Los elementos transuránicos (también conocidos como elementos transuránicos ) son los elementos químicos con números atómicos superiores a 92, que es el número atómico del uranio . Todos ellos son radiactivamente inestables y se desintegran en otros elementos. Con la excepción del neptunio y el plutonio , que se han encontrado en pequeñas cantidades en la naturaleza, ninguno se encuentra naturalmente en la Tierra y son sintéticos .
Descripción general
Tabla periódica con elementos coloreados según la vida media de su isótopo más estable.
Elementos que contienen al menos un isótopo estable.
Elementos ligeramente radiactivos: el isótopo más estable tiene una vida media muy larga, de más de dos millones de años.
Elementos radiactivos: el isótopo más estable tiene una vida media de entre 800 y 34.000 años.
Elementos significativamente radiactivos: el isótopo más estable tiene una vida media de entre un día y 130 años.
Elementos altamente radiactivos: el isótopo más estable tiene una vida media de entre varios minutos y un día.
Elementos extremadamente radiactivos: el isótopo más estable conocido tiene una vida media inferior a varios minutos.
De los elementos con números atómicos del 1 al 92, la mayoría se pueden encontrar en la naturaleza, teniendo isótopos estables (como el oxígeno ) o radioisótopos de vida muy larga (como el uranio ), o existiendo como productos comunes de la desintegración del uranio y el torio. (como el radón ). Las excepciones son los elementos 43 , 61 , 85 y 87 ; los cuatro se encuentran en la naturaleza, pero sólo en ramas muy menores de las cadenas de desintegración del uranio y el torio, por lo que todos, excepto el elemento 87, se descubrieron por primera vez mediante síntesis en el laboratorio y no en la naturaleza.
Todos los elementos con números atómicos más altos se descubrieron primero en el laboratorio, y más tarde también se descubrieron en la naturaleza el neptunio y el plutonio . Todos son radiactivos , con una vida media mucho más corta que la edad de la Tierra , por lo que cualquier átomo primordial de estos elementos, si alguna vez estuvo presente en la formación de la Tierra, hace mucho que se desintegró. Se forman trazas de neptunio y plutonio en algunas rocas ricas en uranio, y se producen pequeñas cantidades durante las pruebas atmosféricas de armas nucleares . Estos dos elementos se generan a partir de la captura de neutrones en el mineral de uranio con desintegraciones beta posteriores (por ejemplo, 238 U + n → 239 U → 239 Np → 239 Pu ).
Todos los elementos más pesados que el plutonio son enteramente sintéticos ; se crean en reactores nucleares o aceleradores de partículas . La vida media de estos elementos muestra una tendencia general a disminuir a medida que aumenta el número atómico. Sin embargo, hay excepciones, incluidos varios isótopos de curio y dubnio . Se cree que algunos elementos más pesados de esta serie, alrededor de los números atómicos 110-114, rompen la tendencia y demuestran una mayor estabilidad nuclear, lo que constituye la isla teórica de estabilidad . [1]
Los elementos transuránicos pesados son difíciles y costosos de producir, y sus precios aumentan rápidamente con el número atómico. En 2008, el coste del plutonio apto para armas era de alrededor de 4.000 dólares por gramo, [2] y el californio superaba los 60.000.000 de dólares por gramo. [3] El einstenio es el elemento más pesado que se ha producido en cantidades macroscópicas. [4]
Los elementos transuránicos que no han sido descubiertos, o que han sido descubiertos pero aún no tienen un nombre oficial, utilizan los nombres sistemáticos de elementos de la IUPAC . La denominación de los elementos transuránicos puede ser fuente de controversia .
Descubrimiento y denominación de elementos transuránicos.
94. plutonio , Pu, llamado así por el entonces planeta Plutón , [a] siguiendo la misma regla de nomenclatura, ya que sigue a neptunio y Plutón sigue a Neptuno en el Sistema Solar (1940).
95. americio , Am, llamado así porque es un análogo del europio , por lo que recibió su nombre del continente donde se produjo por primera vez (1944).
102. Nobelium , No, lleva el nombre de Alfred Nobel (1958). El elemento fue reclamado originalmente por un equipo del Instituto Nobel de Suecia (1957); aunque más tarde se hizo evidente que el equipo sueco no había descubierto el elemento, el equipo LBNL decidió adoptar su nombre nobelium . Este descubrimiento también fue reivindicado por el JINR, que dudó de la afirmación del LBNL y nombró al elemento joliocio (Jl) en honor a Frédéric Joliot-Curie (1965). La IUPAC concluyó que el JINR había sido el primero en sintetizar de manera convincente el elemento (1965), pero mantuvo el nombre nobelium por estar profundamente arraigado en la literatura.
103. lawrencium , Lr, llamado así en honor a Ernest O. Lawrence , un físico mejor conocido por el desarrollo del ciclotrón , y la persona para quien el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore y el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (que albergó la creación de estos elementos transuránicos) son nombrado (1961). Este descubrimiento también fue reivindicado por el JINR (1965), que dudó de la afirmación del LBNL y propuso el nombre de rutherfordio (Rf) en honor a Ernest Rutherford . La IUPAC concluyó que el crédito debería compartirse, conservando el nombre lawrencium tal como está arraigado en la literatura.
105. dubnium , Db, elemento que lleva el nombre de la ciudad de Dubna , donde se encuentra el JINR. Originalmente llamado hahnio (Ha) en honor a Otto Hahn por el grupo de Berkeley (1970). Este descubrimiento también fue reivindicado por el JINR, que lo nombró nielsbohrium (Ns) en honor a Niels Bohr . La IUPAC concluyó que el crédito debería compartirse y cambió el nombre del elemento a dubnium en honor al equipo JINR.
106. seaborgio , Sg, que lleva el nombre de Glenn T. Seaborg . Este nombre causó controversia porque Seaborg todavía estaba vivo, pero finalmente fue aceptado por químicos internacionales (1974). Este descubrimiento también fue reivindicado por el JINR. La IUPAC concluyó que el equipo de Berkeley había sido el primero en sintetizar de manera convincente el elemento.
107. bohrium , Bh, que lleva el nombre del físico danés Niels Bohr , importante en el esclarecimiento de la estructura del átomo (1981). Este descubrimiento también fue reivindicado por el JINR. La IUPAC concluyó que el GSI había sido el primero en sintetizar de manera convincente el elemento. El equipo de GSI había propuesto originalmente nielsbohrium (Ns) para resolver la disputa sobre el nombre del elemento 105, pero la IUPAC cambió esto porque no había precedentes para usar el nombre de un científico en el nombre de un elemento.
108. hassium , Hs, que lleva el nombre de la forma latina del nombre de Hessen , el Bundesland alemán donde se realizó esta obra (1984). Este descubrimiento también fue reivindicado por el JINR. La IUPAC concluyó que el GSI había sido el primero en sintetizar de manera convincente el elemento, al tiempo que reconoció el trabajo pionero del JINR.
109. meitnerium , monte, que lleva el nombre de Lise Meitner , física austriaca que fue una de las primeras científicas en estudiar la fisión nuclear (1982).
110. darmstadtium , Ds, que lleva el nombre de Darmstadt , Alemania, ciudad en la que se realizó este trabajo (1994). Este descubrimiento también fue reivindicado por el JINR, que propuso el nombre becquerelium en honor a Henri Becquerel , y por el LBNL, que propuso el nombre hahnium para resolver la disputa sobre el elemento 105 (a pesar de haber protestado por la reutilización de nombres establecidos para diferentes elementos). La IUPAC concluyó que el GSI había sido el primero en sintetizar de manera convincente el elemento.
113. nihonium , Nh, llamado así por Japón ( Nihon en japonés ) donde se descubrió el elemento (2004). Este descubrimiento también fue reivindicado por el JINR. La IUPAC concluyó que RIKEN había sido el primero en sintetizar de manera convincente el elemento.
114. flerovium , Florida, que lleva el nombre del físico soviético Georgy Flyorov , fundador del JINR (1999).
115. moscovium , Mc, que lleva el nombre del Óblast de Moscú , Rusia, donde se descubrió el elemento (2004).
116.livermorium , Lv, que lleva el nombre del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore , colaborador de JINR en el descubrimiento (2000).
117. tennessine , Ts, llamado así por la región de Tennessee , donde se fabricó el objetivo de berkelio necesario para la síntesis del elemento (2010).
118. oganesson , Og, llamado así en honor a Yuri Oganessian , quien dirigió el equipo JINR en su descubrimiento de los elementos 114 a 118 (2002).
Los elementos superpesados (también conocidos como átomos superpesados , comúnmente abreviados SHE ) generalmente se refieren a los elementos transactínidos que comienzan con rutherfordio (número atómico 104). (El lawrencio, el primer elemento 6d, a veces, pero no siempre, también se incluye). Sólo se han creado artificialmente y actualmente no tienen ningún propósito práctico porque sus cortas vidas medias hacen que se descompongan después de un tiempo muy corto, que van desde un pocas horas a tan solo unos pocos milisegundos, lo que también los hace extremadamente difíciles de estudiar. [5] [6]
Todos los átomos superpesados se han creado desde la segunda mitad del siglo XX y se crean continuamente durante el siglo XXI a medida que avanza la tecnología. Se crean mediante el bombardeo de elementos en un acelerador de partículas . Por ejemplo, la fusión nuclear del californio -249 y el carbono -12 crea rutherfordio -261. Estos elementos se crean en cantidades a escala atómica y no se ha encontrado ningún método de creación masiva. [5]
Aplicaciones
Los elementos transuránicos se pueden utilizar para sintetizar otros elementos superpesados. [7] Elementos de la isla de estabilidad tienen aplicaciones militares potencialmente importantes, incluido el desarrollo de armas nucleares compactas. [8] Las posibles aplicaciones cotidianas son enormes; El elemento americio se utiliza en dispositivos como detectores de humo y espectrómetros . [9] [10]
^ Plutón era un planeta en el momento de nombrarlo, pero desde entonces ha sido reclasificado como planeta enano .
^ Considina, Glenn, ed. (2002). Enciclopedia científica de Van Nostrand (9ª ed.). Nueva York: Wiley Interscience. pag. 738.ISBN 978-0-471-33230-5.
^ Morel, Andrés (2008). Elert, Glenn (ed.). "Precio del plutonio". El libro de datos de física. Archivado desde el original el 20 de octubre de 2018.
^ Martín, Rodger C.; Kos, Steve E. (2001). Aplicaciones y disponibilidad de fuentes de neutrones de californio-252 para la caracterización de residuos (Reporte). CiteSeerX 10.1.1.499.1273 .
^ Silva, Robert J. (2006). "Fermio, Mendelevio, Nobelio y Lawrencio". En Morss, Lester R.; Edelstein, Norman M.; Fuger, Jean (eds.). La química de los elementos actínidos y transactínidos (tercera ed.). Dordrecht, Países Bajos: Springer Science+Business Media . ISBN978-1-4020-3555-5.
^ ab Heenen, Paul-Henri; Nazarewicz, Witold (2002). "Búsqueda de núcleos superpesados" (PDF) . Noticias de Eurofísica . 33 (1): 5–9. Código Bib : 2002ENoticias..33....5H. doi : 10.1051/epn:2002102 . Archivado (PDF) desde el original el 20 de julio de 2018.
^ Greenwood, Norman N. (1997). "Acontecimientos recientes relacionados con el descubrimiento de los elementos 100-111" (PDF) . Química Pura y Aplicada . 69 (1): 179–184. doi :10.1351/pac199769010179. S2CID 98322292. Archivado (PDF) desde el original el 21 de julio de 2018.
^ Lougheed, RW; et al. (1985). "Búsqueda de elementos superpesados mediante la reacción 48 Ca + 254 Es g ". Revisión Física C. 32 (5): 1760-1763. Código bibliográfico : 1985PhRvC..32.1760L. doi : 10.1103/PhysRevC.32.1760. PMID 9953034.
^ Gsponer, André; Hurni, Jean-Pierre (1997). Los principios físicos de los explosivos termonucleares, la fusión del confinamiento intertial y la búsqueda de armas nucleares de cuarta generación (PDF) . Red Internacional de Ingenieros y Científicos Contra la Proliferación. págs. 110-115. ISBN978-3-933071-02-6. Archivado (PDF) desde el original el 6 de junio de 2018.
^ "Detectores de humo y americio", documento informativo sobre cuestiones nucleares , vol. 35, mayo de 2002, archivado desde el original el 11 de septiembre de 2002 , consultado el 26 de agosto de 2015.
^ Visor de datos nucleares 2.4, NNDC
Otras lecturas
Eric Scerri, Una introducción muy breve a la tabla periódica, Oxford University Press, Oxford, 2011.
Los elementos superpesados
Bibliografía comentada de los elementos transuránicos de la Biblioteca Digital Alsos para Cuestiones Nucleares.
Elementos transuránicos
Sitio web oficial de la red Super Heavy Elements (red de la iniciativa europea de infraestructura integrada EURONS)
Darmstadtio y más allá
Christian Schnier, Joachim Feuerborn, Bong-Jun Lee: ¿Rastros de elementos transuránicos en minerales terrestres? (En línea, fecha PDF, 493 kB)
Christian Schnier, Joachim Feuerborn, Bong-Jun Lee: La búsqueda de elementos superpesados (SHE) en minerales terrestres utilizando XRF con radiación sincrotrón de alta energía. (En línea, fecha PDF, 446 kB)
