Livermorium: Propiedades y usos de los elementos

Introducción

El Livermorium (Lv, número atómico 116) es un elemento artificial superpesado del grupo de los calcógenos de la tabla periódica. Fue sintetizado por primera vez en 2000 por un equipo de científicos estadounidenses y rusos en el Instituto Conjunto de Investigación Nuclear (JINR) de Dubna (Rusia), junto con el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore. El nombre de livermorio se dio oficialmente al elemento en 2012 en honor al papel del laboratorio Lawrence Livermore en el descubrimiento de elementos superpesados.

A pesar de producirse sólo en unos pocos átomos a la vez, el livermorium ofrece a los científicos una oportunidad única para estudiar la estabilidad nuclear, los efectos relativistas y el comportamiento de los electrones en núcleos superpesados que no pueden estudiarse en los elementos que se producen de forma natural.

Historia y denominación

La síntesis del livermorium fue una extensión de un esfuerzo general para producir elementos más allá del uranio (elementos transuránicos). Los investigadores bombardearon blancos de curio-248 con iones de calcio-48 en aceleradores de partículas para producir isótopos de livermorium-293 y livermorium-292. Los isótopos tienen vidas medias de aproximadamente 60-70 milisegundos, lo que refleja la extrema inestabilidad de los núcleos superpesados.

El nombre "livermorium" conmemora al Laboratorio Nacional Lawrence Livermore por su posición a la vanguardia de la síntesis de elementos superpesados y de la física nuclear.

Propiedades químicas

Debido a su naturaleza superpesada y a su corta vida media, las propiedades químicas del livermorium son principalmente teóricas. Se espera que sea similar al telurio y al polonio, los otros miembros del grupo 16, y que forme estados de oxidación -2, por ejemplo. Sin embargo, los efectos relativistas alteran gravemente sus orbitales electrónicos, lo que puede hacer que el enlace y la reactividad sean distintos a los observados en los calcógenos más ligeros.

Se espera que muestre un carácter metálico, a diferencia de sus homólogos más ligeros del grupo 16, y puede incluso dar compuestos volátiles en condiciones experimentales.

Para más propiedades potenciales y conocidas del livermorium, consulte Stanford Advanced Materials (SAM).

Métodos de producción

El livermorium se sintetiza mediante reacciones de fusión nuclear en aceleradores de partículas:

1. Preparación de blancos: Se preparan blancos de actínidos pesados como curio-248 o plutonio-244.

2. 2. Bombardeo de proyectiles: Se acelera un haz de iones de calcio-48 y se bombardea sobre el blanco para inducir la fusión.

3. 3. Detección e identificación: Los átomos de Livermorium formados se identifican inmediatamente mediante espectroscopia alfa y cadenas de desintegración a medida que los isótopos se desintegran en milisegundos.

- Ejemplo de caso: El equipo de Dubna, en la primera síntesis del año 2000, identificó cuatro átomos de livermorio-292, confirmando su creación y permitiendo el seguimiento de las cadenas de desintegración que finalmente terminan en los conocidos isótopos de plomo y bismuto.

El rendimiento es extremadamente bajo, incluso inferior a diez átomos por experimento, lo que requiere intensidad del haz, precisión energética y estabilidad del blanco.

Usos del Livermorium

El Livermorium no tiene usos potenciales debido a su alta radiactividad y corta vida media. Es principalmente de uso científico, proporcionando conocimientos sobre:

-Estabilidad nuclear: Los experimentos con Livermorium establecen la "isla de estabilidad" de los elementos superpesados e influyen en las predicciones para isótopos de vida más larga.

- Química teórica: El elemento facilita la demostración de modelos cuánticos relativistas del comportamiento físico y químico en núcleos superpesados.

- Metodologías de física nuclear: La síntesis del livermorium ha fomentado el desarrollo de la tecnología de los aceleradores de partículas, las técnicas de detección de la desintegración alfa y la separación de isótopos.

Ejemplo de caso: En 2015, los investigadores utilizaron isótopos de livermorium sintetizados para confirmar las cadenas de desintegración teóricas calculadas mediante modelos de envoltura nuclear. Esto desempeñó un papel crucial a la hora de proporcionar datos para la estabilidad modelizada de elementos Z > 110, con el fin de informar los esfuerzos futuros para sintetizar elementos superpesados de vida más larga, como el oganesson (Og, Z=118).

Preguntas más frecuentes

¿Cómo se fabrica el livermorium?

Mediante fusión nuclear, bombardeando objetivos de actínidos pesados (plutonio o curio) con iones de calcio-48 en aceleradores de partículas.

¿Qué tiene el livermorium de inestable?

Su núcleo superpesado está sometido a una extrema repulsión de Coulomb, por lo que su vida media es muy breve (milisegundos).

¿Cuáles son sus propiedades químicas?

En gran medida teóricas, pero similares a las de los elementos del grupo 16 aunque fuertemente influenciadas por los efectos relativistas de los electrones, es probable que presenten carácter metálico.

¿Por qué es importante su producción?

La producción de livermorium amplía los límites de la química nuclear, perfeccionando los métodos de detección y estudio de los elementos superpesados.

¿Cuál es la aplicación del livermorium en la investigación?

Proporciona valiosos conocimientos sobre las fuerzas nucleares, los mecanismos de desintegración y la hipotética isla de estabilidad, constituyendo la base de las investigaciones sobre elementos superpesados.

¿Tiene alguna utilidad práctica?

Todavía no, su utilidad se limita a la investigación de frontera, ya que ayuda a los científicos a desarrollar modelos de estructura atómica y estabilidad nuclear.