Nobélio (No)

O nobélio, símbolo No e número atômico 102, é um elemento químico pertencente ao grupo dos actinídeos da Tabela Periódica. Apesar de possuir 12 isótopos, sendo um com meia-vida de 58 minutos, o nobélio não é encontrado na natureza, sendo sintetizado em laboratório. Apesar de nunca ter sido produzida uma amostra metálica do No, sabe-se que esse elemento apresenta sempre carga de +2 em solução.

O nobélio, que homenageia o sueco Alfred Nobel, é um elemento com uma história de descoberta caracterizada por contradições e conflitos. Até ser oficializado pela Iupac, tal elemento foi protagonista de embates entre cientistas americanos, russos, britânicos e suecos, em um episódio típico da Guerra Fria na história da ciência.

Saiba mais: Laurêncio — o elemento químico cujo nome faz referência ao cientista Ernest Orlando Lawrence

Tópicos deste artigo

• 1 - Resumo sobre nobélio
• 2 - Propriedades do nobélio
• 3 - Características do nobélio
• 4 - Obtenção do nobélio
• 5 - História do Nobélio
• 6 - Exercícios resolvidos sobre nobélio

Resumo sobre nobélio

• Nobélio é um elemento químico pertencente aos actinídeos da Tabela Periódica.

• Possui 12 isótopos conhecidos, sendo o ²⁵⁹No o mais estável.

• Em solução, apresenta número de oxidação igual a +2.

• Seu comportamento químico é mais próximo dos metais alcalino-terrosos mais pesados, como estrôncio, bário e rádio.

• Não pode ser encontrado na natureza, sendo por isso um elemento químico sintético produzido em laboratório por meio de reações de fusão nuclear.

• Sua descoberta inicial foi descrita por um grupo de cientistas de Estocolmo, mas diversas contradições fizeram a Iupac reconhecer o mérito russo na descoberta do elemento 102.

Propriedades do nobélio

• Símbolo: No

• Número atômico: 102

• Massa atômica: 259 u.m.a

• Configuração eletrônica: [Rn] 7s² 5f¹⁴

• Isótopo mais estável: ²⁵⁹No (58 minutos de meia-vida)

• Série química: actinídeos

Características do nobélio

O nobélio, símbolo No e número atômico 102, é um elemento pertencente aos actinídeos. Dada sua estrutura atômica, o nobélio não apresenta isótopos suficientemente estáveis para que possa ser detectado em fontes naturais, afinal, dos seus 12 isótopos conhecidos, o de maior tempo de meia-vida (tempo necessário para a quantidade da amostra cair pela metade) é o ²⁵⁹No (com 58 minutos), seguido ²⁵⁵No (com 3,1 minutos).

Sendo assim, para estudar o nobélio, faz-se necessária sua produção em laboratório, utilizando aceleradores de partículas para que ocorram reações de fusão nuclear, o que o caracteriza como um elemento químico sintético. O isótopo 255, inclusive, é o mais utilizado em estudos químicos, apresentando, entre todos os isótopos, a maior taxa de produção.

Apesar de ser considerado um metal, nunca uma amostra metálica do elemento nobélio foi produzida. Já a sua química em solução é mais discutida: apesar dos demais actinídeos possuírem carga +3 em solução aquosa, o nobélio apresenta o estado de oxidação +2 como o mais estável.

Tal propriedade foi prevista, em 1949, por Glenn Seaborg, uma vez que, com a distribuição eletrônica terminando em 5f¹⁴ 7s², seria mais interessante para o nobélio perder apenas dois elétrons e manter o subnível 5f¹⁴ preenchido.

Em 1968 foram feitos cerca de 600 experimentos em que 50.000 átomos de ²⁵⁵No foram os protagonistas, visando a fazer sua precipitação em alguns compostos. Os resultados demonstraram que o No apresentava comportamento químico mais próximo dos metais alcalino-terrosos (estrôncio, bário e rádio) do que os actinídeos trivalentes, confirmando que o íon 2+ do No seria a espécie mais estável para esse elemento.

Obtenção do nobélio

O nobélio não é encontrado na natureza, sendo necessária sua produção em laboratório. O isótopo ²⁵⁵No, o mais empregado em estudos químicos, pode ser obtido pela reação de fusão nuclear via bombardeamento do ²⁴⁹Cf por íons de ¹²C.

\({_6^{12}}C+\frac{249}{98}Cf\frac{255}{102}No+{_2^4}\alpha+2{_0^1}n\)

O rendimento médio é de cerca de 1200 átomos após 10 minutos de experimento. O nobélio produzido pode ser separado de outros actinídeos, que podem, por ventura, ser produzidos no processo por meio de cromatografia em coluna.

Leia também: Tenesso — outro sintético elemento químico obtido por meio de fusão nuclear

História do Nobélio

O nobélio, apesar de não ter muitas funcionalidades práticas para nós no dia a dia, foi protagonista de um grande embate entre cientistas acerca de sua descoberta. Era o início de um típico episódio da Guerra Fria na história da ciência e da Tabela Periódica, o qual depois evoluiu para a Guerra dos Transférmios.

Até então, a síntese de elementos superpesados era dominada pelo cientista Glenn Seaborg e sua equipe de físicos e químicos nucleares da Califórnia. Porém, em 1957, um grupo de cientistas afirmou ter produzido dois isótopos do elemento 102 ao bombardear átomos de cúrio (²⁴⁴Cm) com íons de ¹³C. Esse grupo era composto por cientista suecos, britânicos e americanos do Instituto Nobel de Física, em Estocolmo.

A partir daí, os físicos de Estocolmo anunciaram o novo elemento transurânico com símbolo No, concederam-lhe o nome nobélio, em homenagem ao legado de Alfred Nobel. A descoberta foi amplamente difundida pela imprensa da época, incluindo os famosos jornais Svenska Dagbladet, da Suécia, e The Guardian, da Inglaterra.

Contudo, existia algo além do interesse científico por trás da descoberta, como é perceptível nas palavras do cientista inglês John Milsted, que trabalhava no grupo de Estocolmo: “esse é o primeiro elemento transurânico a ser descoberto em solo europeu e o primeiro a ser criado por meio de um esforço internacional”. Claramente, em clima de Guerra Fria, o cientista fez uma referência aos cientistas soviéticos de Dubna, cidade Russa.

Contudo, posteriormente, a descoberta da equipe sueco-britânica-americana se mostrou insuficiente, permitindo, assim, crescer a desconfiança de laboratórios rivais, tanto soviéticos quanto americanos, fazendo com que estes solicitassem a responsabilidade pela verdadeira descoberta do elemento 102.

Os americanos de Berkeley, liderados por Glenn Seaborg e Albert Ghiorso, assumiram, inicialmente, que os trabalhos de Estocolmo estariam corretos, afinal, foram publicados na respeitada revista científica The Physical Review. Contudo, em momento algum, conseguiu-se reproduzir os experimentos realizados em Estocolmo.

Ironizando, o grupo americano chegou a propor o nome nobelievium (traduzido livremente para “nãoacreditío”) como algo mais adequado para o elemento 102. Em 1958, Ghiorso, Seaborg, junto aos cientistas Torbjorn Sikkeland e John Walton, anunciaram a produção do isótopo ²⁵⁴No por meio do bombardeiro do ²⁴⁶Cm por íons de ¹²C, e assim solicitando reconhecimento pela descoberta do elemento 102.

O grupo de Estocolmo admitiu que os resultados obtidos em Berkeley colocaram algumas dúvidas sobre seus próprios resultados, mas que uma nova análise e interpretação em 1959 mostrava que a dúvida era só aparente.

Além disso, os resultados do grupo de Estocolmo não puderam ser reproduzidos pelo cientista soviético Georgii Flerov e seus colaboradores, no Instituto Kurchatov de Moscou, em Dubna. Os cientistas russos não acreditaram nos de Estocolmo, além de afirmarem que os experimentos americanos eram apenas um indicativo do elemento 102.

Os russos já haviam sintetizado o elemento 102, nos anos de 1957 e 1958, ao bombardearem ²⁴¹Pu com íons de ¹⁶O, sem, necessariamente, conseguir o reconhecimento pela descoberta. Contudo, experimentos posteriores, que duraram até 1966, apresentaram provas mais contundentes da existência de isótopos desse elemento. A partir daí, Flerov indicou inconsistências nos trabalhos de Berkeley e afirmou que o nobélio foi descoberto em Dubna, em experimentos que ocorreram entre 1963 e 1966.

Apesar de muitos embates entre os lados russo e americano, o grupo de Dubna não sugeriu um nome diferente para nobélio, embora os americanos assim o quisessem, pois seria interessante escolher um nome que refletisse melhor a sua descoberta.

Mesmo assim, a União Internacional de Química Pura e Aplicada (Iupac), em 1961, oficializou a entrada do elemento 102 com o nome de nobélio, mas sem citar qualquer isótopo ou massa atômica, um sinal das incertezas da época. De toda forma, isso permitiu a popularização do nobélio em livros e tabelas periódicas, e, assim, os americanos desistiram de dar um novo nome ao elemento.

Os russos, negando-se a chamarem o novo elemento de nobélio, propuseram o nome joliôtio, símbolo Jl, em referência ao físico francês e laureado com um prêmio Nobel Frédéric Joliot-Curie (casado com Irène Joliot-Curie, filha de Marie Curie e Pierre Curie). Na URSS, o nome joliôtio era favorito, considerando que Frédéric Joliot-Curie era um comunista devoto.

No fim da década de 1990, a Iupac resolveu a questão acerca da nomenclatura dos elementos superpesados, considerando o grupo de Dubna como o responsável pela produção do elemento 102. Contudo, o nome adotado foi mesmo nobélio, com símbolo No.

Exercícios resolvidos sobre nobélio

Questão 1

O nobélio, número atômico 102, possui 12 isótopos. Entre eles, o mais estável é o isótopo ²⁵⁹No, com meia-vida de 58 minutos. Imaginando-se um processo de síntese desse isótopo, quantos minutos seriam necessários para que sua massa decaísse a um oitavo da massa inicial?

A) 58 minutos

B) 116 minutos

C) 174 minutos

D) 232 minutos

E) 290 minutos

Resolução:

Alternativa C

Tempo de meia-vida é o tempo necessário para a quantidade da amostra cair pela metade. Após 58 minutos, a massa do isótopo ²⁵⁹No cai pela metade, sendo ½ da massa inicial. Passados mais 58 minutos, a massa do isótopo ²⁵⁹No cai pela metade novamente, sendo ¼ da massa inicial.

Assim, mais 58 minutos (totalizando três tempos de meia-vida), a massa do ²⁵⁹No cai mais uma vez pela metade, sendo 1/8 da sua massa inicial. Sendo assim, o tempo total é de 3 x 58 = 174 minutos.

Questão 2

Embora não seja o mais estável, o isótopo 255 do Nobélio (Z = 102) é o mais comumente usado e produzido em laboratórios. Quantos nêutrons o isótopo ²⁵⁵No possui?

A) 255

B) 102

C) 357

D) 153

E) 156

Resolução:

Alternativa D

O número de nêutrons do No pode ser calculado como:

A = Z + n

Em que A é o número de massa atômica, Z é o número de prótons (ou número atômico) e n é o número de nêutrons. Substituindo os valores, temos que:

255 = 102 + n

n = 255 – 102

n = 153

Por Stéfano Araújo Novais
Professor de Química