Fig.1 Breve descripción del presente estudio. Crédito:Universidad de Osaka
A todos los estudiantes de química se les enseña sobre la tabla periódica, una organización de los elementos que le ayuda a identificar y predecir tendencias en sus propiedades. Por ejemplo, Los escritores de ciencia ficción a veces describen la vida basándose en el elemento silicio porque está en la misma columna de la tabla periódica que el carbono.
Sin embargo, hay desviaciones de las tendencias periódicas esperadas. Por ejemplo, el plomo y el estaño están en la misma columna de la tabla periódica y, por tanto, deberían tener propiedades similares. Sin embargo, mientras que las baterías de plomo-ácido son comunes en los automóviles, las baterías de estaño-ácido no funcionan. Hoy en día sabemos que esto se debe a que la mayor parte de la energía de las baterías de plomo-ácido es atribuible a la química relativista, pero tal química era desconocida para los investigadores que propusieron originalmente la tabla periódica.
La química relativista es difícil de estudiar en los elementos superpesados, porque tales elementos generalmente se producen uno a la vez en reacciones de fisión nuclear y se deterioran rápidamente. Sin embargo, tener la capacidad de estudiar la química de elementos superpesados podría descubrir nuevas aplicaciones para elementos superpesados y para elementos más ligeros comunes, como plomo y oro.
En un estudio reciente en Química de la naturaleza , Investigadores de la Universidad de Osaka estudiaron cómo los átomos individuales de metal superpesado de rutherfordio reaccionan con dos clases de bases comunes. Tales experimentos ayudarán a los investigadores a utilizar principios relativistas para utilizar mejor la química de muchos elementos.
Fig.2 Diagrama esquemático del experimento de co-precipitación en línea de 261 Rf. (crédito:Universidad de Osaka
"Preparamos átomos individuales de rutherfordio en las instalaciones de investigación de aceleradores de RIKEN, e intentó hacer reaccionar estos átomos con bases de hidróxido o bases de amina, "explica Yoshitaka Kasamatsu, autor principal del estudio. "Las mediciones de radiactividad indicaron el resultado final".
Los investigadores pueden comprender mejor la química relativista a partir de tales experimentos. Por ejemplo, El rutherfordio forma compuestos precipitados con base de hidróxido en todas las concentraciones de base, sin embargo, sus homólogos zirconio y hafnio en altas concentraciones. Esta diferencia de reactividad puede atribuirse a la química relativista.
"Si tuviéramos una forma de producir un precipitado de ruterfordio puro en grandes cantidades, podríamos avanzar proponiendo aplicaciones prácticas, "dice el autor principal Atsushi Shinohara." Mientras tanto, nuestros estudios ayudarán a los investigadores a explorar sistemáticamente la química de los elementos superpesados ".
La química relativista explica por qué el metal dorado a granel no es de color plateado, como cabría esperar según las predicciones de la tabla periódica. Esta química también explica por qué el mercurio metálico es un líquido a temperatura ambiente. a pesar de las predicciones de la tabla periódica. Puede haber muchas aplicaciones imprevistas que surjan al aprender sobre la química de los elementos superpesados. Estos descubrimientos dependerán de los nuevos protocolos informados y de los estudios fundamentales en curso, como este, de los investigadores de la Universidad de Osaka.
