Actualizado 09/04/2015 11:35 CET

El laurencio suscita dudas con la tabla periódica

Tabla Periódica
Foto: NATURE

MADRID, 9 Abr. (EUROPA PRESS) -

   Las mediciones de un elemento radiactivo artificial llamado laurencio podrían revivir una vieja controversia sobre su posición en la tabla periódica, y la estructura de la propia tabla.

   Un equipo internacional de físicos y químicos informa en Nature que se necesita muy poca energía para quitar un electrón de un átomo de laurencio, el elemento 103. La medida es una prueba para la química, ya que el elemento radiactivo no existe en la naturaleza, se puede sintetizar sólo en infinitamente pequeñas cantidades, y dura unos pocos segundos.

   El laurencio, llamado así por el físico Ernest Lawrence, el inventor del acelerador de partículas ciclotrón, es el elemento más pesado en el que los investigadores han medido la propiedad fundamental conocida como la primera energía de ionización - la energía necesaria para convertir el átomo en un ion por la extracción de su electrón de más fácil acceso.

   Esa medición sustenta la comprensión de los investigadores de la química de un átomo, pero hasta ahora había sido conocido sólo para los elementos hasta el einstenio (número atómico 99).

   Los investigadores de la Agencia de Energía Atómica de Japón (JAEA) en Tokai crearon laurencio por el disparo de átomos de boro a un blanco de californio hecho, en sí mismo un isótopo artificial. Eso produjo un átomo de laurencio-256 (un isótopo con 103 protones y 153 neutrones) cada pocos segundos. La vida media del isótopo es de unos 27 segundos.

   Los investigadores capturaron estos átomos en una niebla de yoduro de cadmio y los depositaron sobre una superficie de metal calentado a más de 2.700 grados Kelvin. El intenso calor fue suficiente para lanzar un electrón fuera algunos de los átomos, y contando cuántos de los átomos se ionizan de esta manera, el equipo fue capaz de calcular la energía necesaria, sólo 4,96 electronvoltios, que es inusualmente baja, dice Tetsuya Sato, un co-autor del trabajo. Es la quinta primera energía de ionización más baja en la tabla periódica.

   El experimento implica que el electrón más exterior de lautencio está muy débilmente unido, de modo similar a la de los elementos en la columna más a la izquierda de la tabla periódica, tales como sodio y potasio. Eso coincide con una predicción teórica de co-autores de la Universidad de Tel Aviv en Israel, y puede conducir a un debate sobre dónde debe colocarse este elemento en la tabla periódica.

   La tabla periódica se dispone en columnas y bloques que se supone reflejan cómo se disponen los electrones más externos de los elementos. Los elementos se agrupan en secciones llamadas s, p, d y bloques f - que reflejan los nombres dados a distintos tipos de electrón orbital. La facilidad con la que los electrones más externos se pueden quitar o añadir a un elemento determina la reactividad química del elemento - por lo que elementos de la misma columna de la tabla tienden a tener comportamientos químicas similares.

   Algunos químicos argumentan que el laurencio (y su primo el lutecio, una fila por encima en la tabla) tiene una química similar al escandio y el itrio a la izquierda del bloque de la tabla, y debe colocarse bajo estos dos elementos. Muchas tablas periódicas estándar no están de acuerdo: colocan al lautencio como el último elemento de dos filas de 30 elementos llamados los lantánidos y actínidos y ponen ambas filas como anexo en la parte inferior de la tabla. Otras tablas, incluyendo la proporcionada por la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC), órgano rector de la química, argumentan que el anexo f en su totalidad pertenece en los dos puntos por debajo del escandio y el itrio, esencialmente una sub-unidad de el bloque d.

   Para que se hable de bloques d y f, el experimento y la modelización numérica implican que el electrón más externo de ese laurencio en realidad ocupa una p en forma de pesa de gimnasia orbital.

   Algunos autores del artículo de Nature dicen que su estudio confirma que el elemento pertenece a los actínidos en la el bloque f. "El potencial muy bajo de ionización es un maravilloso apoyo de esta idea", dice Matthias Schädel, que encabezó el grupo de elementos superpesados de la JAEA hasta su retiro la semana pasada. En la década de 1980, fue uno de los pioneros en los experimentos que  mostraron similitudes entre el laurencio y los elementos de tipo f.

   Pero William Jensen, un químico de la Universidad de Cincinnati, en Ohio, dice que el último estudio demuestra exactamente lo contrario. Él dice que la mayoría de los actínidos tienen primeras energías de ionización que son más altas que las de los lantánidos por encima de ellos en la tabla periódica. La IUPAC todavía no tiene una posición oficial sobre si el lutecio y el laurencio encajarían mejor en el bloque d o el f, dice Jan Reedijk, presidente de la división de química inorgánica de la IUPAC.

   "Este trabajo con seguridad podría ayudar a reiniciar o impulsar este debate." Añade que la organización podría abordar el tema en una reunión este verano. La mayoría de los químicos que trabajan ni siquiera son conscientes de la controversia, dice Jensen - pero eso es una pena, añade. "Deberían estar preocupados por tener una tabla periódica adecuadamente consistente."