Darmstadtio

Muchas naciones y continentes dan nombre a elementos químicos (como germanio, francio o americio), pero muy pocas ciudades gozan de ese privilegio. En 2003, la IUPAC aceptó honrar a la ciudad de Darmstadt, en el estado de Hesse, por haber acogido y respaldado durante décadas al laboratorio GSI. Darmstadt se convirtió así en una de las escasísimas urbes del mundo inmortalizadas directamente en una casilla de la tabla periódica de los elementos.

En casi todos los elementos metálicos, los electrones se colocan siguiendo un orden predecible de energía. Pero en el darmstadtio, los efectos de la relatividad atraen y aceleran tanto a sus electrones que la capa más externa 7s se llena antes de tiempo con dos electrones estables. Esto hace que sus átomos sean más compactos y químicamente más nobles de lo que sugerirían las reglas habituales.

En 1994, los físicos de Darmstadt dispararon durante semanas un haz de billones de iones pesados de níquel contra una lámina fina de plomo. La probabilidad de que dos núcleos chocaran con la fuerza y ángulo exactos para fundirse sin destruirse era infinitesimal. Tras incontables colisiones, un único átomo de darmstadtio se formó y fue detectado por sus señales de desintegración antes de desaparecer en milésimas de segundo.

Durante años, laboratorios rivales dudaron de que la técnica de fusión fría ideada en Alemania pudiera superar el elemento 108 debido a la caída exponencial de la probabilidad de fusión. El descubrimiento exitoso del darmstadtio en 1994 y del roentgenio pocas semanas después demostró que los núcleos doblemente mágicos de plomo-208 mantenían una barrera de fusión excepcionalmente favorable, consolidando la supremacía técnica del separador SHIP del GSI.

El primer isótopo descubierto en 1994, el darmstadtio-269, vivía apenas una fracción de milisegundo al sufrir una inestabilidad severa por exceso relativo de protones. En cambio, el darmstadtio-281 contiene ciento setenta y un neutrones, aproximándose a la proyectada isla de estabilidad nuclear. Esta mayor proporción de neutrones amortigua la repulsión electrostática nuclear, ralentizando la desintegración por fisión espontánea y extendiendo su supervivencia hasta casi trece segundos completos.

El darmstadtio se produce átomo a átomo y sus isótopos se desintegran rápidamente. Para estudiar su química, los científicos deben crear el átomo, transportarlo hasta un equipo y observar cómo interactúa con otras sustancias antes de que desaparezca. La escasez de átomos impide realizar pruebas repetidas como en un laboratorio convencional. Por eso, gran parte de su comportamiento se estima mediante cálculos y comparaciones con elementos cercanos.

El darmstadtio está debajo del platino en el grupo 10, pero sus propiedades químicas no se han medido con suficiente detalle para afirmar que sea más resistente a la corrosión. Los cálculos sugieren que los efectos relativistas podrían modificar su reactividad y hacerlo distinto de los metales más ligeros del grupo. Cualquier comparación con el platino sigue siendo provisional, ya que no se dispone de una muestra visible para pruebas convencionales.