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No confundir con el elemento Transactinide .
Elementos transuránicos
en la tabla periódica
HidrógenoHelio
LitioBerilioBoroCarbónNitrógenoOxígenoFlúorNeón
SodioMagnesioAluminioSilicioFósforoAzufreCloroArgón
PotasioCalcioEscandioTitanioVanadioCromoManganesoHierroCobaltoNíquelCobreZincGalioGermanioArsénicoSelenioBromoCriptón
RubidioEstroncioItrioCirconioNiobioMolibdenoTecnecioRutenioRodioPaladioPlataCadmioIndioEstañoAntimonioTelurioYodoXenón
CesioBarioLantanoCerioPraseodimioNeodimioPrometeoSamarioEuropioGadolinioTerbioDisprosioHolmioErbioTulioIterbioLutecioHafnioTantalioTungstenoRenioOsmioIridioPlatinoOroMercurio (elemento)TalioDirigirBismutoPolonioAstatineRadón
FrancioRadioActinioTorioProtactinioUranioNeptunioPlutonioAmericioCurioBerkelioCalifornioEinstenioFermioMendelevioNobelioLawrencioRutherfordioDubniumSeaborgioBohriumHassiumMeitnerioDarmstadtiumRoentgenioCopérnicoNihoniumFlerovioMoscoviumLivermoriumTennessineOganesson
Z  > 92 (U)

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 estos elementos son inestables y se descomponen radiactivamente en otros elementos.

Resumen [ editar ]

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 muy larga, con una vida media de más de dos millones de años.
  Elementos significativamente radiactivos: el isótopo más estable tiene una vida media entre 800 y 34.000 años.
  Elementos radiactivos: el isótopo más estable tiene una vida media entre un día y 130 años.
  Elementos altamente radiactivos: el isótopo más estable tiene una vida media entre varios minutos y un día.
  Elementos extremadamente radiactivos: el isótopo más estable 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, tienen isótopos estables (como el hidrógeno ) o radioisótopos de vida muy larga (como el uranio ), o existen como productos de desintegración comunes de la desintegración del uranio y el torio. (como el radón ). Las excepciones son los elementos 43 , 61 , 85 y 87 ; los cuatro ocurren en la naturaleza, pero solo en ramas muy menores de las cadenas de desintegración del uranio y torio, y por lo tanto, todos, excepto el elemento 87, se descubrieron por primera vez por síntesis en el laboratorio en lugar de en la naturaleza (e incluso el elemento 87 se descubrió a partir de muestras purificadas de su padre, no directamente de la naturaleza).

Todos los elementos con números atómicos más altos se descubrieron por primera vez en el laboratorio, y luego el neptunio y el plutonio también se descubrieron en la naturaleza. Todos son radiactivos , con una vida media mucho más corta que la edad de la Tierra , por lo que los átomos primordiales de estos elementos, si alguna vez estuvieron presentes en la formación de la Tierra, se han desintegrado hace mucho tiempo. 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 posteriores desintegraciones beta (por ejemplo, 238 U+ n → 239 U → 239 Np → 239 Pu ).

Todos los elementos más pesados ​​que el plutonio son completamente sintéticos ; se crean en reactores nucleares o aceleradores de partículas . Las vidas medias de estos elementos muestran una tendencia general a disminuir a medida que aumentan los números atómicos. Sin embargo, existen 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 comprende 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 costo del plutonio apto para armas era de alrededor de $ 4.000 / gramo, [2] y el californio excedía los $ 60.000.000 / gramo. [3] El einstenio es el elemento más pesado que se ha producido en cantidades macroscópicas. [4]

Los elementos transuránicos que no se han descubierto, o que se han descubierto pero que aún no tienen un nombre oficial, utilizan los nombres de elementos sistemáticos de la IUPAC . La denominación de elementos transuránicos puede ser motivo de controversia .

Descubrimiento y denominación de elementos transuránicos [ editar ]

Ver también: Cronología de los descubrimientos de elementos químicos

Hasta ahora, prácticamente todos los elementos transuránicos se han descubierto en cuatro laboratorios: el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley en los Estados Unidos (elementos 93-101, 106 y crédito conjunto para 103-105), el Instituto Conjunto de Investigación Nuclear en Rusia (elementos 102 y 114-118, y crédito conjunto para 103-105), el Centro GSI Helmholtz de Investigación de Iones Pesados en Alemania (elementos 107-112) y RIKEN en Japón (elemento 113).

  • El Laboratorio de Radiación (ahora Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley ) en la Universidad de California, Berkeley , dirigido principalmente por Edwin McMillan , Glenn Seaborg y Albert Ghiorso , durante 1945-1974:
    • 93. neptunio , Np, llamado así por el planeta Neptuno , ya que sigue al uranio y Neptuno sigue a Urano en la secuencia planetaria (1940).
    • 94. Plutonio , Pu, llamado así por el entonces planeta Plutón , [a] siguiendo la misma regla de denominación ya que sigue al neptunio y Plutón sigue a Neptuno en el Sistema Solar (1940).
    • 95. americio , Am, llamado así porque es un análogo del europio , y por eso recibió el nombre del continente donde se produjo por primera vez (1944).
    • 96. curium , Cm, que lleva el nombre de Pierre y Marie Curie , científicos famosos que separaron los primeros elementos radiactivos (1944), ya que su análogo más ligero, gadolinio, recibió el nombre de Johan Gadolin .
    • 97. berkelium , Bk, que lleva el nombre de la ciudad de Berkeley , donde se encuentra la Universidad de California, Berkeley (1949).
    • 98. californium , Cf, nombre del estado de California , donde se ubica la universidad (1950).
    • 99. einsteinium , Es, llamado así por el físico teórico Albert Einstein (1952).
    • 100. fermio , Fm, que lleva el nombre de Enrico Fermi , el físico que produjo la primera reacción en cadena controlada (1952).
    • 101. mendelevium , Md, llamado así por el químico ruso Dmitri Mendeleev , reconocido por ser el principal creador de la tabla periódica de los elementos químicos (1955).
    • 102. nobelium , No, llamado así por Alfred Nobel (1958). Este descubrimiento también fue reclamado por el JINR, que lo nombró joliotium (Jl) en honor a Frédéric Joliot-Curie . La IUPAC concluyó que el JINR había sido el primero en sintetizar de manera convincente el elemento, pero mantuvo el nombre de nobelio tan profundamente arraigado en la literatura.
    • 103. lawrencium , Lr, llamado así por 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 albergaron la creación de estos elementos transuránicos) son nombrado (1961). Este descubrimiento también fue reivindicado por el JINR, que propuso el nombre rutherfordium (Rf) en honor a Ernest Rutherford . La IUPAC concluyó que el crédito debe compartirse, conservando el nombre lawrencium como está arraigado en la literatura.
    • 104. rutherfordium , Rf, que lleva el nombre de Ernest Rutherford , responsable del concepto de núcleo atómico (1968). Este descubrimiento también fue reivindicado por el Instituto Conjunto de Investigación Nuclear (JINR) en Dubna , Rusia (entonces Unión Soviética ), dirigido principalmente por Georgy Flyorov : llamaron al elemento kurchatovium (Ku), en honor a Igor Kurchatov . La IUPAC concluyó que el crédito debe compartirse.
    • 105. dubnium , Db, un elemento que lleva el nombre de la ciudad de Dubna , donde se encuentra el JINR. Originalmente llamado "hahnium" (Ha) en honor a Otto Hahn por el grupo de Berkeley (1970) pero rebautizado por la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (1997). Este descubrimiento también fue reclamado por el JINR, que lo nombró nielsbohrium (Ns) en honor a Niels Bohr . La IUPAC concluyó que el crédito debe compartirse.
    • 106. seaborgio , Sg, llamado así por Glenn T. Seaborg . Este nombre causó controversia porque Seaborg todavía estaba vivo, pero finalmente fue aceptado por químicos internacionales (1974). Este descubrimiento también fue reclamado por el JINR. La IUPAC concluyó que el equipo de Berkeley había sido el primero en sintetizar de manera convincente el elemento.
  • La Gesellschaft für Schwerionenforschung (Sociedad para la Investigación de Iones Pesados) en Darmstadt , Hessen, Alemania, dirigida principalmente por Gottfried Münzenberg , Peter Armbruster y Sigurd Hofmann , durante 1980-2000:
    • 107. bohrium , Bh, llamado así por el físico danés Niels Bohr , importante en el esclarecimiento de la estructura del átomo (1981). Este descubrimiento también fue reclamado por el JINR. La IUPAC concluyó que 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 lo cambió ya que no había precedentes para usar el nombre de un científico en el nombre de un elemento.
    • 108. hassium , Hs, llamado así por la forma latina del nombre de Hessen , el Bundesland alemán donde se realizó este trabajo (1984). Este descubrimiento también fue reclamado por el JINR. La IUPAC concluyó que GSI había sido el primero en sintetizar de manera convincente el elemento, al tiempo que reconocía el trabajo pionero en el JINR.
    • 109. meitnerium , Mt, que lleva el nombre de Lise Meitner , una 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 reclamado 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 GSI había sido el primero en sintetizar de manera convincente el elemento.
    • 111. roentgenium , Rg, llamado así por Wilhelm Conrad Röntgen , descubridor de los rayos X (1994).
    • 112. copernicium , Cn, llamado así por el astrónomo Nicolaus Copernicus (1996).
  • Rikagaku Kenkyūsho (RIKEN) en Wakō, Saitama , Japón, dirigido principalmente por Kōsuke Morita :
    • 113. nihonium , Nh, llamado así por Japón ( Nihon en japonés ) donde se descubrió el elemento (2004). Este descubrimiento también fue reclamado por el JINR. La IUPAC concluyó que RIKEN había sido el primero en sintetizar de manera convincente el elemento.
  • El Instituto Conjunto de Investigación Nuclear (JINR) en Dubna, Rusia, dirigido principalmente por Yuri Oganessian , en colaboración con varios otros laboratorios, incluido el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL), desde 2000:
    • 114. flerovium , Fl, que lleva el nombre del físico soviético Georgy Flyorov , fundador del JINR (1999).
    • 115. moscovium , Mc, llamado así por el Óblast de Moscú , Rusia, donde se descubrió el elemento (2004).
    • 116. livermorium , Lv, que lleva el nombre del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore , colaborador del JINR en el descubrimiento (2000).
    • 117. tennessine , Ts, llamado así por la región de Tennessee , donde se fabricó el blanco de berkelio necesario para la síntesis del elemento (2010).
    • 118. oganesson , Og, que lleva el nombre de Yuri Oganessian , quien dirigió el equipo de JINR en su descubrimiento de los elementos 114 a 118 (2002).

Elementos superpesados [ editar ]

Posición de los elementos transactínidos en la tabla periódica.
Artículo principal: elemento superpesado

Los elementos superpesados (también conocidos como átomos superpesados , comúnmente abreviado SHE ) generalmente se refieren a los elementos transactínidos que comienzan con ruterfordio (número atómico 104). Solo se han fabricado artificialmente y actualmente no tienen ningún propósito práctico porque su corta vida media hace que se descomponga después de un tiempo muy corto, que va desde unos pocos minutos hasta unos pocos milisegundos (a excepción del dubnium , que tiene una vida media de más de un día), 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 de californio -249 y carbono -12 crea rutherfordio -261. Estos elementos se crean en cantidades a escala atómica y no se ha encontrado ningún método de creación en masa. [5]

Aplicaciones [ editar ]

Los elementos transuránicos pueden utilizarse para sintetizar otros elementos superpesados. [7] Los elementos de la isla de estabilidad tienen aplicaciones militares potencialmente importantes, incluido el desarrollo de armas nucleares compactas. [8] Las posibles aplicaciones diarias son amplias; el elemento americio se utiliza en dispositivos como detectores de humo y espectrómetros . [9] [10]

Ver también [ editar ]

  • Condensado de Bose-Einstein (también conocido como Superatom )
  • Isla de estabilidad
  • Actínido menor
  • Depósito geológico profundo , un lugar para depositar residuos transuránicos

Referencias [ editar ]

  1. ↑ Plutón era un planeta en el momento de su nombre, pero desde entonces ha sido reclasificado como planeta enano .
  1. ^ Considine, Glenn, ed. (2002). Enciclopedia científica de Van Nostrand (9ª ed.). Nueva York: Wiley Interscience. pag. 738. ISBN 978-0-471-33230-5.
  2. ^ Morel, Andrew (2008). Elert, Glenn (ed.). "Precio del plutonio" . El libro de datos de física. Archivado desde el original el 20 de octubre de 2018.
  3. ^ Martin, Rodger C .; Kos, Steve E. (2001). Aplicaciones y disponibilidad de fuentes de neutrones de californio-252 para la caracterización de desechos (informe). CiteSeerX 10.1.1.499.1273 . 
  4. ^ 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 edición). Dordrecht, Países Bajos: Springer Science + Business Media . ISBN 978-1-4020-3555-5.
  5. ^ a b Heenen, Paul-Henri; Nazarewicz, Witold (2002). "Búsqueda de núcleos superpesados" (PDF) . Noticias de Europhysics . 33 (1): 5–9. Bibcode : 2002ENews..33 .... 5H . doi : 10.1051 / epn: 2002102 . Archivado (PDF) desde el original el 20 de julio de 2018.
  6. ^ Greenwood, Norman N. (1997). "Desarrollos recientes relacionados con el descubrimiento de los elementos 100-111" (PDF) . Química pura y aplicada . 69 (1): 179-184. doi : 10.1351 / pac199769010179 . Archivado (PDF) desde el original el 21 de julio de 2018.
  7. ^ Lougheed, RW; et al. (1985). "Búsqueda de elementos superpesados ​​mediante la reacción de 48 Ca + 254 Es g ". Physical Review C . 32 (5): 1760-1763. Código Bibliográfico : 1985PhRvC..32.1760L . doi : 10.1103 / PhysRevC.32.1760 . PMID 9953034 . 
  8. ^ Gsponer, André; Hurni, Jean-Pierre (1997). Los principios físicos de los explosivos termonucleares, la fusión por confinamiento intertial y la búsqueda de armas nucleares de cuarta generación (PDF) . Red Internacional de Ingenieros y Científicos contra la Proliferación. págs. 110-115. ISBN  978-3-933071-02-6. Archivado (PDF) desde el original el 6 de junio de 2018.
  9. ^ "Detectores de humo y americio" , documento informativo sobre cuestiones nucleares , 35 , mayo de 2002, archivado desde el original el 11 de septiembre de 2002 , consultado el 26 de agosto de 2015
  10. ^ Visor de datos nucleares 2.4 , NNDC

Lectura adicional [ editar ]

  • Eric Scerri, Una muy breve introducción a la tabla periódica, Oxford University Press, Oxford, 2011.
  • Los elementos superpesados
  • Bibliografía comentada de los elementos transuránicos de la Biblioteca digital de Alsos para cuestiones nucleares.
  • Elementos transuránicos
  • Sitio web oficial de la red Super Heavy Elements (red de la iniciativa europea de infraestructura integrada EURONS)
  • Darmstadtium y más allá
  • Christian Schnier, Joachim Feuerborn, Bong-Jun Lee: ¿Rastros de elementos transuránicos en minerales terrestres? ( En línea , PDF-Datei, 493 kB)
  • Christian Schnier, Joachim Feuerborn, Bong-Jun Lee: La búsqueda de elementos superpesados ​​(SHE) en minerales terrestres utilizando XRF con radiación de sincrotrón de alta energía. ( En línea , PDF-Datei, 446 kB)