鐽

鐽是一種人工合成的元素，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轰击鉛-208而合成的。製成的同位素有鐽-269和鐽-271，其中鐽-271比較穩定。

${\displaystyle \,_{82}^{208}\mathrm {Pb} +\,_{28}^{62}\mathrm {Ni} \to \,_{110}^{269}\mathrm {Ds} +\,_{0}^{1}\mathrm {n} }$

${\displaystyle \,_{82}^{208}\mathrm {Pb} +\,_{28}^{64}\mathrm {Ni} \to \,_{110}^{271}\mathrm {Ds} +\,_{0}^{1}\mathrm {n} }$

根据IUPAC元素系统命名法，鐽的舊稱是Ununnilium，源自110的拉丁文寫法。2003年8月16日，IUPAC正式將其命名為Darmstadtium，以紀念發現這元素的重離子研究所所在地达姆施塔特（但其實GSI位于达姆施塔特以北的Wixhausen小区）。由於110也是德國報警時所撥的號碼，鐽又有另外一個外號：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]

下表列出各種可用以產生110號元素的目標、發射體組合。

GSI的科學家在1986年研究了這條反應，但沒有成功。計算出的截面限制在12 pb。1994年，他們使用改進了的設施，成功地檢測到9顆²⁷¹Ds原子。GSI在2000年成功重現了這種反應，檢測到4個原子[6][7][8][9] ，勞倫斯伯克利國家實驗室則在2000年和2004年探測到9顆原子，而2002年日本理化學研究所也測得14顆原子。[10]

2000年10月至11月，GSI小組也在反應中使用²⁰⁷Pb目標體進行實驗，以尋找新的同位素²⁷⁰Ds。他們成功合成8個²⁷⁰Ds原子，其中包括基態²⁷⁰Ds和高自旋同核異構體^270mDs。[11]

GSI的研究小組於1994年研究了這條反應，探測到3個²⁶⁹Ds原子。他們起初測定了第4條衰變鏈，但其後將其撤回。

俄羅斯杜布納的小組在1986年首次研究這個反應。他們無法檢測到任何原子，測量的截面限制在1 pb。1995年，勞倫斯伯克利國家實驗室報告表明，他們成功地在1n中子蒸發通道中檢測到²⁶⁷Ds的單個原子。然而他們沒有測量某些衰變，因此需要進一步研究來確認這一發現。[12]

杜布納的團隊在1986年首次嘗試用熱核聚變合成鐽元素。他們無法測量任何自發裂變活動，計算出的截面限制在1 pb。1997年11月和1998年10月，同樣的團隊在三個不同的實驗中重新研究這種反應。他們的新方法使用⁴⁸Ca來合成超重元素。他們檢測到一些半衰期相對較長的自發裂變活動，並初步分配到衰變產物²⁶⁹Sg或²⁶⁵Rf，截面為5 pb。

杜布納小組在1986年和1987年進行了這種反應，並在這兩個實驗中測量到10毫秒的自發裂變活動，分配到²⁷²Ds，截面為10 pb。目前認為這項裂變活動並不是來自鐽同位素的。

1987年，杜布納小組首次嘗試這種反應。他們只觀察到來自^240mfAm和^242mfAm的自發裂變，截面限制在1.6 pb。GSI小組於1990年首次研究這個反應，沒有檢測到任何鐽原子。2001年8月，GSI重複進行反應，但沒有成功，計算出的截面限制在1.0 pb。

1987年，杜布納小組首次嘗試這種反應，但沒有觀察到自發裂變活動。

1987年，杜布納小組首次嘗試這種反應，但沒有觀察到自發裂變活動。GSI團隊在1990年作進一步研究，同樣沒有檢測到鐽原子，截面限制在21 pb。

GSI團隊在1990年首次嘗試這條反應，但沒有檢測到鐽原子，截面限制在21 pb。

1994年9月，杜布納小組在5n中子蒸發通道中檢測到²⁷³Ds的單個原子，截面只有400 fb。[13]

科學家也曾在更重元素的衰變產物中發現鐽的同位素。

在一些實驗中，²⁹³Lv和²⁸⁹Fl衰變所產生的鐽同位素以8.77 MeV的能量進行α衰變，半衰期為3.7分鐘。雖然未經證實，但這項活動極有可能是與一個亞穩態同核異構體^281mDs有關。

首次合成鈇時所產生的兩個原子起初被認定為²⁸⁸Fl，其衰變到²⁸⁰Ds後進行自發裂變。後來該發現被改為²⁸⁹Fl，衰變產物則改為²⁸¹Ds。因此²⁸⁰Ds目前還是未知的同位素。

1999年一項有關發現²⁹³Uuo的報告指出，²⁷⁷Ds以10.18 MeV能量進行α衰變，半衰期為3 ms。發現者於2001年撤回這項發現。這個同位素最後於2010年被合成，其衰變特性不符合此前的數據。

GSI在1996年合成²⁷⁷Cn（詳見鎶），其中一條衰變鏈以9.73 MeV能量進行α衰變，形成²⁷³Ds，半衰期為170毫秒。該數據無法得到證實，因此^273mDs目前還是未知的。

在第一次嘗試合成鐽的實驗中，10毫秒的自發裂變活動被分配到²⁷²Ds，所用反應為²³²Th(⁴⁴Ca,4n)。該同位素的發現已被撤回。

分別由²⁸⁹Fl或²⁹³Lv形成²⁸¹Ds的兩條衰變鏈相互存在矛盾。最常見的衰變模式是自發裂變，半衰期為11秒。一個未經證實的罕見衰變模式是能量為8.77MeV的α衰變，觀察到的半衰期為3.7分鐘。這種衰變路徑十分特別，很可能是源自同核異構體能級，但需要進一步研究來確認這些報告。

直接合成²⁷¹Ds的衰變數據清楚地表明存在兩個同核異構體。第一個所釋放的α粒子能量為10.74和10.69 MeV，半衰期為1.63毫秒；另一個的α粒子能量為10.71 MeV，半衰期為69毫秒。第一個同核異構體為基態，後者則為同核異能態。有科學家認為，由於兩種同核異構體的α衰變能量相近，因此同核異能態主要是以延遲同核異能躍遷的形式進行衰變的。

直接和成²⁷⁰Ds的實驗結果明確表明存在兩個同核異構體。基態²⁷⁰Ds通過α衰變形成²⁶⁶Hs，途中釋放一顆能量為11.03 MeV的α粒子，半衰期為0.1毫秒。亞穩態同樣進行α衰變，期間放射能量為12.15、11.15和10.95 MeV的α粒子，半衰期為6毫秒。亞穩態在釋放12.15 MeV能量的α粒子後，會形成²⁶⁶Hs的基態。這表明該亞穩態的能量比基態高出1.12 MeV。

下表列出直接合成鐽的聚變核反應的截面和激發能量。粗體數據代表從激發函數算出的最大值。+代表觀測到的出口通道。

理論對不同鐽同位素半衰期的估值與實驗結果相符。[14][15]尚未被發現的同位素²⁹⁴Ds的中子數為幻數，其α衰變半衰期預計長達311年。[16][17]

下表列出各種目標-發射體組合，並給出最高的預計產量。

MD：多面；DNS：雙核系統；σ：截面

鐽預計將是6d系的第8個過渡金屬，是元素週期表中10族最重的成員，位於鎳、鈀和鉑的下面。鉑的最高氧化態為+6，但鎳和鈀則具有穩定的+4和+2態。因此鐽的氧化態預計將會是+6、+4和+2。

鐽的同族元素從上到下高價態越來越穩定，因此鐽可能會形成穩定的六氟化物DsF₆以及DsF₅和DsF₄和三氧化物DsO₃。鹵素應該能夠與鐽形成四鹵化物，DsCl₄、DsBr₄和DsI₄。和其他10族元素一樣，鐽預計可以有較高的硬度和催化性。