Cómo la química superpuesta podría reorganizar la tabla periódica

Los investigadores han observado directamente el átomo más pesado pero participando en una reacción química y formando una molécula. El hallazgo empuja Química “Superficiada”que implica elementos radiactivos extremadamente masivos, a un nuevo nivel, e incluso podría conducir a una reorganización de la tabla periódica.

Es difícil experimentar algunos elementos químicos exóticos, lo que dificulta determinar su ubicación adecuada dentro de la tabla periódica. Por ejemplo, el elemento radiactivo se coloca entre un grupo llamado metales de transición, pero se comporta más como los gases nobles, que pertenecen a una sección diferente.

Este problema también puede afectar los elementos en el fondo de la mesa, átomos pesados y radiactivos. llamado actinidesdice Poro de Jennifer en el Laboratorio Nacional de Lawrence Berkeley en California. Para verificar las propiedades de los actínidos, ella y sus colegas llevaron a cabo una reacción química que creó una molécula que contenía el actinide más pesado, Nobelium, que es el elemento 102.

Para hacer el elemento, los investigadores utilizaron un acelerador de partículas que rompió un haz de átomos de calcio muy enérgicos en un trozo de plomo. Los átomos de Nobelio surgieron después de esta colisión y reaccionaron con moléculas de nitrógeno y agua en el aire. Un detector de acción rápida, similar a una máquina de detección de partículas llamada espectrómetro de masas, luego identificó las moléculas resultantes con mayor precisión que en cualquier intento pasado de hacer una química superadonosa.

Luego, el equipo vuelve a manejar su experimento con una parte de Thulium en lugar de liderazgo. Esto creó un actinide llamado Actinium, que es el Elemento 89. Al comparar lo fácil que era que el agua se adhiera a Actinium versus Nobelio, los investigadores confirmaron que los dos elementos se comportan de manera similar para pertenecer a la misma fila de la tabla periódica.

Nobelio no solo se coloca correctamente en la tabla periódica; También se ha convertido en el elemento más pesado que los investigadores han observado directamente formando una nueva molécula, aunque la El elemento más pesado jamás creado sigue siendo Oganesson, elemento 118. Y el procedimiento utilizado para crear moléculas que contienen Nobelio, luego identificarlas con precisión, podría conducir a nuevos avances.

Sophia Heinz en el Centro GSI Helmholtz para la investigación de iones pesados en Alemania dice que el nuevo experimento es un verdadero avance técnico para química superpuesta. Las moléculas que contienen elementos más pesados que Nobelium se habían hecho antes, pero los investigadores nunca pudieron identificarlos directamente, dice ella. “La posibilidad de estudiar directamente las moléculas individuales es un paso adelante importante”.

Peter Schwerdtfeger en la Universidad de Massey en Nueva Zelanda dice que el nuevo experimento “abre la puerta a muchos más experimentos futuros con diferentes sobrecalentamientos”.

Incluso antes de que se realicen nuevos experimentos, los hallazgos están causando un impacto. Poros y su equipo pensaron que tendrían que agregar moléculas adicionales al experimento para Actinium y Nobelium para reaccionar. Inesperadamente, sin embargo, las sobrecargaciones reaccionaron con sustancias que ya estaban presentes: nitrógeno y agua en el aire. Anastasia Borschevsky en la Universidad de Groningen en los Países Bajos dice que esto puede obligar a los científicos a volver a examinar Experimentos superpenaderos anteriores en el que los investigadores asumieron que estaban mirando átomos, porque también pueden haber estado observando moléculas que contenían esos átomos. “Esto nos mantendrá ocupados a los teóricos por un tiempo”, dice Schwerdtfeger.

Para los poros, el próximo desafío es hacer química con elementos aún más pesados, como Dubnium, que es el Elemento 105. Para hacerlo, el equipo puede tener que acelerar su procedimiento porque los elementos más pesados tienen, menos tiempo pasan en un estado estable antes de descomponer en un elemento diferente.

“Si las cosas van bien, queremos hacer a los chicos más grandes al final [of the periodic table]. No tenemos ninguno [heaviness] Límites con esta técnica ”, dice poro. Y a diferencia de Nobelium, algunos de esos elementos más grandes pueden terminar necesitando encontrar nuevos lugares en la mesa periódica.