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Publicado el 13 Julio, 2016 por Toni Pradas en Ciencia
 
 

QUÍMICA: Los nuevos inquilinos del séptimo piso

Sincronicemos nuestras tablas periódicas: Cuatro elementos superpesados podrán incorporarse a estas con los nombres de nihonio, moscovio, tenesino y oganesón

 

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Por TONI PRADAS

Dicen por ahí las malas lenguas que Dmitri Ivánovich Mendeléyev era un adicto al trabajo y mientras laboraba como un obseso, no paraba de gritar y gruñir. Obviamente, de tanto refunfuñar, cargó con el sambenito de superpesado. Aun así, alguien se atrevió a preguntarle –porque hay gente valiente donde menos uno se imagina– el porqué de sus malas pulgas: “Es una manera de mantenerme sano y no contraer úlcera”, respondió quien en 1869 –cuando el mundo felizmente sabía apañárselas sin la cibernética– creara la Tabla Periódica, la infografía más famosa de la Vía Láctea.

De cualquier manera, los seguidores de Mendeléyev prefieren no poner a riesgo sus tejidos orgánicos y apuestan por la paciencia. La necesitarán siempre. Por ejemplo, si se quiere bautizar un nuevo elemento descubierto, eso tarda su tiempo: Ellos proponen un nombre, pero le corresponde aprobarlo a la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (Iupac, por sus siglas en inglés).

Eso es exactamente lo que está pasando ahora. La Iupac recientemente abrió un plazo de alegaciones hasta noviembre próximo para decidir la denominación oficial de los elementos de la Tabla Periódica 113, 115, 117 y 118 (catalogación dada en función de su número atómico, una magnitud que indica la cantidad de protones que hay en su núcleo).

A punto de perderse otra Nochevieja en el laboratorio, la suerte manoseó a los científicos y así pudieron anunciar en 2015, justo el 30 de diciembre, el descubrimiento de esos cuatro advenedizos que desde entonces completan la séptima fila de la Tabla Periódica. Tras regresar de las fiestas, propusieron llamarles nihonio (Nh), moscovio (Mc), tenesino (Ts) y oganesón (Og), respectivamente.

Kosuke Morita lideró las investigaciones que permitieron el primer descubrimiento de un elemento en Asia. (Crédito: EFE)

Kosuke Morita lideró las investigaciones que permitieron el primer descubrimiento de un elemento en Asia. (Crédito: EFE)

La verdad es que en los últimos años el sistema periódico ideado por el ruso rezongón está teniendo más movimientos que una lambada, gracias al acierto en pillar nuevos elementos, entiéndase como tal el principio físico o químico que entra en la composición de los cuerpos, erigiéndolos, como los mosaicos a las mezquitas.

Al ser la base fundamental de la química, un elemento es esencialmente una sustancia que solo contiene un tipo de átomo. Hacer nuevos elementos significa crear un nuevo tipo de átomo, a los que se les asigna un número.

¿Guarda usted todavía los cuadernos de clases? Estos nos recordarán que la tabla original de Mendeléyev contaba con 63 elementos químicos: hoy son 118. Pero de ellos solo 94 existen en la naturaleza. El resto ha sido sintetizado de forma artificial y su vida es de unos pocos milisegundos. Para fabricarlos, los investigadores utilizan sofisticados aceleradores de partículas que estrellan átomos para obtener nuevos elementos con más protones.

De tal suerte, a partir de 2017 serán inservibles las tablas periódicas que hoy tenemos, un sobresalto que seguramente se repetirá. Ya nos sucedió en 2011, cuando por última vez se incluyó en el mismo séptimo piso de la famosa tabla, el último elemento hallado.

Mas no hay que ofuscarse como Mendeléyev. Si algo denota su genialidad es precisamente prever la posibilidad de insertar, sin que se infarte la humanidad, los descubrimientos futuros.

Como cada elemento fue ordenado gracias a la casi mística tendencia periódica de los números atómicos, su configuración de electrones y sus propiedades químicas, cada cual tiene una suite reservada en ese edificio que es la tabla, pensada, eso sí, solo para esas celebridades de la naturaleza, conocidas o por conocer.

Y, claro, en cualquier caso tiene que registrarse en la carpeta del hotel. Eso es lo que está indispensablemente haciendo la Iupac con los nuevos cuatro, hasta que sean tan famosos como los Beatles.

El santoral de la Química

Retomemos el asunto del registro: Son varios los equipos de investigadores, decíamos, que han descubierto los nuevos elementos y han solicitado a la Iupac que se denominen nihonium, moscovium, tennessine y oganesson. En español corresponderían a nihonio, moscovio, tenesino (o tenesina) y oganesón, pero la Real Academia no ha abierto la boca sobre los términos definitivos. Sus correspondientes abreviaturas de dos letras serían Nh, Mc, Ts y Og.

El físico ruso Yuri Oganessian puede convertirse en la segunda persona a quien, en vida, un elemento nuevo le rinda honor a su nombre (Crédito: Asbarez.com)

El físico ruso Yuri Oganessian puede convertirse en la segunda persona a quien, en vida, un elemento nuevo le rinda honor a su nombre (Crédito: Asbarez.com)

Durante el plazo de espera otorgado –finaliza el 8 de noviembre– cualquier persona o colectivo puede presentar alegaciones y aunque parece que no habrá bataholas, les conviene a los químicos estar atentos a cualquier demanda.

(Vale recordar que con el despelleje de la Guerra Fría, la rivalidad entre Estados Unidos y la Unión Soviética generó otras amargas disputas entre finales de los años 1950 y comienzos de los 70. Cada país reclamó para sí la paternidad de los elementos 102, 104, 105 y 106 y la Iupac tuvo que decidir sobre estas querellas).

Por eso, hasta el segundo martes de noviembre se aludirán como ununtrium (Uut o elemento 113), unumpentium (Uup, 115), ununseptium (Uus, 117) y ununoctium (Uuo, 118)

Los términos presentados hacen referencia a tres lugares geográficos y a un científico ruso. Siguiendo la tradición, se pueden poner nombres relacionados con la mitología, minerales y propiedades del elemento. O como ocurre en este caso, términos toponímicos o referidos a un sujeto. Los calificativos también deben ser únicos y mantener una consistencia histórica y química, lo que explica por qué hay tantos –iums en la Tabla Periódica.

En esta existen elementos con nombres que hacen alusión a países: galio (Ga), escandio (Sc), germanio (Ge), polonio (Po), niponio (Np), y francio (Fr). También relativos a continentes: europio (Eu) y americio (Am). Y por supuesto, hay hueco para los cuerpos celestes: uranio (U), neptunio (Np) y plutonio (Pu).

Dos de los científicos más importantes de la historia también han sido homenajeados en la Tabla Periódica: Einstein, con el einstenio (Es); y Copérnico, con el copernicio (Cn).

Los padres de las criaturas

En concreto, nihonium, descubierto en el Centro RIKEN Nishina, en Japón, hace referencia al nombre de esa nación en lengua nipona (“la tierra del sol naciente”). Algunos ya le llaman japonio, un capricho occidental. Y un error. De manera que la tabla seguirá curiosamente adoleciendo de algún elemento con la letra jota.

El nihonio es el primero que se halla y bautiza desde Asia. El equipo investigador, dirigido por el profesor Kosuke Morita, confía en que el descubrimiento también sirva para recuperar la esperanza tras el desastre nuclear de Fukushima.

El moscovium rendirá homenaje a Moscú, donde se encuentra el Instituto para la Investigación Nuclear en Dubna, Rusia. En tanto, tennessine reconoce al estado de Tennessee, en Estados Unidos (por cierto, este es el segundo estado de ese país que puede tener un elemento bautizado en su nombre; California fue el primero).

El moscovio y el tenesino son propuestas conjuntas de sus descubridores del Instituto para la Investigación Nuclear en Dubna y del Laboratorio Nacional Oak Ridge, la Universidad Vanderbilt en Tennessee y el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore en California (todos en Estados Unidos).

El cuarto elemento, oganesson, no hará culto a ninguna región sino a un importante físico nuclear del instituto en Dubna, el ruso-armenio Yuri Oganessian, nacido en 1933, quien ha tenido un papel primordial en la búsqueda de elementos nuevos, incluido el que ahora aspira a llevar su apellido. Entre sus muchos logros destacan el descubrimiento de elementos superpesados y sus evidencias experimentales de la denominada “isla de estabilidad”.

Superpesados, pero no como Mendeléyev

El arte de crear nuevos elementos se hizo por primera vez en 1939, cuando científicos de la Universidad de California en Berkeley crearon el elemento 93, que ahora se llama neptunio.

El genial profesor Dmitri Mendeléyev, apenas conocido por la creación de la Tabla Periódica, estandarizó los elementos químicos y previó la incorporación de otros apenas fueran descubiertos. (Crédito: Amisch.deviantart.com)

El genial profesor Dmitri Mendeléyev, apenas conocido por la creación de la Tabla Periódica, estandarizó los elementos químicos y previó la incorporación de otros apenas fueran descubiertos. (Crédito: Amisch.deviantart.com)

Hoy, los cuatro elementos nuevos también son sintéticos. Fueron descubiertos al golpear núcleos más ligeros entre sí y rastrear la subsiguiente descomposición de los elementos radiactivos superpesados, llamados así por su elevada masa atómica.

Esto sucede también con otros superpesados que se encuentran al final de la Tabla Periódica, ya que solo existen por fracciones de segundo antes de desintegrarse en otros elementos debido a la inestabilidad que presentan, impropia en la “isla de la estabilidad”.

“La comunidad científica está ansiosa de que su preciada tabla se complete hasta la séptima fila”, exhaló un suspiro Jan Reedjik, presidente de la división de química inorgánica de la Iupac. Lo que está ocurriendo en estos meses lo llena de esperanzas.

En 2003 un equipo ruso-estadounidense ya había mencionado la posible existencia del elemento 113. Sin embargo, no fue hasta 2012 cuando el conjunto del científico Kosuke Morita, de la Universidad de Kyushu, pudo confirmar su existencia. Este nuevo elemento es el resultado de la desintegración del 115.

Este último existe durante menos de un segundo antes de desintegrarse en átomos más ligeros. Según la Iupac, el trabajo en colaboración de científicos del instituto en Dubna y de los laboratorios en California y Tennessee, que comenzó en 2010 y cuyos hallazgos fueron confirmados en 2012 y 2013, cumple los criterios necesarios para atribuirles el descubrimiento de este elemento.

También los cumple para el 117, que es el segundo elemento sintético más pesado de la tabla, después del también recién incluido 118, de escasos milisegundos con vida. Los rusos y los californianos son responsables además del hallazgo del elemento 118.

“Estamos entusiasmados con estos nuevos elementos y agradecemos a los científicos su minucioso trabajo, así como la labor de la comisión de comprobación”, afirmó Mark Cesa, presidente de la Iupac.

“Una de las principales dificultades en el establecimiento de estos es que se desintegran en isótopos hasta ahora desconocidos de elementos algo más ligeros, que también deben ser inequívocamente identificados”, explica Paul J. Karol, miembro del comité que ha revisado los descubrimientos.

¿Cuántos faltan por descubrir?

Como quien oye campanas y no sabe dónde, algunos medios dijeron que estos elementos “completaban” la Tabla Periódica. Pero estaban equivocados de alfa a omega: tan solo fue la séptima fila.

Con los nuevos hallazgos se completa la séptima fila de la Tabla Periódica. El frenesí de la ciencia pudiera obligar a comenzar una nueva y enigmática fila de elementos químicos. (Crédito: Distrends.com)

Con los nuevos hallazgos se completa la séptima fila de la Tabla Periódica. El frenesí de la ciencia pudiera obligar a comenzar una nueva y enigmática fila de elementos químicos. (Crédito: Distrends.com)

Se pueden, sin duda, esperar nuevos hallazgos de elementos desconocidos por ahora, aunque demoren muchísimo más que una siesta, debido a que cada vez es más difícil producirlos.

Si se encontraran o se crearan los elementos 119 y 120, desde luego se abrirá una nueva fila, la octava, y en verdad nadie sabe cuánto más pudiera extenderse la tabla con las nuevas apariciones.

Tanto en las cantinas como en las cátedras, los químicos no se cansan de formularse la pregunta más enigmática que brota de los escaques de la tabla mendeleiana: ¿Hay límites?

Algunos sospechan, y hasta afirman en foros, que no. Otros creen que llegará un momento en el que no podrán hacerse átomos más pesados: si son tan enormes podrían ser completamente inestables, desintegrándose en un cataclismo de radioactividad.

En cualquier caso –acuñan–, si se logran fabricar elementos cada vez más pesados, estos se comportarán de manera muy peculiar.

Podríamos pensar que el número posible de elementos químicos es infinito, al menos en teoría. El problema es que cuantas más partículas tiene un núcleo atómico, más inestable se vuelve y menos tiempo dura antes de desintegrarse. Además, sería imposible añadir infinitos protones a un átomo, pues al final existirían elementos químicos que serían tan grandes como planetas.

¿Servirá para algo tanto esfuerzo? La vida de estos nuevos elementos artificiales es incompatible con cualquier tipo de aplicación, pero esto no quiere decir que no puedan descubrirse elementos más duraderos. Las islas de estabilidad son zonas de la Tabla Periódica alrededor de las cuales los elementos tienen una vida de minutos, o incluso días. En torno al 120 existe una, por lo que el elemento 120 podría ser más útil que los recién descubiertos.

¿Cuántos elementos podrían existir? El físico y premio Nobel Richard Feynman predijo que la tabla se cerraría con el elemento 137, aunque investigaciones más recientes reducen la cifra a 126.

Este elemento, el 126, se intentó sintetizar una única vez sin éxito. Fue en 1971, en la Organización Europea para la Investigación Nuclear, mejor conocida por sus siglas fundacionales CERN (en francés), cuya sede se ubica en la ciudad suiza de Meyrin, en las proximidades de Ginebra, en la frontera entre Francia y Suiza.

¿Será el huidizo unbihexium, como se le ha nombrado, el último y definitivo elemento químico en añadirse a la tabla original?

 


Toni Pradas

 
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