Livermório (Lv)

O livermório (Lv) é um elemento químico sintético de número atômico 116 e massa atômica 293, situado na tabela periódica entre os elementos superpesados. Nesse sentido, ele não ocorre naturalmente na crosta terrestre e só pode ser produzido em laboratórios especializados, onde átomos de cálcio são acelerados e colidem com átomos de cúrio, resultando em sua formação. Em vista disso, sua descoberta e estudo proporcionam novas perspectivas sobre a Química Nuclear e o entendimento da tabela periódica, destacando a contínua exploração dos limites da matéria e das interações nucleares.

Leia também: Moscóvio — detalhes sobre esse elemento químico sintético localizado no grupo 15 da tabela periódica

Tópicos deste artigo

• 1 - Resumo sobre livermório
• 2 - Propriedades do livermório
• 3 - Características do livermório
• 4 - Onde o livermório é encontrado?
• 5 - Ocorrência do livermório
• 6 - Obtenção do livermório
• 7 - Aplicações do livermório
• 8 - Precauções com o livermório
• 9 - História do livermório
• 10 - Curiosidades sobre o livermório

Resumo sobre livermório

• O livermório (Lv) é um elemento químico sintético de número atômico 116 e massa atômica 293, situado na tabela periódica entre os elementos superpesados.

• É um calcogênio, superpesado, radioativo e pertence à série dos metais pós-transurânicos.

• Foi obtido por meio de fusões nucleares envolvendo cálcio-48 e cúrio-248.

• É extremamente instável com meia-vida de milissegundos a segundos.

• Não é encontrado na natureza, apenas em laboratórios.

• Possibilita a expansão do conhecimento sobre elementos superpesados e Química Nuclear.

• Possui aplicações restritas à pesquisa científica devido à sua alta instabilidade.

• Ajuda na compreensão da tabela periódica e dos limites da matéria.

• Descoberto no Instituto Conjunto de Pesquisa Nuclear (Rússia) e Laboratório Nacional Lawrence Livermore (EUA).

• Seu nome foi uma homenagem ao Laboratório Nacional Lawrence Livermore.

Propriedades do livermório

• Símbolo: Lv.

• Massa atômica: 293 u.

• Número atômico: 116.

• Configuração eletrônica: [Rn] 5f¹⁴ 6d¹⁰ 7s² 7p⁴.

• Eletronegatividade: 1,3 (na escala Pauling).

• Série química: metais pós-transurânicos.

• Ponto de fusão: 364 – 507 ºC (estimado).

• Ponto de ebulição: 762 – 862 ºC (estimado).

• Raio atômico: 183 pm (previsto).

• Estado de oxidação: +4, +2, -2 (estimado).

Propriedades como energia de ionização, afinidade eletrônica e densidade ainda são desconhecidos para esse elemento, devido aos desafios enfrentados pelos cientistas frente às técnicas de medição e à instabilidade do livermório. Quanto aos pontos de fusão e ebulição, raio atômico e estados de oxidação, estudos teóricos possibilitaram estabelecer uma estimativa.

Características do livermório

Além de ter uma natureza radioativa, o livermório tem como uma de suas principais características o seu tempo de meia-vida, que é extremamente curto, variando de milissegundos a segundos, isto é, nenhum de seus isótopos dura mais do que 53 milissegundos antes de sofrerem decaimento. Embora não se possa afirmar, estudos teóricos o classificam como um metal, e espera-se que ele seja sólido nas condições normais de temperatura e pressão.

Onde o livermório é encontrado?

Por se tratar de um elemento químico sintético, o livermório não é encontrado na natureza, mas sim produzido em laboratório. Portanto, todo o livermório que existe foi produzido artificialmente em experimentos científicos, e ele não pode ser encontrado em nenhum lugar fora desses ambientes laboratoriais especializados.

Ocorrência do livermório

No que tange à sua natureza sintética, a ocorrência do livermório ainda está limitada a pequenas quantidades e condições controladas em laboratórios que utilizam equipamentos avançados, como aceleradores de partículas, para realizar as colisões necessárias e detectar a formação de novos elementos. Vale lembrar que ele tem uma meia-vida extremamente curta, sendo assim, logo após sua formação, ele se transforma em outros elementos mais leves por meio de processos de decaimento radioativo, como a emissão de partículas alfa.

Obtenção do livermório

A obtenção do livermório ocorre em laboratórios por meio da fusão nuclear de cálcio e cúrio em aceleradores de partículas. Tal processo exige condições precisas e equipamentos avançados para superar as barreiras energéticas e detectar o elemento resultante, que é altamente instável e de curta duração. Diante disso, podemos dividir esse processo em cinco etapas importantes, tais como:

1. Escolha dos elementos: o cálcio utilizado é geralmente o isótopo cálcio-48, que tem 20 prótons e 28 nêutrons. O cúrio, por sua vez, é tipicamente o isótopo cúrio-248, que possui 96 prótons e 152 nêutrons.

2. Acelerador de partículas: um acelerador de partículas é utilizado para acelerar os íons de cálcio a altas velocidades. Esses íons são carregados eletricamente e, ao serem acelerados, atingem energias cinéticas muito elevadas.

3. Colisão: os íons de cálcio acelerados são direcionados para um alvo de cúrio, cujos núcleos colidem ocasionando a fusão nuclear. Entretanto, essa colisão precisa ocorrer com a energia exata necessária para que os núcleos se fundam, superando a força de repulsão eletrostática entre os prótons.

4. Formação do livermório: se a colisão for bem-sucedida, os núcleos de cálcio e cúrio se combinam, onde geralmente três nêutrons são ejetados, resultando no núcleo de livermório, o qual possui 116 prótons, conforme a equação nuclear simplificada:

⁴⁸Ca + ²⁴⁸Cm → ²⁹³Lv + 3 n

5. Detecção e identificação: após a formação, o livermório decai rapidamente devido à sua instabilidade. Por isso, equipamentos de detecção altamente sensíveis são utilizados para identificar os produtos de decaimento e confirmar a sua formação por meio da análise dos padrões de radiação emitida durante esse fenômeno.

Aplicações do livermório

Devido à sua altíssima instabilidade e à sua produção em quantidades extremamente pequenas e por períodos muito curtos, o livermório ainda não possui aplicações práticas conhecidas fora do âmbito da pesquisa científica. Contudo, seu estudo é fundamental para expandir o conhecimento sobre a química dos elementos superpesados e para a compreensão mais profunda da estrutura da tabela periódica.

Veja também: Oganessônio — outro elemento sintético que ainda não possui aplicações práticas conhecidas fora do âmbito da pesquisa científica

Precauções com o livermório

Tal qual todo elemento instável e radioativo, que apresenta de certa forma algum risco à saúde, o livermório não é diferente. Assim, sua natureza radioativa requer precauções especiais durante seu manuseio e estudo. Por exemplo:

• Só pode ser manuseado em laboratórios especializados equipados com medidas de segurança adequadas para lidar com materiais radioativos.

• Os pesquisadores devem usar vestimentas de proteção adequadas, como aventais de chumbo, luvas e óculos de proteção, para evitar a exposição à radiação.

• Devido à sua meia-vida extremamente curta, o tempo de exposição ao livermório deve ser minimizado ao máximo.

• Deve ser armazenado em recipientes seguros e isolados para evitar a contaminação e a exposição acidental.

• É essencial monitorar constantemente os níveis de radiação no ambiente onde ele está sendo manipulado para garantir a segurança dos pesquisadores e do ambiente.

História do livermório

A história do livermório está intrinsecamente ligada à busca por elementos superpesados e à expansão da tabela periódica. Nesse sentido, a primeira síntese bem-sucedida desse elemento foi realizada em no ano 2000 por uma equipe de cientistas russos no Instituto Conjunto de Pesquisa Nuclear em Dubna, Rússia, em colaboração com o Laboratório Nacional Lawrence Livermore nos Estados Unidos.

Em meio a isso, utilizando um acelerador de partículas, a equipe bombardeou átomos de cálcio-48 em um alvo de cúrio-248, resultando na fusão nuclear e na formação de átomos de livermório, cuja descoberta foi confirmada pela análise dos produtos de seu decaimento, que coincidiam com os previstos pelos modelos teóricos.

Já em 2012, a União Internacional de Química Pura e Aplicada (Iupac) e a União Internacional de Física Pura e Aplicada (Iupap) reconheceram a descoberta do elemento 116 e atribuíram o nome livermório (Lv) em homenagem ao Laboratório Nacional Lawrence Livermore. Em vista disso, o livermório, juntamente com outros elementos superpesados, contribui significativamente para a compreensão da Química Nuclear e a extensão da tabela periódica para elementos mais pesados.

Por fim, vale ressaltar que sua produção e estudo ajudaram os cientistas a confirmar e expandir os modelos teóricos sobre a estabilidade e propriedades dos elementos superpesados. Embora a produção e estudo desse elemento enfrentem desafios significativos devido à sua instabilidade e vida útil muito curta, a pesquisa continua a fim de aprimorar os métodos de síntese, compreender melhor suas propriedades e explorar suas aplicações potenciais na Física e na Química.

Curiosidades sobre o livermório

• O livermório foi nomeado em homenagem ao Laboratório Nacional Lawrence Livermore, nos Estados Unidos, onde parte da pesquisa sobre elementos superpesados foi conduzida.

• Antes de receber o nome livermório, o elemento era conhecido temporariamente como ununhexium (Uuh), que significa 116 em latim.

• É um dos elementos mais pesados já sintetizados pelos seres humanos, com 116 prótons em seu núcleo.

Fontes

DAY, K. Uuh? No. It’s livermorium! Nature Chemistry, [s. l.], v. 8, n. 9, p. 896–896, 2016. Disponível em: https://www.nature.com/articles/nchem.2593.

DMITRIEV, S. N.; POPEKO, A. G. Superheavy Elements with Z=114 and 116 have been Named Flerovium and Livermorium. Mendeleev Communications, [s. l.], v. 23, n. 1, p. 1–2, 2013. Disponível em: https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0959943613000023.

FLEROVIUM AND LIVERMORIUM JOIN THE PERIODIC TABLE. Chemistry International -- Newsmagazine for IUPAC, [s. l.], v. 34, n. 4, 2012. Disponível em: https://www.degruyter.com/document/doi/10.1515/ci.2012.34.4.19a/html.

HESSBERGER, F. P. Discovery of the Heaviest Elements. ChemPhysChem, [s. l.], v. 14, n. 3, p. 483–489, 2013. Disponível em: https://chemistry-europe.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cphc.201201011.

INTRODUCING FLEROVIUM AND LIVERMORIUM. Physics World, [s. l.], v. 25, n. 01, p. 9–9, 2012. Disponível em: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2058-7058/25/01/18.

KULEFF, I. Again about the end of the periodic table of chemical elements. Chemistry, [s. l.], v. 22, n. 2, p. 286–299, 2013.

LIU, J. et al. Ionization potentials of the superheavy element livermorium (Z = 116). The Journal of Chemical Physics, [s. l.], v. 152, n. 20, p. 204303, 2020. Disponível em: https://pubs.aip.org/jcp/article/152/20/204303/597061/Ionization-potentials-of-the-superheavy-element.

LOSS, R. D.; CORISH, J. Names and symbols of the elements with atomic numbers 114 and 116 (IUPAC Recommendations 2012). Pure and Applied Chemistry, [s. l.], v. 84, n. 7, p. 1669–1672, 2012. Disponível em: https://www.degruyter.com/document/doi/10.1351/PAC-REC-11-12-03/html.

NATIONAL LIBRARY OF MEDICINE. Livermorium. Disponível em: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/element/116. Acesso em: jun. 15DC.

WITZE, A. Matter & energy: Meet flerovium and livermorium: Group confers official names on two superheavy elements. Science News, [s. l.], v. 181, n. 13, p. 10–10, 2012. Disponível em: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/scin.5591811311.