elemento transurânio -Transuranium element
Os elementos transurânicos (também conhecidos como elementos transurânicos ) são os elementos químicos com números atômicos maiores que 92, que é o número atômico do urânio . Todos esses elementos são sintéticos , instáveis e decaem radioativamente em outros elementos.
Visão geral
Dos elementos com números atômicos de 1 a 92, a maioria pode ser encontrada na natureza, tendo isótopos estáveis (como o hidrogênio ) ou radioisótopos de vida muito longa (como o urânio ), ou existindo como produtos comuns do decaimento do urânio e do tório. (como o radônio ). As exceções são os elementos 43 , 61 , 85 e 87 ; todos os quatro ocorrem na natureza, mas apenas em ramos muito menores das cadeias de decaimento de urânio e tório, e assim todos, exceto o elemento 87, foram descobertos pela síntese em laboratório e não na natureza (e mesmo o elemento 87 foi descoberto a partir de amostras purificadas de seu pai, não diretamente da natureza).
Todos os elementos com números atômicos mais altos foram descobertos pela primeira vez em laboratório, com neptúnio e plutônio mais tarde também descobertos na natureza. Eles são todos radioativos , com uma meia-vida muito mais curta do que a idade da Terra , então quaisquer átomos primordiais desses elementos, se eles já estiveram presentes na formação da Terra, há muito decaíram. Traços de neptúnio e plutônio se formam em algumas rochas ricas em urânio, e pequenas quantidades são produzidas durante testes atmosféricos de armas nucleares . Esses dois elementos são gerados a partir da captura de nêutrons no minério de urânio com decaimentos beta subsequentes (por exemplo , 238 U + n → 239 U → 239 Np → 239 Pu ).
Todos os elementos mais pesados que o plutônio são inteiramente sintéticos ; eles são criados em reatores nucleares ou aceleradores de partículas . As meias-vidas desses elementos mostram uma tendência geral de diminuir à medida que os números atômicos aumentam. Existem exceções, no entanto, incluindo vários isótopos de cúrio e dúbnio . Alguns elementos mais pesados nesta série, em torno dos números atômicos 110-114, são pensados para quebrar a tendência e demonstrar maior estabilidade nuclear, compreendendo a ilha teórica de estabilidade .
Elementos transurânicos pesados são difíceis e caros de produzir, e seus preços aumentam rapidamente com o número atômico. A partir de 2008, o custo do plutônio para armas era de cerca de US$ 4.000/grama, e o califórnio ultrapassou US$ 60.000.000/grama. O einsteinio é o elemento mais pesado que foi produzido em quantidades macroscópicas.
Elementos transurânicos que não foram descobertos, ou foram descobertos, mas ainda não foram oficialmente nomeados, usam os nomes sistemáticos de elementos da IUPAC . A nomenclatura de elementos transurânicos pode ser fonte de controvérsia .
Descoberta e nomeação de elementos transurânicos
Até agora, essencialmente todos os elementos transurânicos foram descobertos em quatro laboratórios: Lawrence Berkeley National Laboratory nos Estados Unidos (elementos 93-101, 106 e crédito conjunto para 103-105), o Joint Institute for Nuclear Research in Russia (elementos 102 e 114–118, e crédito conjunto para 103–105), o GSI Helmholtz Center for Heavy Ion Research na Alemanha (elementos 107–112) e RIKEN no Japão (elemento 113).
- O Laboratório de Radiação (agora Lawrence Berkeley National Laboratory ) na Universidade da Califórnia, Berkeley , liderado principalmente por Edwin McMillan , Glenn Seaborg e Albert Ghiorso , durante 1945-1974:
- 93. neptúnio , Np, nomeado após o planeta Netuno , pois segue o urânio e Netuno segue Urano na sequência planetária (1940).
- 94. plutônio , Pu, nomeado em homenagem ao então planeta Plutão , seguindo a mesma regra de nomenclatura que segue neptúnio e Plutão segue Netuno no Sistema Solar (1940).
- 95. amerício , Am , nomeado porque é um análogo ao európio , e por isso recebeu o nome do continente onde foi produzido pela primeira vez (1944).
- 96. curium , Cm , em homenagem a Pierre e Marie Curie , cientistas famosos que separaram os primeiros elementos radioativos (1944), pois seu análogo mais leve gadolínio recebeu o nome de Johan Gadolin .
- 97. berkelium , Bk, em homenagem à cidade de Berkeley , onde está localizada a Universidade da Califórnia, Berkeley (1949).
- 98. californium , Cf, em homenagem ao estado da Califórnia , onde a universidade está localizada (1950).
- 99. einsteinium , Es, em homenagem ao físico teórico Albert Einstein (1952).
- 100. fermium , Fm, em homenagem a Enrico Fermi , o físico que produziu a primeira reação em cadeia controlada (1952).
- 101. mendelevium , Md, em homenagem ao químico russo Dmitri Mendeleev , creditado por ser o principal criador da tabela periódica dos elementos químicos (1955).
- 102. nobelium , No, em homenagem a Alfred Nobel (1958). Esta descoberta também foi reivindicada pelo JINR, que o nomeou joliotium (Jl) em homenagem a Frédéric Joliot-Curie . A IUPAC concluiu que o JINR foi o primeiro a sintetizar de forma convincente o elemento, mas manteve o nome nobélio como profundamente enraizado na literatura.
- 103. lawrencium , Lr, em homenagem a Ernest O. Lawrence , um físico mais conhecido pelo desenvolvimento do ciclotron , e a pessoa para quem o Lawrence Livermore National Laboratory e o Lawrence Berkeley National Laboratory (que sediou a criação desses elementos transurânicos) são nomeado (1961). Esta descoberta também foi reivindicada pelo JINR, que propôs o nome Rutherfordium (Rf) em homenagem a Ernest Rutherford . A IUPAC concluiu que o crédito deve ser compartilhado, mantendo o nome lawrencium como enraizado na literatura.
- 104. Rutherfordium , Rf, em homenagem a Ernest Rutherford , que foi responsável pelo conceito de núcleo atômico (1968). Esta descoberta também foi reivindicada pelo Joint Institute for Nuclear Research (JINR) em Dubna , Rússia (então União Soviética ), liderado principalmente por Georgy Flyorov : eles nomearam o elemento kurchatovium (Ku), em homenagem a Igor Kurchatov . A IUPAC concluiu que o crédito deve ser compartilhado.
- 105. dubnium , Db, elemento que leva o nome da cidade de Dubna , onde está localizado o JINR. Originalmente chamado de "hahnium" (Ha) em homenagem a Otto Hahn pelo grupo Berkeley (1970), mas renomeado pela União Internacional de Química Pura e Aplicada (1997). Esta descoberta também foi reivindicada pelo JINR, que a nomeou nielsbohrium (Ns) em homenagem a Niels Bohr . A IUPAC concluiu que o crédito deve ser compartilhado.
- 106. seaborgium , Sg, em homenagem a Glenn T. Seaborg . Este nome causou polêmica porque Seaborg ainda estava vivo, mas acabou sendo aceito por químicos internacionais (1974). Esta descoberta também foi reivindicada pelo JINR. A IUPAC concluiu que a equipe de Berkeley foi a primeira a sintetizar de forma convincente o elemento.
- A Gesellschaft für Schwerionenforschung (Sociedade para Pesquisa de Íons Pesados) em Darmstadt , Hessen, Alemanha, liderada principalmente por Gottfried Münzenberg , Peter Armbruster e Sigurd Hofmann , durante 1980-2000:
- 107. bohrium , Bh, nomeado em homenagem ao físico dinamarquês Niels Bohr , importante na elucidação da estrutura do átomo (1981). Esta descoberta também foi reivindicada pelo JINR. A IUPAC concluiu que o GSI foi o primeiro a sintetizar de forma convincente o elemento. A equipe do GSI havia proposto originalmente nielsbohrium (Ns) para resolver a disputa de nomenclatura no elemento 105, mas isso foi alterado pela IUPAC, pois não havia precedente para usar o primeiro nome de um cientista em um nome de elemento.
- 108. hassium , Hs , nomeado após a forma latina do nome de Hessen , o Bundesland alemão onde este trabalho foi realizado (1984). Esta descoberta também foi reivindicada pelo JINR. A IUPAC concluiu que o GSI foi o primeiro a sintetizar de forma convincente o elemento, embora reconhecendo o trabalho pioneiro no JINR.
- 109. meitnerium , Mt, em homenagem a Lise Meitner , uma física austríaca que foi uma das primeiras cientistas a estudar a fissão nuclear (1982).
- 110. darmstadtium , Ds, em homenagem a Darmstadt , Alemanha, cidade em que este trabalho foi realizado (1994). Essa descoberta também foi reivindicada pelo JINR, que propôs o nome becquerelium em homenagem a Henri Becquerel , e pelo LBNL, que propôs o nome hahnium para resolver a disputa sobre o elemento 105 (apesar de ter protestado contra a reutilização de nomes estabelecidos para diferentes elementos). A IUPAC concluiu que o GSI foi o primeiro a sintetizar de forma convincente o elemento.
- 111. roentgenium , Rg, em homenagem a Wilhelm Conrad Röntgen , descobridor dos raios X (1994).
- 112. copernicium , Cn, em homenagem ao astrônomo Nicolau Copérnico (1996).
- Rikagaku Kenkyūsho (RIKEN) em Wakō, Saitama , Japão, liderado principalmente por Kōsuke Morita :
- O Joint Institute for Nuclear Research (JINR) em Dubna, Rússia, liderado principalmente por Yuri Oganessian , em colaboração com vários outros laboratórios, incluindo o Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), desde 2000:
- 114. flerovium , Fl, em homenagem ao físico soviético Georgy Flyorov , fundador do JINR (1999).
- 115. moscovium , Mc, em homenagem ao Oblast de Moscou , Rússia, onde o elemento foi descoberto (2004).
- 116. livermorium , Lv, em homenagem ao Lawrence Livermore National Laboratory , colaborador do JINR na descoberta (2000).
- 117. tennessina , Ts, nomeada em homenagem à região do Tennessee , onde foi fabricado o alvo de berquélio necessário para a síntese do elemento (2010).
- 118. oganesson , Og, em homenagem a Yuri Oganessian , que liderou a equipe do JINR na descoberta dos elementos 114 a 118 (2002).
Elementos superpesados
Elementos superpesados , (também conhecidos como átomos superpesados , comumente abreviados SHE ) geralmente se referem aos elementos transactinídeos começando com rutherfórdio (número atômico 104). Eles só foram feitos artificialmente, e atualmente não servem para nenhum propósito prático porque suas meias-vidas curtas fazem com que eles decaiam após um tempo muito curto, variando de alguns minutos a apenas alguns milissegundos (exceto para o dúbnio , que tem uma meia-vida de mais de um dia), o que também os torna extremamente difíceis de estudar.
Todos os átomos superpesados foram criados desde a segunda metade do século 20 e estão sendo criados continuamente durante o século 21 à medida que a tecnologia avança. Eles são criados através do bombardeio de elementos em um acelerador de partículas . Por exemplo, a fusão nuclear de califórnio -249 e carbono -12 cria rutherfórdio -261. Esses elementos são criados em quantidades na escala atômica e nenhum método de criação em massa foi encontrado.
Formulários
Elementos de transurânio podem ser utilizados para sintetizar outros elementos superpesados. Elementos da ilha de estabilidade têm aplicações militares potencialmente importantes, incluindo o desenvolvimento de armas nucleares compactas. As potenciais aplicações cotidianas são vastas; o elemento amerício é utilizado em dispositivos como detectores de fumaça e espectrômetros .
Veja também
- Condensado de Bose-Einstein (também conhecido como Superátomo )
- Ilha de estabilidade
- Actinida menor
- Repositório geológico profundo , um local para depositar resíduos transurânicos
Referências
Leitura adicional
- Eric Scerri, A Very Short Introduction to the Periodic Table, Oxford University Press, Oxford, 2011.
- Os elementos superpesados
- Bibliografia anotada para os elementos transurânicos da Biblioteca Digital Alsos para Assuntos Nucleares.
- Elementos de transurânio
- Site oficial da rede Super Heavy Elements (rede da iniciativa europeia de infraestrutura integrada EURONS)
- Darmstádio e além
- Christian Schnier, Joachim Feuerborn, Bong-Jun Lee: Traços de elementos transurânicos em minerais terrestres? ( Online , PDF-Data, 493 kB)
- Christian Schnier, Joachim Feuerborn, Bong-Jun Lee: A busca por elementos superpesados (SHE) em minerais terrestres usando XRF com radiação síncrotron de alta energia. ( Online , PDF-Data, 446 kB)