O elemento 115 e a busca pela ilha de estabilidade

O moscóvio é um elemento químico sintético, de número atômico 115 e símbolo Mc. Classificado como um metal de pós-transição, acredita-se que o moscóvio seja um sólido a temperatura ambiente.

O moscóvio pertence ao grupo 15, está localizado no período 7 da tabela periódica, e é um pnictogênio. Sua massa atômica aproximada é de 289 u. Sua densidade e pontos de fusão e ebulição não são conhecidos.

Ele é um metal altamente radioativo, e poucos átomos já foram sintetizados. Sua utilização limita-se a pesquisas.

O moscóvio é um elemento superpesado, localizado na região conhecida como “ilha de estabilidade” teórica. Embora ainda não tenham sido obtidos isótopos estáveis, modelos nucleares preveem que eles possam existir. Esses isótopos provavelmente exigiriam o  “número mágico” de 184 nêutrons, que podem estar no isótopo Mc-299.

Trabalho conjunto

No dia 2 de fevereiro de 2004, cientistas do Instituto Conjunto de Pesquisas Nucleares em Dubna, na Rússia, ao lado de pesquisadores dos Laboratórios Lawrence Livermore e Oak Ridge, dos Estados Unidos, anunciaram a síntese do moscóvio.

Em experimentos realizados em Dubna entre julho e agosto de 2003, átomos de amerício-243 foram bombardeados com íons de cálcio-48 em um equipamento denominado ciclotron. Isto produziu um átomo de moscóvio-287 e três átomos de moscóvio-288, que rapidamente decaíram para outros elementos. Os experimentos utilizaram o  acelerador de íons pesados ​​e o separador de recuo a gás do Laboratório Flerov de Reações Nucleares disponíveis na unidade de Dubna. A síntese do elemento também foi reportada por cientistas do Japão.

O isótopo mais estável do moscóvio, moscóvio-289, possui meia-vida de aproximadamente 220 milissegundos. Ele se desintegra por decaimento alfa, formando o isótopo nihônio-285.

Em maio de 2006, a síntese do moscóvio realizada pelo Instituto de Pesquisas Nucleares de Dubna foi confirmada por outro método, a identificação química dos produtos finais provenientes do decaimento do elemento.

Na época em que foi sintetizado, o elemento ganhou o nome temporário de un-un-pentium e símbolo Uup, obedecendo a uma sistemática adotada pela União Internacional de Química Pura e Aplicada – IUPAC que combina termos latinos e gregos para novos elementos da tabela periódica, e que significa 115.

Em novembro de 2016 o elemento 115 ganhou o nome definitivo de moscóvio e símbolo Mc, de acordo com o anúncio feito pela IUPAC. O nome homenageia a região de Moscou, na Rússia, onde se situa o Instituto Conjunto de Pesquisas Nucleares de Dubna e local em que os experimentos com elementos superpesados são desenvolvidos até os dias atuais.

Assista ao vídeo da Universidade de Nottingham que aborda detalhes do elemento 115 e como foi a escolha de seu nome, além dos experimentos em Dubna, na Rússia:

Descobertas recentes

Em 2024, um grupo internacional de cientistas divulgou um estudo revelando propriedades químicas descobertas de dois elementos superpesados produzidos artificialmente, o moscóvio e o nihônio. Os cientistas pertencem ao Centro de Pesquisas de Íons Pesados – GSI – em Darmstadt, da Universidade Johannes Gutenberg e ao  Helmholtz Institute, ambos sediados em Mainz, na Alemanha.

Desta forma, o moscóvio tornou-se o elemento mais pesado a ser estudado quimicamente. Os pesquisadores descobriram que o moscóvio e o nihônio (elementos 115 e 113, respectivamente) são mais reativos quimicamente que o fleróvio (elemento 114), já estudado anteriormente. Por meio da separação química e detecção em combinação com o separador eletromagnético TASCA, equipamento desenvolvido no GSI, o grupo realizou estudos com cromatografia a gás, e assim conseguiu observar o moscóvio-288, de meia vida muito curta.

A detecção de apenas alguns átomos foi suficiente para permitir conclusões significativas. Para isso, foram necessários dois meses de trabalho contínuo no acelerador de íons pesados do GSI.

Para produzir os elementos superpesados, a equipe irradiou finas lâminas contendo amerício-243 (elemento 95), um elemento sintético, com feixes de íons de cálcio-48 (elemento 20). A fusão resultou em núcleos de moscóvio-288 (elemento 115), que, em frações de segundo, decaíram formando nihônio-284 (elemento 113).

O que é ilha de estabilidade

A “ilha de estabilidade” é um termo da física nuclear que descreve a possibilidade de alguns elementos apresentarem combinações específicas denominadas de “números mágicos” de prótons e nêutrons, que conferem maior estabilidade ao núcleo atômico. Isto permitiria a certos isótopos de alguns elementos transurânicos serem muito mais estáveis que outros, apresentando meias-vidas significativamente mais longas.

A ideia da ilha de estabilidade foi proposta pela primeira vez pelo cientista norte-americano Glenn Seaborg. Um possível “número mágico” de nêutrons é 184, e alguns números de prótons que poderiam se combinar com ele estão associados aos elementos de números atômicos 114 (fleróvio), 120 e 126.

Referências

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STRATHERN,P. O sonho de Mendeleiev: a verdadeira história da química. (tradução de Maria Luiza X. de A. Borges). Ed. Zahar. 2002.

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.