Do laboratório à Tabela Periódica: a história do darmstádio, o efêmero elemento 110

O darmstádio, denominado anteriormente de ununnilium (símbolo Uun), é um elemento químico com símbolo Ds, metálico e obtido por síntese. Acredita-se que este elemento seja sólido a 25 °C e de cor prateada ou acinzentada. Possui número atômico 110 e massa atômica de 281g/mol. Pertence ao grupo 10 e período 7 da tabela periódica. É radioativo, e é um dos átomos superpesados. Os pontos de fusão e de ebulição, assim como a densidade, são desconhecidos.

O darmstádio é um dos elementos transférmios, ou seja, pertence ao bloco descontínuo situado acima do elemento 100 na tabela periódica, esperado para ser o oitavo membro da série 6d de metais de transição e o mais pesado membro do grupo 10 da Tabela Periódica, abaixo de níquel, paládio e platina.

Como os demais elementos do grupo 10, espera-se que o darmstádio apresente dureza notável e propriedades catalíticas, além de reatividade química relativamente baixa, como ocorre com os membros mais pesados do grupo.

O darmstádio, elemento sintético, decai rapidamente, e seus isótopos de massa 267 a 273 possuem meias-vidas medidas em microssegundos. Isótopos mais pesados de darmstádio, de massas 279 e 281, foram sintetizados posteriormente e são mais estáveis, com meias-vidas de 180 milissegundos e 20 segundos, respectivamente.

O darmstádio-281, o isótopo mais estável conhecido, decai em hássio-277 por emissão alfa em cerca de 15% dos casos, enquanto nos 85% restantes sofre fissão espontânea.

Como pouquíssimos átomos de darmstádio foram produzidos até o momento, o elemento não possui usos fora da pesquisa científica.

História

Diversas tentativas de produção do elemento 110 foram realizadas no Instituto Central de Pesquisas Nucleares em Dubna, na Rússia, em 1987, e também no Instituto de Íons Pesados – GSI – em Darmstadt, na Alemanha, na mesma época, mas todas sem sucesso.

Nos Estados Unidos, Albert Ghiorso e seu grupo, no Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, na Califórnia, obtiveram o isótopo 267 ao bombardear bismuto com cobalto em 1991, mas não conseguiram confirmar se era o elemento darmstádio.

Em 1994, um grupo liderado por Yuri Oganessian e Vladimir Utyonkov, no Instituto Central de Pesquisas em Dubna, obteve o isótopo-273 ao bombardear plutônio com enxofre.

Apenas em novembro de 1994, Peter Armsbruster e Gottfried Münzenberg, sob a direção do professor Sigurd Hofmann, no GSI, Laboratório de Íons Pesados de Darmstadt, na Alemanha, obtiveram o darmstádio pela primeira vez.

O darmstádio foi produzido por reação de fusão nuclear causada por bombardeamento de chumbo-208 com níquel-62. Isso foi obtido ao se acelerar átomos de níquel a alta energia em um equipamento denominado acelerador linear universal (UNILAC), com 120 metros de comprimento. Todo o processo produziu um único átomo de darmstádio-269, um isótopo com meia-vida de cerca de 0,17 milissegundos (0,0017 segundos) depois que trilhões de íons de níquel foram disparados contra um alvo de chumbo. Esta reação rara só ocorre quando os projéteis de níquel atingem uma velocidade muito específica. Vários outros isótopos também foram produzidos, e todos deixaram de existir antes que houvesse chance de investigar suas propriedades.

Com tantos trilhões de partículas sendo lançadas pelo acelerador, é difícil separar os poucos produtos onde ocorreu a fusão. Essa é a função de uma segunda tecnologia chamada SHIP, o Separador de Produtos de Reatores de Íons Pesados. O SHIP atua como um filtro, equilibrando os campos elétrico e magnético com muita precisão, de forma que apenas os produtos pesados ​​da reação, no caso específico, o darmstádio, são selecionados para passar sem serem desviados e capturados em um sistema de detecção, que mede seu decaimento.

Como as evidências do grupo de Darmstadt foram mais confiáveis e confirmadas por outros especialistas ao redor do mundo, o grupo da Alemanha teve o direito de escolher o nome do elemento 110, e homenageou o lugar de sua descoberta. O nome darmstádio foi oficializado pela União Internacional de Química Pura e Aplicada – IUPAC – em agosto de 2003.

Confira o vídeo da Universidade de Nottingham que mostra as instalações do GSI, na Alemanha, onde o darmstádio foi sintetizado, e explica seu processo de produção:

Referências

ATKINS, P. W. Shriver & Atkins química inorgânica. BOOKMAN, 2008.

EMSLEY, J. Nature’s Building Blocks: An AZ Guide to the Elements , Oxford University Press, Nova York, 2ª edição, 2011.

HAYNES, W. M., ed., CRC Handbook of Chemistry and Physics , CRC Press/Taylor and Francis, Boca Raton, FL, 97ª edição, versão da Internet de 2015, acessado em maio de 2025.

Darmstadtium. Disponível em  https://www.chemeurope.com/en/encyclopedia/Darmstadtium.html. Acesso em 26/05/2025.

Darmstadtium. Disponível em https://periodic.lanl.gov/110.shtml. Acesso em 25/05/2025.

The Element Darmstadtium. Disponível em https://education.jlab.org/itselemental/ele110.html. Acesso em 27/05/2025.

Darmstadtium. Disponível em https://periodic-table.rsc.org/element/110/darmstadtium. Acesso em 27/05/2025.

Texto produzido pela jornalista Mari Menda da Gerência de Relações Institucionais
do CRQ-SP e revisado pela Profa. Márcia Guekezian, Coordenadora do curso
de Engenharia Química da Faculdade de São Bernardo do Campo – FASB