Ilha de estabilidade
Os elementos químicos além do chumbo são radioativos, e não possuem isótopos estáveis. Isto significa que eles se decomporão em outros elementos. Com exceção do Plutônio, sua meia-vida é na ordem de vários minutos, a segundos. Há uma teoria na física que diz que depois de uma série de elementos com meia-vida curta, haverá outros com meia-vida mais longa. Estes são geralmente conhecidos como ilhas de estabilidade. Espera-se que estes elementos tenham isótopos com meia-vida na ordem de vários minutos. A hipótese é que o núcleoatômico é construído em "conchas" de maneira semelhante à estrutura das conchas de elétrons muito maiores nos átomos. Em ambos os casos, as conchas são apenas grupos de níveis de energia quântica que estão relativamente próximos um do outro. Os níveis de energia dos estados quânticos em duas conchas diferentes serão separados por uma brecha de energia relativamente grande. Assim, quando o número de nêutrons e prótons preencher completamente os níveis de energia de uma determinada concha no núcleo, a energia de ligação por núcleo atingirá um máximo local e, portanto, essa configuração particular terá uma vida útil mais longa do que os isótopos próximos que não possuem conchas cheias.
Uma concha cheia teria "números mágicos" de nêutrons e prótons. Um possível número mágico de nêutrons para núcleos esféricos é 184, e alguns possíveis números de prótons correspondentes são 114, 120 e 126 - o que significaria que os isótopos esféricos mais estáveis seriam Flerovium-298, unbinilium-304 e unbihexium-310. De especial destaque é o Ubh-310, que seria "duplamente mágico" (tanto seu número de prótons de 126 como o número de nêutrons de 184 são considerados como mágicos) e, portanto, o mais provável de ter uma meia-vida muito longa. (O próximo núcleo esférico duplamente mágico mais leve é o chumbo-208, o núcleo estável mais pesado e o metal pesado mais estável).
Pesquisas recentes indicam que os grandes núcleos estão deformados, fazendo com que os números mágicos mudem. Acredita-se agora que o Hassium-270 seja um núcleo duplamente mágico deformado, com números mágicos deformados 108 e 162. Entretanto, ele tem uma meia-vida de apenas 3,6 segundos.
Os isótopos foram produzidos com prótons suficientes para plantá-los em uma ilha de estabilidade, mas com muito poucos nêutrons para colocá-los até mesmo nas "costas" externas da ilha. É possível que estes elementos possuam propriedades químicas incomuns e, se tiverem isótopos com vida útil adequada, estariam disponíveis para várias aplicações práticas (tais como alvos aceleradores de partículas e como fontes de nêutrons também).
Tabela periódica com elementos coloridos de acordo com a meia-vida de seu isótopo mais estável. Elementos estáveis. Elementos radioativos com meia-vida de mais de quatro milhões de anos. Meia-vida entre 800 e 34.000 anos. Meia-vida entre 1 dia e 103 anos. Meia-vida entre 1 minuto e 1 dia. Meia-vida com menos de um minuto.
Perguntas e Respostas
P: Que elementos estão além do chumbo?
R: Os elementos que estão além do chumbo são radioativos e não têm isótopos estáveis.
P: Qual é a teoria da física que explica por que alguns elementos têm meia-vida mais longa?
R: A teoria em física diz que depois de uma série de elementos com meia-vida curta, haverá outros com meia-vida mais longa, conhecidos como Ilhas de Estabilidade. Isso porque quando o número de nêutrons e prótons preencher completamente os níveis de energia de uma determinada concha no núcleo, a energia de ligação por núcleo atingirá um máximo local e, portanto, essa configuração particular terá uma vida útil mais longa do que os isótopos próximos.
P: O que são números mágicos para os núcleos esféricos?
R: Os números mágicos para os núcleos esféricos são números de nêutrons de 184 e números de prótons de 114, 120 e 126. Isso significaria que os isótopos esféricos mais estáveis seriam flerovium-298, unbinilium-304 e unbihexium-310.
P: Acredita-se que o Hassium-270 seja duplamente mágico?
R: Sim, acredita-se que o Hassium-270 é um núcleo duplamente mágico deformado, com números mágicos deformados 108 e 162.
P: Qual é a duração de sua meia-vida?
R: Sua meia-vida é de 3,6 segundos.
P: Há alguma aplicação prática para esses elementos?
R: Sim, se eles tiverem isótopos com vida útil adequada, eles poderiam ser potencialmente usados para várias aplicações práticas, tais como alvos de aceleradores de partículas ou como fontes de nêutrons.
