Einstênio (Es)

O einstênio é um elemento químico sintético que não ocorre naturalmente na Terra e é pertencente à série dos actinídeos. Dessa forma, suas características físicas e químicas são conhecidas principalmente por meio de experimentos e cálculos teóricos, uma vez que ele é produzido em quantidades muito pequenas.

Desse modo, sua presença é extremamente rara e se dá exclusivamente em condições controladas e artificiais como resultado de experimentos científicos em reatores nucleares ou aceleradores de partículas, onde elementos mais pesados, como cúrio ou plutônio, são irradiados com nêutrons para capturar partículas e formar novos núcleos. O einstênio é representado pelo símbolo Es e tem número atômico 99.

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Resumo sobre einstênio

• Einstênio é um elemento químico sintético, metálico e sólido nas condições normais de temperatura e pressão.

• Pertence à série dos actinídeos e é classificado como um elemento transurânico.

• É altamente radioativo, emitindo predominantemente radiação alfa.

• É produzido em quantidades extremamente pequenas, principalmente em reatores nucleares.

• Suas aplicações são limitadas à pesquisa científica, incluindo o estudo de elementos transurânicos e a síntese de elementos mais pesados.

• Seus isótopos conhecidos variam em massa de aproximadamente 240 u.m.a a 256 u.m.a, sendo einstênio-252 o mais estável.

• Foi descoberto em 1952, durante a análise dos resíduos da explosão da primeira bomba de hidrogênio, o teste Ivy Mike.

• Seu nome é uma homenagem ao físico Albert Einstein.

Propriedades do einstênio

• Símbolo: Es
• Massa atômica: 252 u
• Número atômico: 99
• Configuração eletrônica: [Rn] 5f¹¹ 7s²
• Eletronegatividade: 1,3 (na escala Pauling)
• Série química: actinídeos
• Ponto de fusão: ~860 °C
• Ponto de ebulição: estimado em torno de 996 °C
• Energia de ionização: ~619 kJ/mol (primeira ionização)
• Densidade: ~13,5 g/cm³
• Estados de oxidação: +2, +3, +4

Características do einstênio

O einstênio é um metal de coloração metálica prateada, altamente radioativo, cuja emissão de partículas alfa contribui para sua instabilidade. Devido a isso, é difícil manipulá-lo em grandes quantidades. Ademais, ele tem um ponto de fusão relativamente alto, em torno de 860 °C, o que indica que é sólido em temperatura ambiente. No entanto, seu ponto de ebulição não é bem estabelecido devido à dificuldade de produção de quantidades suficientes para medições precisas, mas estima-se que seja próximo de 996 °C.

Quimicamente, ele compartilha características típicas dos actinídeos e pode existir em vários estados de oxidação, principalmente +2, +3 e +4, com o estado +3 sendo o mais estável. Esse comportamento é semelhante ao de outros elementos da série dos actinídeos, como o califórnio (Cf) e o berquélio (Bk). Já a sua baixa eletronegatividade reflete a tendência que ele tem em perder elétrons e formar cátions.

Veja também: Rádio — outro elemento metálico altamente radioativo e perigoso

Onde o einstênio é encontrado?

Devido à sua natureza sintética, o einstênio não é encontrado naturalmente na crosta terrestre, algo muito comum entres elementos transurânicos, sendo produzido apenas em quantidades extremamente limitadas em reatores nucleares e em aceleradores de partículas.

Obtenção do einstênio

A obtenção do einstênio não é muito diferente dos outros elementos radioativos sintéticos, pois trata-se de um processo complexo que envolve várias etapas em ambientes controlados. Sendo assim, neste tópico, falaremos um pouco sobre cada etapa envolvida nesse processo:

1. Produção de alvo: é preparado um alvo contendo elementos pesados, como cúrio (Cm), plutônio (Pu) ou urânio (U). Esses elementos são escolhidos porque podem capturar nêutrons e formar núcleos mais pesados.

2. Irradiação: o alvo é colocado em um reator nuclear ou em um acelerador de partículas, onde nêutrons de alta energia são disparados contra ele, o que causa reações nucleares, resultando na captura de nêutrons pelos núcleos do alvo, levando à formação de novos elementos mais pesados, incluindo o einstênio, por meio de uma série de decaimentos beta.

3. Separação química: após a irradiação, o alvo é removido e o material resultante é submetido a processos químicos para separar os diferentes elementos formados. Em meio a isso, técnicas de separação, como troca iônica e cromatografia, são usadas para isolar o einstênio dos outros produtos de reação.

4. Purificação: o einstênio isolado é então purificado para remover impurezas e outros elementos residuais, o que requer muito cuidado, pois as quantidades obtidas são muito pequenas. Sendo assim, devido à sua alta radioatividade e meia-vida curta, deve ser armazenado em condições especiais.

Ocorrência do einstênio

Como o einstênio não ocorre de naturalmente, ele se restringe a suas formas sintéticas. Nesse contexto, podemos citar as formas isotópicas conhecidas desse metal e que foram sintetizadas até agora. Cada uma contém diferentes números de nêutrons em seus núcleos, e todas são radioativas, instáveis e com meias-vidas relativamente curtas, conforme explicaremos a seguir.

• Einstênio-252: é o isótopo mais estável do einstênio, com meia-vida de aproximadamente 471,7 dias. Decai principalmente por emissão alfa, transformando-se em berquélio-248.

• Einstênio-253: tem uma meia-vida de cerca de 20,5 dias. Ele também decai por emissão alfa e é utilizado para estudos específicos, especialmente devido à sua capacidade de gerar califórnio-249 por meio de decaimento beta.

• Einstênio-254: com uma meia-vida de aproximadamente 275,7 dias, é outro isótopo relativamente estável. Ele decai principalmente por emissão alfa, produzindo berquélio-250.

• Einstênio-255: tem meia-vida de cerca de 39,8 dias e decai principalmente por emissão beta, formando fermio-255. É menos comum devido à sua meia-vida mais curta.

• Einstênio-256: tem meia-vida muito curta, de apenas 25,4 minutos, e decai rapidamente, principalmente por emissão beta, para formar fermio-256.

Aplicações do einstênio

No que tange às aplicações do einstênio, ainda há um longo caminho a percorrer em termos práticos, visto que os isótopos desse elemento são todos altamente radioativos, o que os torna úteis apenas para fins científicos e em condições controladas de laboratório. Nesse contexto, podemos citar três grandes eixos de aplicabilidade desse elemento: a pesquisa cientifica, a síntese de novos elementos e os estudos de radioatividade. Diante disso, a seguir, entenda melhor o objetivo de cada seguimento.

• Pesquisa científica: ajuda na investigação de características nucleares, como os níveis de energia e a estrutura dos núcleos atômicos.

• Síntese de novos elementos: serve como um intermediário para a síntese de outros elementos pesados, como o mendelevium (Md), em reações nucleares controladas.

• Estudos de radioatividade: o estudo de seu decaimento radioativo ajuda a compreender melhor os processos nucleares, incluindo as reações de fissão e as propriedades dos elementos altamente radioativos.

Precauções com o einstênio

Assim como outros materiais radioativos, o manuseio do einstênio requer algumas precauções essenciais para garantir a segurança dos trabalhadores e do ambiente, considerando a alta toxicidade e os riscos associados a esse elemento. Sendo assim, é fundamental ter planos de emergência em caso de exposição acidental ou vazamento de material radioativo, bem como outras medidas, por exemplo:Parte superior do formulário

• O uso de escudos de chumbo ou materiais equivalentes para minimizar a exposição às radiações alfa, beta e gama emitidas por ele.

• Seu manuseio deve ser feito em instalações equipadas com câmaras de contenção e manipuladores remotos para evitar contato direto.

• Realização de trabalhos em câmaras de fluxo laminar ou capelas de segurança biológica para evitar a dispersão de partículas radioativas.

• Monitoramento contínuo da presença de material radioativo no ambiente de trabalho para detectar qualquer contaminação.

• Uso de luvas, aventais de chumbo, óculos de proteção e outros equipamentos de proteção para prevenir a contaminação direta.

• Monitoramento regular dos trabalhadores para possíveis exposições à radiação, incluindo exames de sangue e monitoramento de dose acumulada.

• Seu armazenamento deve ser em recipientes seguros e apropriados, com isolamento adequado para evitar a liberação de radiação.

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Saiba mais: Radioatividade — o que é, tipos e quais perigos ela realmente oferece

Curiosidades sobre o einstênio

• O einstênio foi nomeado em homenagem ao famoso físico Albert Einstein, em reconhecimento às suas contribuições para a Física.
• É um dos elementos mais raros do mundo, produzido apenas em quantidades minúsculas.

História do einstênio

A história do einstênio começa em 1952 e se conecta com a do elemento químico férmio, quando foram descobertos de maneira inesperada durante a análise dos resíduos da primeira explosão de uma bomba de hidrogênio, realizada pelo governo dos Estados Unidos no Atol de Enewetak, no Oceano Pacífico.

Os cientistas da Universidade da Califórnia, em Berkeley, liderados por Albert Ghiorso, estavam examinando os destroços radioativos da explosão e identificaram um novo elemento, que mais tarde foi batizado de einstênio, em homenagem ao famoso físico Albert Einstein.

A descoberta foi feita pela detecção de partículas alfa emitidas pelo novo elemento. No entanto, a identificação inicial foi mantida em segredo por cerca de um ano devido ao clima de insegurança nacional e às tensões da Guerra Fria. Portanto, foi só em 1955 que a descoberta foi divulgada ao público.

Desde então, o einstênio tem sido um objeto de interesse principalmente acadêmico, com pesquisas focadas na exploração de suas propriedades nucleares e químicas, representando um marco na química nuclear e na expansão do conhecimento sobre os elementos pesados.

Créditos da imagem

^[1] Wikimedia Commons (reprodução)

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