O elemento misterioso da Guerra Fria que intriga a Ciência até hoje

O dúbnio, também chamado de eka-tântalo, é um elemento químico do grupo 5 da tabela periódica que possui símbolo Db e número atômico 105. É um elemento sintético e altamente radioativo, sólido a 25^oC, metálico pertencente à classe dos metais de transição, de cor branca-prateada ou acinzentada.

Poucos átomos de dúbnio já foram sintetizados, e até o presente é utilizado somente em pesquisas.

O nome dúbnio homenageia a cidade russa de Dubna, onde o elemento foi sintetizado pela primeira vez por cientistas soviéticos em plena Guerra Fria.

Características

Os estudos com o dúbnio são difíceis por dois fatores principais: o baixo tempo de meia-vida de seus isótopos e também sua baixa taxa de síntese.

O isótopo 262, o mais estudado, pode ser obtido rapidamente, em menos de um minuto, mas, o tempo de meia-vida é de apenas 34 segundos. Já o isótopo mais estável, o 268, possui 16 horas de meia-vida. Embora esse tempo seja suficiente para realizar diversas análises, sua taxa de produção é muito pequena.

Entre as características químicas previstas e estudadas para o dúbnio, sugere-se que seu estado de oxidação de maior estabilidade é o +5, diferentemente dos elementos mais leves de seu grupo, como é o caso do tântalo (Ta), cujos estados de oxidação mais estáveis são o +3 e o +4.

Embora ainda muito recentes, os estudos com o dúbnio foram realizados em fases gasosa e aquosa. Entre os compostos mais estudados estão os haletos e oxihaletos de dúbnio, como o DbCl₅, DbOCl₃ e o DbBr₅.

O dúbnio não apresenta aplicações práticas e não são conhecidas as suas reações com o ar, água, halogéneos, ácidos e as bases.

Obtenção

Como elemento sintético, o dúbnio não pode ser obtido a partir de fontes naturais. A obtenção de isótopos do dúbnio e de outros elementos transactinídeos é bem complexa. Isso envolve não só a infraestrutura reacional, que exige um acelerador de partículas e laboratório adequados, mas também a necessidade de se produzir uma grande quantidade de elementos altamente radioativos e raros, como: cúrio (Cm); berquélio (Bk) e califórnio (Cf).

Uma das formas de se obter o dúbnio é pelo bombardeamento de berquélio-249 por átomos de oxigênio-18 acelerados. Pode ser sintetizado também pelo bombardeamento de califórnio-249 com núcleos de nitrogênio-15.

Precauções com o dúbnio

Dificilmente as pessoas entrarão em contato com quantidades significativas do elemento dúbnio devido às suas características sintéticas. Contudo, por ser um elemento radioativo, sua manipulação deve ocorrer de forma adequada, uma vez que seus decaimentos radioativos geram partículas e radiações com potencial ionizante, as quais podem causar doenças graves, como câncer.

Descobertas de soviéticos e norte-americanos

Em 1967, um grupo de cientistas liderados por Georgi Flerov, no Instituto Central de Pesquisas Nucleares da cidade de Dubna, na antiga União Soviética, bombardeou amerício (²⁴³Am) com neônio (²²Ne), produzindo uma mistura dos isótopos ²⁶⁰Db e ²⁶¹Db, depois da perda de cinco ou quatro nêutrons, respectivamente.

Em 1970, um grupo liderado por Alberto Ghiorso, no Laboratório Lawrence, em Berkeley, na Califórnia, bombardeou califórnio(²⁴⁹Cf) com nitrogênio (¹⁵N) no Acelerador Linear de Íons existente na universidade. Quando um núcleo de ¹⁵N é absorvido por um núcleo de ²⁴⁹Cf, quatro nêutrons são emitidos e é formado um novo átomo de ²⁶⁰105 com meia-vida de 1,6 segundo. Além de Alberto Ghiorso, o grupo da Universidade da Califórnia, em Berkeley, era formado por Matti Nurmia, James Harris e os finlandeses Kari Eskola e Pirkko Eskola.

Em Dubna, no final do mês de abril de 1970, os cientistas soviéticos anunciaram ter investigado todos os tipos de decaimento do novo elemento e determinado suas propriedades químicas, de acordo com um relatório da época. Ghiorso e seus colegas tentaram confirmar os achados dos soviéticos utilizando outros métodos, mas não obtiveram sucesso.

Os dois grupos deram nomes diferentes ao novo elemento. Os russos chamaram-no de neilsbório, em referência ao cientista dinamarquês Niels Bohr; enquanto os americanos denominaram-no de hahnio, em referência ao cientista Otto Hahn. Ambos homenageando proeminentes cientistas nucleares. Mais tarde, a União Internacional de Química Pura e Aplicada – IUPAC – decidiu dar o crédito da descoberta do elemento 105 aos dois grupos, e determinou que ele se chamasse dúbnio e seu símbolo fosse Db.

Lacunas e novos isótopos

Há muitas informações ainda inexistentes sobre o elemento dúbnio, como seu ponto de fusão, seu ponto de ebulição e sua densidade. Sabe-se que o dúbnio é classificado como um metal, é sólido à temperatura ambiente e sua massa atômica  é 262. Seu isótopo mais estável tem meia-vida de 32 horas, ²⁶⁸Db, e decai por fissão espontânea.

Em outubro de 1971 anunciou-se que dois novos isótopos do elemento 105 foram sintetizados no acelerador linear de íons por Albert Ghiorso e seus colegas, em Berkeley. O elemento ²⁶¹105 foi produzido com o bombardeamento de ²⁵⁰Cf com ¹⁵N, e pelo bombardeamento de ²⁴⁹Bk com ¹⁶O. Isso emite 8,45 MeV de partículas alfa e decai em ²⁵⁸Lr, com meia-vida de cerca de 40 segundos. Sete isótopos do elemento 105 já são reconhecidos.

Na metade dos anos 1970, os estudos do químico russo Ivo Zvara e seu grupo sugeriram que o elemento 105 tem semelhanças com o nióbio e o tântalo. Não houve novos trabalhos até 1988, quando foram publicados os primeiros estudos sobre soluções aquosas do elemento 105, mostrando sua afinidade aos elementos nióbio e tântalo, do grupo 5 da tabela periódica.

Em função da pequena quantidade produzida e de sua meia-vida curta, atualmente não há aplicações para o dúbnio fora da pesquisa científica.

Referências

Greenwood N.N. e Earnshaw A. Chemistry of the Elements. 1997. Butterworth Heinemann.

Dubnium. Disponível em https://www.chemeurope.com/en/encyclopedia/Dubnium.html. Acesso em 25/04/2025.

Dubnium. Disponível em https://periodic.lanl.gov/105.shtml. Acesso em 25/04/2025.

The Element Dubnium. Disponível em https://education.jlab.org/itselemental/ele105.html. Acesso em 25/04/2025.

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.

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.