O elemento 118 e os limites da Tabela Periódica

O oganessônio, símbolo Og, tem número atômico 118 e massa atômica 294 u. É um elemento transactinídeo e completa a sétima — e última — linha da Tabela Periódica. Foi sintetizado artificialmente em 2006, na Rússia, com a colaboração de pesquisadores norte-americanos.

Esse elemento constitui o único membro sintético do grupo dos gases nobres e possui o maior número atômico já atribuído a um elemento sintético. No Grupo 18 da Tabela Periódica estão hélio, neônio, argônio, criptônio, xenônio e radônio.

Elemento altamente radioativo, o oganessônio apresenta ponto de ebulição entre 30 °C e 80 °C, enquanto seu ponto de fusão ainda é desconhecido.

Devido ao elevado número atômico e à intensificação dos efeitos relativísticos em átomos muito pesados, teoriza-se que o oganessônio apresente desvios significativos em relação às características típicas dos gases nobres. Esses efeitos alteram o comportamento dos elétrons de valência, podendo conferir ao elemento propriedades incomuns, como caráter metálico e outras características distintas das observadas nos gases nobres mais leves. Cálculos teóricos indicam que ele pode apresentar estado sólido à temperatura ambiente.

Além disso, estima-se que o oganessônio seja mais reativo, uma vez que esses efeitos facilitam a perda de elétrons do subnível p. Outra divergência em relação aos gases nobres é a possibilidade de o oganessônio apresentar comportamento semicondutor, enquanto os demais elementos do grupo são predominantemente isolantes.

Todos os isótopos conhecidos do oganessônio são sintéticos e altamente instáveis. Eles foram produzidos em reações de fusão nuclear e apresentam tempos de meia-vida extremamente curtos. Os principais isótopos identificados são: ²⁹²Og, ²⁹³Og e ²⁹⁴Og, com tempos de meia-vida de aproximadamente 0,4; 0,5 e 0,7 milissegundos, respectivamente, sendo o ²⁹⁴Og o mais estável deles.

30 mil quilômetros por segundo

O oganessônio foi sintetizado por fusão nuclear entre núcleos de cálcio-48 e califórnio-249, em experimentos realizados no cíclotron U400 do Instituto Conjunto de Pesquisas Nucleares, em Dubna, na Rússia, em 2006. Durante o experimento, foram identificados apenas três átomos do elemento, evidenciando a extrema dificuldade de sua produção. As pesquisas foram conduzidas em colaboração com o Laboratório Nacional Lawrence Livermore, na Califórnia.

Acelerado a quase 30 mil quilômetros por segundo, cerca de 10% da velocidade da luz, o núcleo de cálcio foi projetado contra um alvo giratório de califórnio. A fusão entre os núcleos de califórnio (98 prótons) e cálcio (20 prótons) resultou na formação de um elemento com 118 prótons. Contudo, o novo elemento apresentou um tempo de vida inferior a 1 milissegundo, decaindo rapidamente.

Após sua formação, o átomo do elemento 118 é direcionado a um separador magnético, no qual um campo magnético homogêneo é estabelecido entre polos opostos. Esse procedimento possibilita a identificação e o isolamento dos poucos átomos de interesse dos numerosos produtos secundários gerados na reação nuclear.

O átomo isolado é primeiramente detectado por um contador de tempo de voo, que registra seu tempo de trânsito e velocidade. Logo após sua formação, o elemento sofre decaimento alfa, caracterizado pela emissão de um núcleo de hélio (dois prótons e dois nêutrons), resultando na formação do elemento 116. Esse elemento decai sucessivamente para o elemento 114 e, posteriormente, sofre fissão nuclear ou um terceiro decaimento alfa, formando o elemento 112.

Os cientistas não observam diretamente o elemento, mas sim seus decaimentos alfa, que apresentam padrões únicos e característicos, capazes de confirmar a existência do elemento investigado.

Embora a meia-vida do oganessônio seja inferior a 1 milissegundo, ela está dentro do intervalo inicialmente previsto, o que sustenta a hipótese da chamada “ilha da estabilidade”. Esse conceito, proposto pelo professor Glenn Seaborg, explica por que elementos superpesados podem apresentar maior estabilidade relativa em comparação com as previsões teóricas iniciais.

Até o momento, não são conhecidos compostos do oganessônio e, considerando sua provável elevada energia de ionização, o estado de oxidação mais estável tende a ser zero.

Estima-se que o oganessônio seja um gás em condições normais, o que o tornaria uma das substâncias gasosas de maior massa molecular conhecida. Nesse contexto, apenas o hexafluoreto de urânio (UF₆), com massa molecular de 352 g·mol⁻¹, apresentaria valor superior.

Como apenas um número extremamente reduzido de átomos do elemento foi produzido até o momento, o oganessônio não possui aplicações práticas, restringindo-se ao campo da pesquisa científica.

Tentativas malsucedidas e retratação pública

As buscas pelo elemento 118 começaram muito antes de 2006, quando finalmente foi sintetizado.

No final de 1998, o teórico polonês Robert Smolanczuk publicou alguns cálculos sobre a fusão de núcleos atômicos para a produção de elementos superpesados, incluindo o elemento 118. Seus resultados indicavam que seria possível sintetizar esse elemento pela fusão entre núcleos de chumbo e criptônio.

Em 1999, pesquisadores do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, nos Estados Unidos, utilizaram as previsões de Smolanczuk e anunciaram a descoberta dos elementos 116 e 118 em um artigo publicado na revista Physical Review Letters. Entretanto, os resultados não puderam ser reproduzidos por outros grupos de pesquisa. Em 2000, a equipe foi obrigada a publicar uma retratação formal e, em junho de 2002, o diretor do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley admitiu que a suposta descoberta havia se fundamentado em dados inventados. O grupo norte-americano havia proposto o nome ghiorsium para o elemento 118, em homenagem a Albert Ghiorso, mas a reivindicação foi posteriormente retirada.

De ununoctium a oganessônio

O nome do oganessônio homenageia o professor Yuri Oganessian, físico nuclear russo, de ascendência armênia, nascido em 1933 na antiga União Soviética, por suas grandes contribuições à pesquisa dos elementos transactinídeos.

Oganessian é o líder científico do Laboratório Flerov de Reações Nucleares, um dos oito laboratórios que integram o Instituto Conjunto de Pesquisas Nucleares, localizado em Dubna, na Rússia. Em colaboração com o Laboratório Nacional de Oak Ridge, dos Estados Unidos, participou da descoberta do elemento de número atômico 117, o tenesso. Suas contribuições incluem também avanços significativos na física nuclear dos núcleos superpesados, destacando-se a obtenção de evidências experimentais relacionadas à chamada “ilha da estabilidade”.

O nome oganessônio foi proposto conjuntamente pelas equipes de pesquisadores do Instituto Conjunto de Pesquisas Nucleares de Dubna, na Rússia, e do Laboratório Nacional Lawrence Livermore, dos Estados Unidos, que participou dos experimentos decisivos para a síntese do elemento 118. A proposta foi aprovada pela União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC).

Durante dez anos, o elemento 118 foi chamado por seu nome provisório, ununoctium, com símbolo Uuo. Em novembro de 2016, o elemento 118 finalmente recebeu seu nome definitivo, juntamente com outros três elementos descobertos na mesma época.

Referências

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