Dúbnio (Db)

O dúbnio, de símbolo Db e número atômico 105, é um elemento químico sintético localizado no Grupo 5 da Tabela Periódica. Foi produzido pela primeira vez no final da década de 1960, com sua descoberta oficializada no ano de 1970. Entretanto, apenas em 1997 a União Internacional de Química Pura e Aplicada (Iupac) reconheceu a sua descoberta, aprovando seu nome.

Como outros elementos superpesados, o dúbnio tem sua aplicabilidade limitada por conta de sua instabilidade. Seu isótopo mais estável, ²⁶⁸Db, é produzido na faixa de poucos átomos por semana, inviabilizando o acúmulo de uma quantidade significante desse elemento.

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Tópicos deste artigo

• 1 - Resumo sobre o dúbnio
• 2 - Propriedades do dúbnio
• 3 - Características do dúbnio
• 4 - Obtenção do dúbnio
• 5 - Precauções com o dúbnio
• 6 - História do dúbnio
• 7 - Exercícios resolvidos sobre o dúbnio

Resumo sobre o dúbnio

• Dúbnio é um elemento químico sintético localizado no Grupo 5 da Tabela Periódica.

• Foi sintetizado pela primeira vez no fim da década de 1960, em Dubna, na Rússia.

• Seu isótopo mais estável é o 268, com tempo de meia-vida igual a 16 horas.

• Seu isótopo mais estudado é o 262, pois seu tempo de síntese é menor que um minuto.

• Sua oficialização só ocorreu em 1997, após uma longa disputa, conhecida como Guerra dos Transférmios, uma competição científica ocorrida durante a Guerra Fria.

Propriedades do dúbnio

• Símbolo: Db.

• Número atômico: 105.

• Massa atômica: 262 u.m.a.

• Configuração eletrônica: [Rn] 7s² 5f¹⁴ 6d³.

• Isótopos mais conhecidos: ²⁶²Db (34 segundos de meia-vida); ²⁶⁸Db (16 horas de meia-vida).

• Série química: Grupo 5; Transactinídeos; Elementos superpesados.

Características do dúbnio

Assim como os demais transactinídeos (elementos com número atômico a partir do 104, logo após o actínio), o dúbnio é radioativo. Algumas teorias chegaram a dizer que elementos com 110 a 114 prótons e 184 nêutrons poderiam possuir meia-vida (tempo necessário para que a massa da amostra radioativa caia pela metade) na faixa de milhares de anos.

Essa ideia permitiria a sua possível descoberta em fontes naturais. Contudo, até hoje, não há nenhuma evidência da existência desses elementos na natureza, o que os caracteriza como completamente sintéticos.

Os estudos com o dúbnio são dificultados por dois fatores principais:

• o baixo tempo de meia-vida de seus isótopos;

• sua baixa taxa de síntese.

Por exemplo, o isótopo 262, o mais estudado, pode ser preparado em menos de um minuto, contudo, possui apenas 34 segundos de meia-vida. Já o isótopo mais estável, o 268, possui 16 horas de meia-vida. Embora esse tempo seja suficiente para realizar análises, sua taxa de produção é da ordem de poucos átomos por semana.

Entre as características químicas previstas e estudadas para o dúbnio, sugere-se que seu estado de oxidação de maior estabilidade é o +5, diferentemente dos elementos mais leves de seu grupo, como é o caso do tântalo (Ta), cujos estados de oxidação mais estáveis são o +3 e o +4.

Embora ainda muito recentes, os estudos com o dúbnio já ocorrem analisando-o tanto em fase gasosa quanto aquosa. Entre os compostos mais estudados estão os haletos e oxihaletos de dúbnio, como o DbCl₅, DbOCl₃ e o DbBr₅.

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Obtenção do dúbnio

Como elemento sintético, o dúbnio não pode ser obtido a partir de fontes naturais. A obtenção de isótopos do dúbnio e de outros elementos transactinídeos é bem complexa. Isso envolve não só a infraestrutura reacional, que exige um acelerador de partículas e laboratório adequados, mas também a necessidade de se produzir uma grande quantidade de elementos altamente radioativos e raros, como:

• cúrio (Cm);

• berquélio (Bk);

• califórnio (Cf).

Além disso, outros dois fatores acabam dificultando o processo, pois o isótopo de dúbnio produzido deve não só possuir um tempo de meia-vida suficiente para permitir uma separação química, mas também uma produção em quantidade suficiente. Para completar, os isótopos são avaliados átomo por átomo, de modo que seja possível identificar decaimentos radioativos específicos e únicos, confirmando que se trata do elemento químico buscado ou estudado.

Uma das formas de se obter o dúbnio é através do bombardeamento de berquélio-249 por átomos de oxigênio-18 acelerados, conforme mostrado a seguir:

Precauções com o dúbnio

Dificilmente as pessoas entrarão em contato com quantidades significativas do elemento dúbnio, por conta de suas características sintéticas. Contudo, por ser um elemento radioativo, sua manipulação deve ocorrer de forma adequada, uma vez que seus decaimentos radioativos geram partículas e radiações com potencial ionizante, as quais podem causar doenças graves, como câncer.

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História do dúbnio

Dúbnio faz referência à cidade russa de Dubna, que fica a 125 km de Moscou, a capital. Contudo, esse elemento químico teve seu batismo disputado extensamente, durante o que se conhece como a Guerra dos Transférmios, um pedaço da Guerra Fria na história da Química e da Tabela Periódica.

• Guerra dos Transférmios: a disputa pelos nomes dos elementos descobertos após o férmio (Fm, Z = 100), mais especificamente entre os elementos de número atômico 104 até 109, que ocorreu durante o período da Guerra Fria.

Nessa disputa, estavam os célebres laboratórios Joint Institute for Nuclear Research, em Dubna (antigamente parte da União Soviética), Lawrence Berkeley National Laboratory, da Universidade da Califórnia, em Berkeley (Estados Unidos), e o do grupo do Gesellschaft für Schwerionenforschung, em Darmstadt (Alemanha).

O elemento de número atômico 105 foi inicialmente sintetizado no fim dos anos 1960, em Dubna. Lá, cientistas colidiram ²⁴³Am com ²²Ne, produzindo uma mistura dos isótopos ²⁶⁰Db e ²⁶¹Db, depois da perda de cinco ou quatro nêutrons, respectivamente.

Este novo elemento foi então anunciado como nielsbohrio, em referência ao cientista dinamarquês Niels Bohr. Na mesma época, os cientistas da Universidade da Califórnia usaram ¹⁵N para colidir com ²⁴⁹Cf e formaram o isótopo ²⁶⁰Db, propondo o nome hahnio, em referência ao cientista Otto Hahn.

A disputa pelo nome só foi resolvida em 1997, quando a União Internacional de Química Pura e Aplicada, Iupac, bateu o martelo e determinou que o nome do elemento 105 deveria ser dúbnio, com o símbolo Db. Até essa data, inclusive, ainda era possível ver muitas publicações usando o nome hahnio, símbolo Ha, para o elemento 105.

Exercícios resolvidos sobre o dúbnio

Questão 1

O isótopo 262 do elemento químico dúbnio (Db, Z = 105) é o mais amplamente estudado desse elemento, pois seu tempo de produção se dá na faixa de um minuto. Quantos nêutrons estão no isótopo 262 do dúbnio?

A) 105

B) 262

C) 157

D) 159

E) 367

Resolução:

Alternativa C

O número de nêutrons de um elemento químico pode ser calculado através da seguinte equação:

A = Z + n

Considera-se que A é o número de massa, Z é o número atômico e n é o número de nêutrons.

Substituindo os valores, temos:

262 = 105 + n

n = 262 – 105

n = 157

Questão 2

O ²⁶⁸Db é o isótopo mais estável do elemento químico sintético dúbnio. Seu tempo de meia-vida, o tempo necessário para que a massa da amostra radioativa caia pela metade, é de 16 horas. Na síntese de 1,0 g do isótopo 268, qual o tempo necessário para que sua massa seja igual a 0,25 g?

A) 16 horas

B) 32 horas

C) 48 horas

D) 64 horas

E) 80 horas

Resolução:

Alternativa B

Como meia-vida é o tempo necessário para que a massa da amostra radioativa caia pela metade, após 16 horas, a massa remanescente da amostra inicial será igual à metade de 1,0 g, ou seja, 0,5 g.

Dezesseis horas depois, após mais um tempo de meia-vida, a massa remanescente será de 0,25 g.

Assim, foram necessários dois tempos de meia-vida para que a amostra decaísse até 0,25 g, totalizando 32 horas.

Crédito de imagem

[1] Asetta / Shutterstock

Por Stéfano Araújo Novais
Professor de Química