En 1871, un científico ruso de temperamento irascible llamado Dmitri Mendeleev diseñó la agrupación más eficaz de los elementos químicos. Estas agrupaciones, que supuestamente se le ocurrieron a Mendeleev en un sueño, organizan los elementos químicos en filas y columnas según el número atómico y las órbitas de sus electrones más externos, respectivamente.
Esta tabla periódica primitiva de elementos no era perfecta. Predijo, por ejemplo, ocho elementos que no existen. Sin embargo, para crédito de Mendeleev, predijo correctamente el galio (utilizado ampliamente en láseres), el germanio y otros elementos cada vez más pesados. La versión moderna de esta tabla de elementos químicos ha sido modificada para tener en cuenta la teoría cuántica que rige la disposición de los electrones que rodean el núcleo y los electrones más externos que determinan las propiedades químicas de un elemento.
Completando la tabla periódica
La tabla de Mendeleev se ha vuelto tan familiar para los estudiantes de química como las hojas de cálculo para los contadores. Sin embargo, dependiendo de cuándo naciste, la tabla periódica que aprendiste en la escuela puede tener algunos espacios en blanco que luego se han llenado. Desde la muerte de Mendeleev en 1907, se han descubierto docenas de nuevos elementos químicos. Más recientemente, en 2017, la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) incorporó oficialmente los nuevos elementos 113, 115, 117 y 118 a la tabla periódica.
Sin embargo, no esperes con ansias los siguientes elementos, como el 119 o el aún más esquivo 120, también conocido como Unbinilio. A pesar de los múltiples intentos, los científicos no han podido sintetizar estos elementos. Hay enormes desafíos involucrados, incluida la inestabilidad inherente que acompaña a los altos números atómicos y los problemas con los experimentos complejos que involucran colisiones de partículas de alta energía.
Sin embargo, todavía hay esperanza. Un nuevo estudio del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley ha revelado un método novedoso y confiable para producir el elemento 116, el livermorio. Los métodos anteriores de producción de livermorio, que a su vez se puede utilizar para producir elementos más pesados como 119 y 120 cuando se bombardea con las partículas adecuadas, llegaron a un callejón sin salida.
Una nueva era en el descubrimiento de elementos
Después de cierto punto, los elementos pasan de existir de forma natural, como el oxígeno y el carbono, a ser producidos en laboratorio. Estos elementos pueden existir en algún lugar del universo, pero la Tierra no crea naturalmente tales condiciones. Laboratorios como el de Berkeley utilizan tecnología avanzada para introducir más protones en los núcleos atómicos y crear nuevos elementos.
El elemento más pesado hasta la fecha, el oganesón 118, se creó utilizando un haz de partículas del isótopo de calcio 48. Sin embargo, para crear los elementos 119 o 120, los investigadores necesitan einstenio o fermio, que no se sintetizan en cantidades suficientes.
Y aquí entra en escena el titanio. El titanio 50, con sus 22 protones y 28 neutrones estables, se ha convertido en el nuevo foco de atención para la creación de elementos cada vez más pesados. Los investigadores redujeron el óxido de titanio a titanio puro y utilizaron un horno especial para crear un haz de iones. Durante 22 días, este haz irradió una lámina de plutonio y creó livermorio. La estabilidad y el rendimiento del haz de titanio superaron las expectativas.
“Nos quedamos muy sorprendidos, muy sorprendidos, muy aliviados de no haber tomado ninguna mala decisión al configurar la instrumentación”, dijo Jacklyn Gates, del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, a New Scientist.
Esperanza restaurada
Antes de este experimento revolucionario, algunos químicos habían perdido la esperanza de poder crear el elemento 120. Ahora, hay toda una nueva vía de la química para explorar. La creación del elemento 120 puede ser posible, aunque sea solo por un momento fugaz (la estabilidad de los núcleos atómicos disminuye a medida que aumenta la masa de un átomo; los protones con carga positiva se repelen entre sí, por lo que cuanto más se acumula en un núcleo, menos estable tiende a ser).
Los científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley planean comenzar un nuevo experimento destinado a crear el elemento 120 en 2025. Muchos de los pasos descritos en este estudio se reutilizarán, pero la lámina de plutonio se reemplazará por el californio, más pesado.
Una cosa está clara: la creación de cada nuevo elemento será cada vez más difícil. El desafío no solo radica en detectar estos átomos fugaces y de vida corta, sino también en la necesidad de utilizar haces de átomos radiactivos para forjar elementos superpesados. Aunque la tabla periódica no tenga un final definitivo, nuestra capacidad para generar nuevos elementos podría llegar a su límite.
Los investigadores presentaron sus hallazgos el 23 de julio en la conferencia Nuclear Structure 2024 en el Laboratorio Nacional Argonne en Illinois.
Fuente: ZME Science.
