Tennessina: Elemento Propiedades y Usos

Descripción

La tennessina (Ts) es un elemento sintético, superpesado y altamente radiactivo de número atómico 117. Es uno de los elementos más recientes de la tabla periódica. Es uno de los elementos más recientes de la tabla periódica y ocupa un lugar fundamental en la investigación nuclear moderna. La tennessina existe durante instantes en fracciones de segundo antes de descomponerse en elementos más ligeros, pero su creación marca un gran avance en la búsqueda moderna de núcleos superpesados.

Historia y denominación

La tennessina se sintetizó por primera vez en 2010 gracias a un esfuerzo conjunto de científicos rusos y estadounidenses del Instituto Conjunto de Investigación Nuclear (JINR) de Dubna (Rusia) y el Laboratorio Nacional Oak Ridge (ORNL) de Tennessee (EE.UU.). El experimento apuntó berkelio-249 (²⁴⁹Bk) con iones de calcio-48 (⁴⁸Ca) para producir átomos de Tennessina-294.

Los nuevos átomos se descompusieron casi instantáneamente, pero sus características emisiones de partículas alfa evidenciaron la existencia del elemento 117.

En 2016, la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC ) reconoció oficialmente el descubrimiento y aprobó el nombre de "Tennessine", en honor al estado estadounidense de Tennessee, para honrar las contribuciones del ORNL, la Universidad de Vanderbilt y la Universidad de Tennessee a la investigación y el descubrimiento de elementos superpesados.

Propiedades atómicas y físicas

Se espera que la tennessina se comporte como un halógeno metálico o semimetálico, a diferencia de análogos más ligeros como el cloro o el yodo. Los modelos teóricos sugieren que los efectos relativistas -debidos a la alta velocidad de los electrones internos- pueden conferirle un carácter no metálico más débil y quizás tendencias de enlace metálico.

Descripción de las propiedades químicas

Debido a su vida media extremadamente corta y a su escasa producción, nunca se ha realizado ningún experimento químico con la tennessina. Sin embargo, la química computacional y las tendencias periódicas dan una idea de su posible comportamiento:

-Similitud de grupo: La tennessina pertenece al Grupo 17 (los halógenos) y debería mostrar cierta similitud reactiva con la astatina (At), el mayor halógeno natural.

- Estados de oxidación: Los estados de oxidación calculados son -1, +1 y +3, de los cuales +1 y +3 deben ser más estables debido a efectos de estabilización relativista.

- Reactividad química: Daría compuestos simples como el cloruro de tennessina (TsCl) y el fluoruro de tennessina (TsF), pero ninguno de ellos se ha establecido experimentalmente.

Producción y síntesis

La síntesis de la tennessina es un maravilloso logro científico en el que intervienen aceleradores de partículas, blancos radiactivos y una sofisticada tecnología de haces de iones.

La síntesis implica los siguientes pasos clave

1. 1. Preparación del blanco: Una fina capa de berkelio-249, que se prepara en el Reactor de Isótopos de Alto Flujo del ORNL, se deposita sobre una lámina de titanio.

2. 2. Bombardeo iónico: El haz de calcio-48 se acelera a alta energía y se bombardea sobre el blanco de berkelio.

3. 3. Fusión nuclear: A veces la colisión de núcleos da lugar a la formación de un núcleo compuesto superpesado (Tennessina), que libera neutrones y decae casi inmediatamente.

4. Detección: Detectores cuidadosamente diseñados miden la cadena de desintegración alfa para confirmar la presencia del nuevo elemento.

Debido a su bajo rendimiento -sólo unos pocos átomos por experimento- y a su rápida desintegración, cada observación exige una gran precisión y la cooperación de todo el mundo.

Aplicaciones e importancia científica

La corta vida media de la tennessina y su diminuta producción eliminan cualquier uso industrial o comercial, pero su impacto científico es enorme:

- Estudios de estructura nuclear: El estudio de la tennessina permite a los físicos observar cómo se comportan los protones y neutrones en la región superpesada de la tabla periódica.

- Confirmación teórica: Su descubrimiento confirma las predicciones del modelo de envoltura nuclear y la búsqueda de la "isla de estabilidad", una región teórica donde los elementos superpesados pueden tener vidas medias más largas.

- Desarrollo tecnológico: Los equipos y métodos desarrollados para producir tennessina -como la preparación avanzada de blancos, la manipulación de haces de partículas y la tecnología de detectores- han influido en el desarrollo de la medicina nuclear, la ciencia de materiales y la física de aceleradores. Para más información, consulte Stanford Advanced Materials (SAM).

Preguntas más frecuentes

¿Qué es la tennessina?

La tennessina (Ts) es un elemento radiactivo sintético de número atómico 117, producido por reacciones de fusión nuclear de alta energía de isótopos de berkelio y calcio.

¿Por qué se llama Tennessine?

El elemento lleva el nombre del estado estadounidense de Tennessee, en reconocimiento al papel clave desempeñado por sus instituciones de investigación en el descubrimiento.

¿Cómo se fabrica la tennessina?

Se fabrica bombardeando dianas de berkelio-249 con iones de calcio-48 en un acelerador de partículas, produciendo sólo unos pocos átomos cada vez.

¿Cuáles son sus propiedades químicas?

Se espera que actúe como un halógeno pesado, quizás de carácter metálico, con estados de oxidación de -1, +1 y +3.

¿Tiene la tennessina alguna aplicación industrial útil?

Por ahora no existen aplicaciones útiles debido a su inestabilidad, pero su síntesis impulsa la tecnología en la ciencia nuclear y la instrumentación de alta precisión.

¿Cuál es la ventaja de estudiar la tennessina?

Aumenta la comprensión de la estabilidad de los elementos superpesados, las fuerzas nucleares y los efectos relativistas en el comportamiento químico.