Meitnério (Mt)

O meitnério (Mt) é um elemento químico sintético que ocupa o número 109 e sétimo período na tabela periódica, pertencendo ao grupo dos metais de transição. Diante disso, ele é produzido exclusivamente em aceleradores de partículas por meio da colisão de núcleos de elementos mais leves, como bismuto e ferro. Ademais, devido à sua instabilidade, ele se desintegra em milissegundos, o que impede a observação direta de suas propriedades físicas e químicas. Sendo assim, a maior parte do conhecimento sobre ele vem de modelos teóricos e previsões baseadas em elementos similares, o que é usado para expandir nosso entendimento sobre os limites da tabela periódica e explorar a síntese de novos elementos superpesados.

Leia também: Darmstádio (Ds) — detalhes sobre outro elemento químico sintético e instável

Resumo sobre meitnério

• O meitnério é um elemento químico sintético e altamente instável.
• Possui vários isótopos, como meitnério-266, meitnério-268 e meitnério-278, todos com meias-vidas extremamente curtas.
• A meia-vida dos seus isótopos varia de milissegundos a segundos, dificultando o seu estudo.
• Suas propriedades físicas e químicas são em grande parte teóricas devido à instabilidade.
• Prevê-se que seja um metal sólido, muito denso e com propriedades semelhantes às de outros metais de transição, como o irídio e o ródio.
• Quimicamente, pode apresentar estados de oxidação variáveis, como +3, +1 e -1.
• É um elemento radioativo, manuseado apenas em laboratórios especializados com medidas rigorosas de segurança.
• As precauções com ele incluem o uso de EPI, monitoração de radiação, ambientes controlados e acesso restrito a profissionais treinados.
• Não possui aplicações práticas devido à sua rápida desintegração e dificuldades associadas ao seu estudo.
• Foi descoberto em 1982 no Instituto de Pesquisa de Íons Pesados (GSI), Alemanha.
• Foi nomeado em homenagem à física Lise Meitner.

Propriedades do meitnério

• Símbolo: Mt.
• Massa atômica: 278 u.
• Número atômico: 109.
• Configuração eletrônica: [Rn] 5f¹⁴ 6d⁷ 7²s.
• Série química: metais de transição.
• Estado de oxidação: +6, +4, +2 (estimados).

Importante: Diversas propriedades do meitnério ainda não foram determinadas de forma experimental, sendo assim as informações disponíveis são, em grande parte, estimativas fundamentadas em tendências periódicas. Além disso, permanecem desconhecidas muitas características, como a densidade, raio atômico, pontos de fusão e ebulição, energia de ionização, afinidade eletrônica e eletronegatividade.

Características do meitnério

O meitnério é um elemento artificial extremamente instável, o que torna suas características físicas e químicas difíceis de serem estudadas. Em vista disso, estima-se que, se fosse possível observá-lo, ele se apresentaria como um metal sólido e de alta densidade à temperatura ambiente, com propriedades similares às dos outros metais de transição do grupo 9, como o irídio e o ródio. Nesse sentido, em termos químicos, espera-se que esse elemento possa exibir diferentes estados de oxidação, como +3, +1 e -1, mas sua meia-vida curta torna o estudo detalhado de seu comportamento químico mais desafiador.

Onde o meitnério é encontrado?

O meitnério não é encontrado na natureza, porquanto é um elemento sintético criado em laboratórios, produzido por meio de reações nucleares em aceleradores de partículas, normalmente envolvendo a fusão de núcleos atômicos pesados, como os de bismuto e ferro. Além disso, devido à sua extrema instabilidade, ele tem uma vida útil muito curta, desintegrando-se em frações de segundo após sua criação, existindo apenas sob condições altamente controladas.

Obtenção do meitnério

O meitnério é obtido por meio de reações nucleares em aceleradores de partículas, onde núcleos de elementos mais leves são colididos para formar um núcleo mais pesado e altamente instável. Esse processo resulta na criação temporária desse elemento, cujas etapas estão descritas a seguir:

1. Seleção dos núcleos: escolhem-se núcleos de elementos mais leves, como o bismuto e o ferro, que serão usados na colisão.
2. Aceleração: esses núcleos são acelerados a altas velocidades em um acelerador de partículas.
3. Colisão: os núcleos acelerados são direcionados uns contra os outros para que colidam e se fundam, formando um núcleo mais pesado, que é o meitnério.
4. Detecção: após a colisão, equipamentos especializados detectam o meitnério formado, embora ele se desintegre quase imediatamente em outros elementos mais leves.

Ocorrência do meitnério

O meitnério ocorre exclusivamente na forma de isótopos sintéticos, variando em massa de 265 a 282. Os mais estudados são o meitnério-276 e o meitnério-278, sendo este último o mais estável, apresentando uma meia-vida de aproximadamente oito segundos. Diante disso, veja, a seguir, as características de cada um deles:

• Meitnério-266: foi o primeiro isótopo descoberto, com uma meia-vida extremamente curta, de apenas alguns milissegundos.
• Meitnério-268: esse isótopo também possui uma meia-vida muito curta, de cerca de 70 milissegundos, e é formado em reações nucleares similares àquelas que produzem o meitnério-266.
• Meitnério-276 e meitnério-278: estes são isótopos mais pesados, com meias-vidas ligeiramente mais longas, mas ainda extremamente curtas, variando de milissegundos a poucos segundos.

Aplicações do meitnério

Como o meitnério é altamente instável, com uma meia-vida muito curta, suas aplicações são limitadas. No entanto, ele possui algumas utilidades na pesquisa científica, como:

• Pesquisa: desempenha um papel em estudos focados na síntese de elementos superpesados e na exploração de suas propriedades nucleares.
• Desenvolvimento de novos elementos: ajuda na compreensão das interações nucleares, auxiliando na criação de elementos ainda mais pesados na tabela periódica.
• Testes de física nuclear: serve como objeto de estudo para testar teorias e modelos relacionados a forças nucleares e estabilidade atômica.

Precauções com o meitnério

Dada a sua natureza sintética e a sua instabilidade, o meitnério apresenta riscos tanto a quem faz a sua manipulação quanto aos que são meramente expostos a ele. Logo, algumas precauções são necessárias e incluem medidas como:

• Ser manuseado exclusivamente em laboratórios especializados, equipados com sistemas avançados de contenção para materiais radioativos.
• É essencial o uso de equipamentos de proteção individual (EPI), como luvas, roupas de proteção e óculos de segurança, para prevenir exposição direta.
• Dispositivos de detecção e monitoração de radiação devem estar sempre ativos para medir e controlar os níveis de radiação no ambiente.
• Somente profissionais com treinamento em química nuclear e segurança radiológica devem ter acesso ao seu manuseio.
• Qualquer resíduo ou material contaminado deve ser descartado de acordo com protocolos de segurança nuclear, minimizando o risco de contaminação ambiental e pessoal.
• O tempo de exposição a ele deve ser minimizado para reduzir riscos à saúde dos pesquisadores.

Veja também: Roentgênio (Rg) — detalhes sobre outro elemento químico sintético, altamente radioativo e instável

História do meitnério

A história do meitnério começa em 1982, no Instituto de Pesquisa de Íons Pesados (GSI) em Darmstadt, Alemanha. Nesse período, uma equipe de cientistas liderada por Peter Armbruster e Gottfried Münzenberg estava empenhada em explorar os limites da tabela periódica e sintetizar novos elementos superpesados.

Em meio a isso, a descoberta do meitnério foi um marco importante nesse esforço, que ocorreu por meio de um experimento em que núcleos de bismuto-209 foram bombardeados com íons de ferro-58 em um acelerador de partículas, cuja colisão resultou na fusão dos núcleos, formando um átomo de meitnério-266. Esse átomo recém-criado, no entanto, era extremamente instável e se desintegrou em uma fração de segundo, liberando partículas alfa.

O nome “meitnério” foi escolhido em homenagem a Lise Meitner, uma renomada física austríaca de origem judaica que desempenhou um papel crucial na descoberta da fissão nuclear, um processo fundamental na física nuclear. Sendo assim, a nomeação foi um reconhecimento póstumo do impacto significativo que Meitner teve na ciência, apesar de sua exclusão inicial do reconhecimento pelo Prêmio Nobel, que foi concedido apenas a seu colega Otto Hahn.

Nesse sentido, a oficialização do nome do elemento e sua aceitação na tabela periódica ocorreram em 1997, após uma década de debates e verificações por parte da comunidade científica. Desde então, o meitnério tem sido objeto de pesquisa, principalmente para entender melhor as propriedades dos elementos superpesados e o comportamento das forças nucleares em condições extremas.

Curiosidades sobre o meitnério

• O nome “meitnério” é uma homenagem à física Lise Meitner, que contribuiu significativamente para a descoberta da fissão nuclear.
• O meitnério e o cúrio são os únicos elementos químicos da tabela periódica cujos nomes advêm dos nomes das mulheres que os descobriram.

Fontes

ARMBRUSTER, P.; MÜNZENBERG, G. An experimental paradigm opening the world of superheavy elements. The European Physical Journal H, [s. l.], v. 37, n. 2, p. 237–309, 2012. Disponível em: http://link.springer.com/10.1140/epjh/e2012-20046-7.

CHILDS, P. E. From hydrogen to meitnerium: naming the chemical elements. In: CHEMICAL NOMENCLATURE. Dordrecht: Springer Netherlands, 1998. p. 27–66. Disponível em: http://link.springer.com/10.1007/978-94-011-4958-7_2.

DINGLE, A. Meitnerium in tribute. Nature Chemistry, [s. l.], v. 9, n. 8, p. 830–830, 2017. Disponível em: https://www.nature.com/articles/nchem.2833.

HOFFMAN, D. C.; GHIORSO, A.; SEABORG, G. T. Bohrium (107), Hassium (108) and Meitnerium (109). In: THE TRANSURANIUM PEOPLE. [S. l.]: PUBLISHED BY IMPERIAL COLLEGE PRESS AND DISTRIBUTED BY WORLD SCIENTIFIC PUBLISHING CO., 2000. p. 328–340. Disponível em: http://www.worldscientific.com/doi/abs/10.1142/9781860943096_0011.

MERÇON, F.; QUADRAT, S. V. A Radioatividade e a História do Tempo Presente. Química Nova na Escola, [s. l.], v. 19, p. 27–2, 2004.

MÜNZENBERG, G. The discoveries of bohrium, hassium, meitnerium, and the new region of deformed shell nuclei. Acta Physica Polonica B, [s. l.], v. 34, n. 3 SPEC., 2003.

NATIONAL CENTER FOR BIOTECHNOLOGY INFORMATION. PubChem. PubChem Element Summary for AtomicNumber 109, Meitnerium. [S.l.]. National Library of Medicine (US), National Center for Biotechnology Information, 2024. Disponível em: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/element/109.

ÖRNER, H. J. K. News and views. Nuclear Physics News, [s. l.], v. 3, n. 1, p. 23–31, 1993. Disponível em: http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/10506899308201852.

TORRES, M. Un Viaje Con Los Científicos De La Tabla Periódica De Los Elementos. [S. l.: s. n.], 2016. Disponível em: https://www.foronuclear.org/wp-content/uploads/2020/05/Un_viaje_con_científicos.pdf.