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Ilha de Estabilidade

por em 30/08/2018 em Ciência | Nenhum comentário

Ilha de Estabilidade

A tabela periódica que nós conhecemos hoje apresenta elementos até o número atômico 118, oganésson (Og), que foi produzido pelo bombardeamento com potássio em um alvo de califórnio, por pesquisadores de Dubna e dos Estados Unidos, em 2007. A descoberta de um novo elemento é sempre um fato interessante, mas esse elemento é especial, pois completou a última linha da tabela periódica, o que significa que não existem mais elementos a serem encontrados, certo? Errado.

O nome oganésson foi oficializado pela IUPAC em 2016, em homenagem ao físico armênio Yuri Oganessian, um dos autores da hipótese da ilha de estabilidade, uma ideia proposta desde os anos 60 que prevê a existência de uma região de elementos com núcleos pesados estáveis.

No núcleo de um átomo, os prótons e os neutrons interagem pela força nuclear forte, de curto alcance, responsável pela atração entre prótons e nêutrons e pela força elétrica, como os prótons são positivos eles tendem a se repelir. Isso faz com que átomos de elementos pesados, com grande número de prótons, tenham núcleos instáveis, com tendência de se partir, num processo de fissão nuclear.

Na fissão nuclear, um átomo grande instável se parte em dois átomos menores, liberando energia durante o processo.

Após a descoberta da fissão nuclear em 1939, os cálculos teóricos indicavam que a tabela periódica deveria terminar entre os números atômicos 100 e 110. Núcleos além desse limite teriam uma meia-vida tão curta que não teriam tempo de capturar elétrons para formar um átomo.

Mas esses cálculos não levaram em consideração a estrutura dos núcleos, que se organiza em camadas. Os prótons e os nêutrons se organizam em camadas, de forma independente, e cada camada acomoda uma certa quantidade de ocupantes.

Da mesma forma que as camadas eletrônicas dos elétrons, uma camada nuclear completa é muito mais estável. Um núcleo com camadas completas é estável de forma análoga a um gás nobre.

Existem núcleos com camadas de prótons completas, camadas de nêutrons completas, ou ainda as camadas dos dois tipos completas, esses últimos tem estruturas extremamente estáveis. Essa coesão extra, estende a meia-vida desses elementos em relação à de átomos vizinhos, permitindo que o átomo de oganésson tenha uma meia-vida de 0,89 ms. Pode não parecer muito, mas sem esse efeito estabilizante, a meia-vida prevista seria de apenas 0,10 ms.

Ilha de estabilidade teórica ao redor de 184 nêutrons e 114 prótons.

O oganésson está apenas próximo da ilha de estabilidade, núcleos com 184 nêutrons e 114, 120 ou 126 prótons (fleróvio-298, unbinilium-304 e unbihexium-310) teriam uma meia-vida longa, de alguns segundos.

Podem existir ainda outras ilhas de estabilidade, para átomos ainda mais pesados, não havendo limite para o tempo de meia-vida desses núcleos. Eles podem ser estáveis o suficiente para serem encontrados na natureza, formados em grandes eventos cósmicos, como supernovas ou na colisão de estrelas de nêutrons.

Embora esses elementos ainda não tenham sido encontrados, com o avanço da tecnologia e construção de supercolisores mais avançados, os cientistas esperam encontrar mais evidências da ilha de estabilidade em breve.

 

Referências

http://revistapesquisa.fapesp.br/2016/06/10/escolhidos-os-nomes-dos-novos-elementos-da-tabela-periodica-2/

https://www.scientificamerican.com/article/superheavy-element-117-island-of-stability/

https://arxiv.org/abs/nucl-th/0507054