Livermorium: Propriedades e usos dos elementos

Introdução

O Livermorium (Lv, número atômico 116) é um elemento artificial superpesado do grupo calcogênio da tabela periódica. Ele foi sintetizado pela primeira vez em 2000 por uma equipe de cientistas americanos e russos no Joint Institute for Nuclear Research (JINR) em Dubna, Rússia, juntamente com o Lawrence Livermore National Laboratory. O nome livermorium foi oficialmente dado ao elemento em 2012 para homenagear o papel do laboratório Lawrence Livermore na descoberta de elementos superpesados.

Apesar de ser produzido apenas em alguns átomos de cada vez, o livermorium oferece aos cientistas uma oportunidade única de estudar a estabilidade nuclear, os efeitos relativísticos e o comportamento dos elétrons em núcleos superpesados que não podem ser estudados em elementos que ocorrem naturalmente.

História e nome

A síntese do livermorium foi uma extensão de um esforço geral para produzir elementos além do urânio (elementos transuranianos). Os pesquisadores bombardearam alvos de cúrio-248 com íons de cálcio-48 em aceleradores de partículas para produzir isótopos de livermorium-293 e livermorium-292. Os isótopos têm meia-vida de aproximadamente 60-70 milissegundos, refletindo a extrema instabilidade dos núcleos superpesados.

O nome "livermorium" homenageia o Laboratório Nacional Lawrence Livermore por sua posição na vanguarda da síntese de elementos superpesados e da física nuclear.

Propriedades químicas

Devido à sua natureza superpesada e meia-vida curta, as propriedades químicas do livermorium são principalmente teóricas. Espera-se que ele seja semelhante ao telúrio e ao polônio, os outros membros do grupo 16, e forme estados de oxidação -2, por exemplo. No entanto, os efeitos relativísticos alteram severamente seus orbitais de elétrons, o que pode tornar a ligação e a reatividade diferentes daquelas observadas nos calcogênios mais leves.

Espera-se que ele apresente caráter metálico, ao contrário de suas contrapartes mais leves do grupo 16, e pode até mesmo dar origem a compostos voláteis sob condições experimentais.

Para obter mais propriedades potenciais e conhecidas do livermorium, consulte o Stanford Advanced Materials (SAM).

Métodos de produção

O livermorium é sintetizado por reações de fusão nuclear em aceleradores de partículas:

1. Preparação do alvo: São preparados alvos de actinídeos pesados, como cúrio-248 ou plutônio-244.

2. Bombardeio de projéteis: Um feixe de íons de cálcio-48 é acelerado e bombardeado no alvo para induzir a fusão.

3. Detecção e identificação: Os átomos de Livermorium formados são imediatamente identificados por meio de espectroscopia alfa e cadeias de decaimento à medida que os isótopos decaem em milissegundos.

- Exemplo de caso: A equipe de Dubna, na primeira síntese de 2000, identificou quatro átomos de livermorium-292, confirmando sua criação e permitindo o monitoramento de cadeias de decaimento que finalmente terminam nos conhecidos isótopos de chumbo e bismuto.

O rendimento é extremamente baixo, até menos de dez átomos por experimento, o que exige intensidade do feixe, precisão de energia e estabilidade do alvo.

Usos do Livermorium

O Livermorium não tem usos potenciais devido à sua alta radioatividade e meia-vida curta. Seu principal uso é científico, fornecendo informações sobre:

-Estabilidade nuclear: Os experimentos com o Livermorium estabelecem a "ilha de estabilidade" dos elementos superpesados e influenciam as previsões para isótopos de vida mais longa.

- Química teórica: O elemento facilita a demonstração de modelos quânticos relativísticos de comportamento físico e químico em núcleos superpesados.

- Metodologias de Física Nuclear: A síntese do livermorium promoveu desenvolvimentos na tecnologia de aceleradores de partículas, técnicas de detecção de decaimento alfa e separação de isótopos.

Exemplo de caso: Em 2015, os pesquisadores usaram isótopos de livermorium sintetizados para confirmar cadeias de decaimento teóricas conforme computadas empregando modelos de casca nuclear. Isso desempenhou um papel crucial no fornecimento de dados para elementos modelados de estabilidade Z > 110, para informar futuros esforços para sintetizar elementos superpesados de vida mais longa, como o oganesson (Og, Z=118).

Perguntas frequentes

Como o livermorium é produzido?

Por meio da fusão nuclear, bombardeando alvos de actinídeos pesados (plutônio ou cúrio) com íons de cálcio-48 em aceleradores de partículas.

O que faz com que o livermorium seja instável?

Seu núcleo superpesado está sob extrema repulsão de Coulomb e, portanto, tem meia-vida muito curta (milissegundos).

Quais são suas propriedades químicas?

Em grande parte teóricas, mas semelhantes aos elementos do grupo 16, embora fortemente influenciadas por efeitos de elétrons relativísticos, provavelmente exibem caráter metálico.

Por que sua produção é importante?

A produção de livermorium amplia os limites da química nuclear, refinando os métodos de detecção e estudo de elementos superpesados.

Qual é a aplicação do livermorium na pesquisa?

Ele fornece informações valiosas sobre as forças nucleares, os mecanismos de decaimento e a ilha hipotética de estabilidade, formando a base para as investigações de elementos superpesados.

Ele tem algum uso prático?

Ainda não - sua utilidade é puramente na pesquisa de fronteira, pois ajuda os cientistas a desenvolver modelos de estrutura atômica e estabilidade nuclear.