Tennessina (Ts): elemento 117, halógeno superpesado sintético
Descubre la tennessina (Ts), elemento 117: halógeno superpesado sintético, su descubrimiento, propiedades probables y su nombre honorífico de Tennessee. Investigación y curiosidades.
La tennessina (antiguamente Ununseptium, nombre sistemático que significa "uno-uno-siete-io") es un elemento químico superpesado radiactivo fabricado por el hombre. Tiene un símbolo Ts y un número atómico de 117. Es el segundo elemento más pesado conocido y el penúltimo de los elementos confirmados hasta ahora (solo le sigue el elemento 118). Se sitúa en el grupo 17 de la tabla periódica, la familia de los halógenos. Sus propiedades aún no se conocen completamente, pero los cálculos teóricos indican que, debido a fuertes efectos relativistas sobre los electrones, podría presentar un comportamiento menos electronegativo que los halógenos ligeros y tendencias hacia una mayor character metálico, parecido a lo observado en el astato; por ello a veces se le considera próximo a un metaloide.
Descubrimiento
El descubrimiento de la tennessina fue anunciado en 2010 por científicos de Rusia y Estados Unidos. Colaboraron en una serie de experimentos realizados principalmente en el Joint Institute for Nuclear Research (Dubna, Rusia). Para sintetizar átomos de tennessina se emplearon reacciones de fusión-evaporación: iones ligeros acelerados (por ejemplo calcio-48) fueron dirigidos contra blancos de elementos pesados como el berkelio, produciendo núcleos superpesados que, tras evaporar neutrones, dieron lugar a isótopos de Ts. Los primeros resultados fueron corroborados por trabajos posteriores y revisiones internacionales, y el elemento recibió su nombre en reconocimiento a las contribuciones de instituciones de Tennessee —como Oak Ridge National Laboratory, la Vanderbilt University y la University of Tennessee— en la producción de materiales y apoyo científico.
Propiedades físicas y químicas
Solo se han producido cantidades extremadamente pequeñas (unos pocos átomos) de tennessina, por lo que sus propiedades macroscópicas no se han medido. Los isótopos observados tienen vidas medias muy cortas, del orden de milisegundos a segundos, lo que dificulta la realización de experimentos químicos. Teóricamente, Ts debería compartir rasgos con los halógenos pesados (como el astato), pero los efectos relativistas pueden alterar su comportamiento electrónico y su reactividad, pudiendo hacerlo menos volátil y más propenso a mostrar características intermedias entre halógeno y metal.
Síntesis e isótopos
La producción de tennessina requiere instalaciones especializadas (aceleradores de iones y blancos radioactivos) y técnicas avanzadas de detección para identificar las cadenas de desintegración alfa y otros modos de desintegración. Se han detectado varios isótopos artificiales de Ts, todos altamente inestables; la disponibilidad y el estudio de nuevos isótopos dependen de avances en la producción de blancos y en la sensibilidad experimental.
Usos y seguridad
- No tiene aplicaciones prácticas fuera de la investigación científica debido a su extrema rareza y a su alta radiactividad.
- Los experimentos con tennessina se realizan en instalaciones especializadas con estrictas medidas de protección radiológica; la manipulación directa es imposible en condiciones ordinarias.
- El interés principal es puramente científico: entender la física y la química de los elementos superpesados, probar predicciones teóricas y explorar la estabilidad nuclear en la región de los elementos superpesados.
En resumen, la tennessina (Ts, Z = 117) es un elemento sintético superpesado cuya química y propiedades todavía están poco caracterizadas; su obtención y estudio proporcionan información valiosa sobre los límites de la tabla periódica y los efectos relativistas en átomos muy pesados.
Historia
Antes del descubrimiento
En 2004, el equipo del Instituto Conjunto de Investigación Nuclear (JINR) de Dubna, en el óblast de Moscú, Rusia, planeó un experimento para crear el elemento 117. Para ello, necesitaban fusionar los elementos berkelio (elemento 97) y calcio (elemento 20). Sin embargo, el equipo estadounidense del Laboratorio Nacional de Oak Ridge, único productor de berkelio en el mundo, había dejado de fabricar berkelio durante un tiempo. Así que crearon el elemento 118 primero utilizando californio (elemento 98) y calcio.
El equipo ruso quiso utilizar el berkelio porque el isótopo de calcio utilizado en el experimento, el calcio-48, tiene 20 protones y 28 neutrones. Se trata del núcleo estable o casi estable más ligero (el centro de un átomo) con muchos más neutrones que protones. El zinc-68 es el segundo núcleo más ligero de este tipo, pero es más pesado que el calcio-48. Como la tennessina tiene 117 protones, se necesita otro átomo con 97 protones para combinarse con el átomo de calcio, y el berkelio tiene 97 protones.
En el experimento, el berkelio se convierte en un blanco y el calcio se dispara en forma de rayo hacia el blanco de berkelio. El haz de calcio se crea en Rusia eliminando la pequeña cantidad de calcio-48 del calcio natural por medios químicos. El núcleo que se haga después del experimento será más pesado y estará más cerca de la isla de estabilidad. Esta es la idea de que algunos átomos muy pesados pueden ser bastante estables.
Descubrimiento de la tenesina
En 2008, el equipo estadounidense volvió a crear berkelio y se lo comunicó al equipo ruso. El programa hizo 22 miligramos de berkelio, y esto es suficiente para el experimento. Poco después, el berkelio se enfrió en 90 días y se hizo más puro por medios químicos en 90 días más. El blanco de berkelio tuvo que ser llevado a Rusia rápidamente porque la vida media del isótopo de berkelio utilizado, el berkelio-249, es de sólo 330 días. En otras palabras, después de 330 días, la mitad del berkelio ya no será berkelio. En realidad, si el experimento no hubiera comenzado seis meses después de la fabricación del blanco, se habría cancelado porque no tenían suficiente berkelio para el experimento. En el verano de 2009, el blanco se empaquetó en cinco contenedores de plomo y se envió en un vuelo comercial de Nueva York a Moscú.
Ambos equipos tuvieron que enfrentarse al obstáculo burocrático entre América y Rusia antes de enviar el objetivo de berkelio para que llegara a Rusia a tiempo. Sin embargo, aún hubo problemas: Las aduanas rusas no dejaron que el objetivo de berkelio entrara en el país en dos ocasiones debido a que faltaban papeles o estaban incompletos. A pesar de que el objetivo atravesó el océano Atlántico cinco veces, el viaje completo sólo duró unos días. Cuando el objetivo llegó finalmente a Moscú, fue enviado a Dimitrovgrad, Ulyanovsk Oblask. Aquí, el objetivo fue colocado en una fina película (capa) de titanio. Esta película fue enviada a Dubna, donde se colocó dentro del acelerador de partículas JINR. Este acelerador de partículas es el más potente del mundo para la creación de elementos superpesados.
El experimento comenzó en junio de 2009. En enero de 2010, los científicos del Laboratorio Flerov de Reacciones Nucleares anunciaron en el laboratorio que habían encontrado la desintegración de un nuevo elemento con número atómico 117 a través de dos cadenas de desintegración. El isótopo impar hace 6 desintegraciones alfa antes de realizar una fisión espontánea (repentina). El isótopo impar-par realiza 3 desintegraciones alfa antes de la fisión. El 9 de abril de 2010 se publicó un informe oficial en la revista Physical Review Letters. En él se mostraba que los isótopos mencionados en las cadenas de desintegración eran294 Ts y293 Ts. Los isótopos se fabricaron de la siguiente manera:
249Bk +48 Ca →297 Ts* →294 Ts + 3 n (1 evento)
249Bk +48 Ca →297 Ts* →293 Ts + 4 n (5 eventos)
El blanco de berkelio utilizado para la síntesis de la tennessina, en forma de solución
Química
La química de la tennessina es actualmente desconocida. Sin embargo, los químicos pueden predecir cómo sería el elemento utilizando la química de los otros halógenos. Lo más probable es que el tennessine sea un miembro del grupo 17 de la tabla periódica, por debajo de los cinco halógenos: flúor, cloro, bromo, yodo y astato. Cada uno de ellos tiene siete electrones de valencia. Para la tennessina, al estar en el séptimo periodo (fila) de la tabla periódica, bajando por el grupo de los halógenos se predeciría una configuración de electrones de valencia de 7s2 7p5 , y por tanto se esperaría que se comportara de forma parecida a los halógenos en muchos aspectos.
Utiliza
No hay usos para la tennessina debido a su corta duración y a su radiactividad.
Preguntas y respuestas
P: ¿Cuál es el símbolo de Tennessine?
R: El símbolo de la tennessina es la Ts.
P: ¿Cuál es el número atómico de la Tennessina?
R: El número atómico de la tennessina es 117.
P: ¿A qué grupo de la tabla periódica pertenece la Tennessina?
R: La tennessina pertenece al grupo 17 de la tabla periódica, donde están los halógenos.
P: ¿Cuáles son algunas de sus propiedades?
R: Sus propiedades aún no se conocen del todo, pero probablemente sea un metaloide.
P: ¿Quién descubrió la tennessina y cuándo se dio a conocer?
R: La tennessina fue descubierta por científicos de Rusia y Estados Unidos y se anunció en 2010.
P: ¿Se utiliza actualmente para algo más que para la investigación?
R: No, a partir de 2019, no hay usos para la tenesina excepto para fines de investigación.
P: ¿Cómo obtuvo su nombre?
R: La tenessina obtuvo su nombre del estado de Tennessee.
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