Tennessine: Propriedades e usos do elemento

Descrição

A tennessina (Ts) é um elemento sintético, superpesado e altamente radioativo com o número atômico 117. Uma das mais recentes adições à tabela periódica, ele ocupa uma posição fundamental na pesquisa nuclear moderna. A tennessina existe por momentos, em frações de segundo, antes de se decompor em elementos mais leves, mas sua criação marca um avanço na busca moderna por núcleos superpesados.

História e nome

A tennessina foi sintetizada pela primeira vez em 2010 por meio de um esforço conjunto de cientistas russos e americanos do Joint Institute for Nuclear Research (JINR) em Dubna, Rússia, e do Oak Ridge National Laboratory (ORNL) no Tennessee, EUA. O experimento teve como alvo o berkelium-249 (²⁴⁹Bk) com íons de cálcio-48 (⁴⁸Ca) para produzir átomos de Tennessine-294.

Os novos átomos se decompuseram quase que instantaneamente, mas suas emissões características de partículas alfa foram a prova da existência do elemento 117.

Em 2016, a União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC) reconheceu oficialmente a descoberta e aprovou o nome "Tennessine", em homenagem ao estado americano do Tennessee, para homenagear as contribuições do ORNL, da Universidade Vanderbilt e da Universidade do Tennessee para a pesquisa e a descoberta de elementos superpesados.

Propriedades atômicas e físicas

Espera-se que a tennessina se comporte como um halogênio metálico ou semimetálico, ao contrário dos análogos mais leves, como o cloro ou o iodo. Os modelos teóricos sugerem que os efeitos relativísticos - devido à alta velocidade dos elétrons internos - podem conferir a ele um caráter não metálico mais fraco e talvez tendências de ligação metálica.

Descrição das propriedades químicas

Como resultado de sua meia-vida extremamente curta e pequena produção, nenhum experimento químico real foi realizado com a tennessina. A química computacional e as tendências periódicas, no entanto, dão uma ideia de seu provável comportamento:

-Semelhança de grupo: A tennessina está no Grupo 17 (os halogênios) e espera-se que apresente alguma semelhança de reatividade com a astatina (At), o maior halogênio de ocorrência natural.

- Estados de oxidação: Os estados de oxidação calculados são -1, +1 e +3, dos quais +1 e +3 devem ser mais estáveis devido aos efeitos de estabilização relativística.

- Reatividade química: Daria origem a compostos simples, como cloreto de tennessina (TsCl) e fluoreto de tennessina (TsF), mas nenhum deles foi estabelecido experimentalmente.

Produção e síntese

A síntese da tennessina é uma conquista científica maravilhosa que envolve aceleradores de partículas, alvos radioativos e tecnologia sofisticada de feixes de íons.

A síntese envolve as seguintes etapas principais:

1. Preparação do alvo: Uma fina camada de berkelium-249, preparada no Reator de Isótopos de Alto Fluxo do ORNL, é depositada em uma folha de titânio.

2. Bombardeio de íons: O feixe de cálcio-48 é acelerado até atingir alta energia e bombardeado no alvo de berquélio.

3. Fusão nuclear: Às vezes, a colisão de núcleos resulta na formação de um núcleo composto superpesado (Tennessine), que libera nêutrons e decai quase imediatamente.

4. Detecção: Detectores cuidadosamente projetados medem a cadeia de decaimento alfa para confirmar a presença do novo elemento.

Devido ao seu baixo rendimento - apenas alguns átomos por experimento - e ao rápido decaimento, cada observação exige alta precisão e cooperação mundial.

Aplicações e importância científica

A meia-vida curta e a produção minúscula da tennessina eliminam qualquer uso industrial ou comercial, mas seu impacto científico é enorme:

- Estudos de estrutura nuclear: O estudo da tennessina permite que os físicos observem como os prótons e nêutrons se comportam na região superpesada da tabela periódica.

- Confirmação teórica: Sua descoberta confirma as previsões do modelo de casca nuclear e a busca pela "ilha de estabilidade", uma região teórica onde os elementos superpesados podem ter meias-vidas mais longas.

- Desenvolvimento tecnológico: Os equipamentos e métodos desenvolvidos para produzir tennesseína - como preparação avançada de alvos, manipulação de feixes de partículas e tecnologia de detectores - influenciaram os desenvolvimentos em medicina nuclear, ciência de materiais e física de aceleradores. Para obter mais informações, consulte Stanford Advanced Materials (SAM).

Perguntas frequentes

O que é Tennessine?

Tennessine (Ts) é um elemento sintético e radioativo com número atômico 117, produzido por reações de fusão nuclear de alta energia de isótopos de berquélio e cálcio.

Por que o nome Tennessine?

O elemento recebeu esse nome em homenagem ao estado americano do Tennessee, em reconhecimento ao papel fundamental desempenhado por suas instituições de pesquisa na descoberta.

Como o Tennessine é produzido?

Ele é produzido pelo bombardeio de alvos de berquélio-249 com íons de cálcio-48 em um acelerador de partículas, produzindo apenas alguns átomos por vez.

Quais são suas propriedades químicas?

Espera-se que aja como um halogênio pesado, talvez de caráter metálico, com estados de oxidação de -1, +1 e +3.

O Tennessine tem alguma aplicação industrial útil?

Não existem aplicações úteis até o momento devido à sua instabilidade, mas sua síntese impulsiona a tecnologia em ciência nuclear e instrumentação de alta precisão.

Qual é a vantagem de estudar o Tennessine?

Aumenta a compreensão da estabilidade dos elementos superpesados, das forças nucleares e dos efeitos relativísticos no comportamento químico.