格执行ALARA(在合理可行的情况下尽量降低)原则。由独立专家定期进行全面安全审计,持续校准和维护设备,并频繁开展应急响应演练,这些措施对于确保所有辐射防护系统始终完全有效,以及使安全规程保持最高标准,都至关重要。

快速回答

𫟼:常见问题

What is 𫟼?

𫟼 (symbol Ds) is element 110 on the periodic table, a 过渡金属 in period 7, group 10. Created at Darmstadt in 1994 by fusing nickel and lead nuclei. At room temperature it is a solid, and it is radioactive.

What is the electron configuration of 𫟼?

𫟼's ground-state electron configuration is [Rn] 5f¹⁴ 6d⁸ 7s², giving 7 occupied shells holding 2, 8, 18, 32, 32, 16, 2 electrons respectively.

What is the atomic mass of 𫟼?

𫟼 has no stable isotope, so it has no standard atomic weight. The figure quoted, 281, is the mass number of its longest-lived known isotope.

How dense is 𫟼?

𫟼 is predicted to have a density of about 34.8 g/cm³, though no sample large enough to weigh has ever been made. Water is 1.0 g/cm³ for comparison.

Who discovered 𫟼, and when?

𫟼 was discovered in 1994 by GSI Darmstadt. It is named after darmstadt, Germany.

How common is 𫟼 on Earth?

𫟼 does not occur naturally on Earth in any meaningful quantity — it is made in a reactor or an accelerator.

Is 𫟼 radioactive?

Yes. 𫟼 has no stable isotope — every one of its nuclei decays. It does not occur in usable quantities in nature and must be synthesised.