En la tabla periódica hay 118 elementos, de los cuales, 30, se pueden comprar en tiendas, como el helio o el hierro. Otros 12 se pueden obtener desmontando objetos cotidianos, como una pequeña muestra de americio en un detector de humo.

En la parte inferior de la tabla periódica hay una gran cantidad de elementos raros llamados elementos transuránicos. Durante mucho tiempo, muchos de ellos tuvieron nombres de referencia como unununio, aunque poco a poco se les ha ido asignando nombres definitivos.

La mayoría de estos elementos no existen de forma permanente y se generan en aceleradores de partículas. Muchos duran apenas unos pocos minutos antes de desaparecer. Por ejemplo, si tenemos 100.000 átomos de livermorio (elemento 116), transcurrido un segundo solo nos quedaría 1 átomo. Y más tarde, nada.

4 nuevos hallazgos

Por eso es posible que, en una fecha tan reciente como 2014, se confirmara oficialmente la existencia de un nuevo elemento de la tabla periódica. Se bautizó como ununseptio y se ha convertido así en el elemento número 117. Es también el segundo elemento más pesado del mundo, un 40% más que el plomo.

Última versión de la tabla periódica (en inglés), de enero de 2016.

El ununseptio ha sido sintetizado por un grupo de físicos del centro de investigación sobre iones pesados de Alemana GSI, en Darmstadt, empleando un acelerador lineal. Si bien en el año 2010 ya había sido sintetizado por investigadores rusos y norteamericanos de la Universidad de Dubna, cerca de Moscú, para ser reconocido e incorporado a la tabla periódica la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) se exige que el nuevo elemento sea sintetizado, como mínimo, en dos laboratorios independientes.

Para sintetizar en esta última ocasión el ununseptio se hizo colisionar núcleos de calcio-48 contra berkelio-249. Al fusionarse ambos núcleos se obtiene el elemento 117. Se encuentra en la penúltima columna de la tabla periódica, junto a los halógenos (flúor, cloro, bromo, yodo y astato).

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Es tabla periódica nos permite saber qué hacemos con cada elemento

Luego llegó elemento número 118, el ununoctio, también llamado eka-radón. En 1999, investigadores del laboratorio Lawrece Berkeley creyeron haberlo encontrado. Más tarde, investigadores japoneses y alemanes no lograron reproducir el experimento, y uno de los quinces científicos de Berkeley que formaban parte del proyecto tuvo que admitir que se había inventado los datos iniciales. Así que el ununoctio se detectó por primera vez (ésta vez de verdad) en 2002, pero la segunda vez, en 2006, no resulta convincente del todo para la IUPAC, así que aún no se pudo incorporar a la tabla periódica.

La razón de que el elemento sea tan elusivo es que resulta muy radiactivo e inestable. El ununoctio está en la misma columna que los gases nobles (helio, neón, argón, criptón, xenón y radón), pero no se sabe aún si es un gas noble: quizá pueda ser un sólido bajo condiciones normales de presión y temperatura. Lo más interesante es que el ununoctio es más pesado aún que el copernicio.

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Ya teníamos la tabla periódica de los elementos: es el momento de tener la de las moléculas

Finalmente, el 30 de diciembre de 2015, la IUPAC anunció la verificación del oganesón. El nuevo elemento fue así llamado en español (con la terminación –ón tónica) siguiendo el criterio ortográfico de denominación de los gases nobles (neón, xenón…). Fue nombrado así en honor al físico ruso, Yuri Oganesián.

En total, pues, tenemos varios elementos nuevos aunque efímeros: el elemento 113, conocido también como «ununtrium», que, junto al 115 («ununpentium»), 117 («ununseptium») y 118 («ununoctium»), conforman los cuatro elementos descubiertos en años anteriores e incorporados a la tabla periódica a partir del 30 de diciembre de 2015.

El 113 pasaría a llamarse nihonio, que significa «la tierra del sol naciente», y tendría el símbolo (Nh). El 115 se llamaría moscovio (Mc) y el 117, tenesina (Ts). Por último, el elemento 118, como ya se ha dicho, se llama oganesón (Og).

En 1913, Niels Bohr desarrolló su célebre modelo atómico. En este modelo los electrones giran en órbitas circulares alrededor del núcleo, ocupando la órbita de menor energía posible, o la órbita más cercana posible al núcleo.

Sin embargo, la idea que popular de un átomo es, hasta cierto punto, una distorsión esquemática, un modelo de comprensión para legos... un acercamiento que poco o nada se parece a la realidad. Los átomos no son tal y como se dibujan en los libros de texto. De hecho, los átomos distan de ser todos iguales: se diferencian muchísimo entre sí.

Densidades y formas

Según explica Santiago Álvarez en el libro De mujeres, hombres y moléculas, la densidad de los átomos puede variar en dos órdenes de magnitud de un elemento a otro, más de lo que varía la densidad de la Tierra desde la corteza hasta el núcleo:

Si calculamos por separado las densidades de la nube electrónica y del núcleo, en el caso del helio encontramos valores de 2x3 10¹⁷ y 3,52 x 10^-5 kg/m³, respectivamente. Es decir, la densidad del núcleo es unas 10²¹ veces mayor que la de su entorno de electrones. No disponemos de referencias en el mundo cotidiano para calibrar el significado de estas densidades. Ni siquiera el aire de la estratosfera tiene una densidad tan pequeña como la de la nube de electrones. Deberíamos subir hasta la termosfera, a unos 100 km por encima de la superficie de la Tierra, para encontrar una densidad comparable. En el caso del núcleo, solo una estrella de neutrones tiene una densidad tan alta, superado tan solo por la de los agujeros negros.

Tampoco los átomos son siempre esféricos. Y menos aún es esférico un átomo dentro de una molécula. Incluso los átomos de un mismo elemento pueden diferenciarse en una serie de atributos:

• Número de neutrones (en diferentes isótopos).
• Número de electrones (en múltiples estados de oxidación).
• Grado de emparejamiento de los electrones (en diversos estados de espín).
• Entorno molecular variable en número de coordinación y en estereoquímica que, además, afecta a la forma y el tamaño.

Así pues, podríamos afirmar que la propiedad invariante entre los átomos de un mismo elemento es su número atómico (número de protones de su núcleo), la propiedad que define un elemento químico, a pesar del hecho de que la reactividad química y su capacidad de formación de enlaces residen en los electrones de valencia.

Varios átomos y moléculas como se muestra en A New System of Chemical Philosophy de John Dalton (1808).

De esta manera, ya no produce tanto sonrojo el escrito de Margaret Lucas Cavendish, duquesa de Newcastle, en su libro Poems and Fancies (1653):

• Átomos puntiagudos hacen el Fuego sutil, veloz y seco,
• Los Largos como flechas en el aire vuelan,
• Los Redondos se convierten en agua, húmeda,
• Los Cuadrados en Tierra, con Forma inamovible;
• Átomos cuadrados configuran duros Minerales,
• Los blandos vegetales se apropian de átomos redondos.

Con todo, necesitamos modelos para comprender la realidad, porque la realidad no es comprensible en toda su amplitud:

Gateway, de la que ya hablamos en detalle hace unos días, va a ser la primera estación orbital lunar, el equivalente a la Estación Espacial Internacional (ISS) de nuestro satélite natural (si bien no estará permanentemente habitada, como sucede con la ISS).

En el siguiente gráfico podemos ver ya los módulos que se encargará de concebir la compañía Airbus.

Gateway

Cada vez conocemos más detalles de la Lunar Orbiting Platform Gateway, la futura estación espacial cislunar que séra un punto de referencia para futuras misiones a la luna y más allá. Y es que la plataforma Gateway va a convertirse en el puesto avanzado de investigación más remoto de la humanidad.

La primera pieza del puesto de avanzada de 55 toneladas, su elemento de energía y propulsión (PPE), está programado para despegar en 2022.

Airbus, por su parte, está encargándose de diseñar algunos módulos. Por un lado, el concepto de un módulo habitacional y de investigación: Habitat, de aproximadamente 6,5 por 4,5 metros y unas nueve toneladas de peso.

El otro módulo que diseñará es un elemento de infraestructura que se utilizará para el repostaje, el atraque y las telecomunicaciones, y que también servirá como esclusa para equipos científicos: Esprit, de unos 3 por 3 metros y alrededor de cuatro toneladas de peso. Podéis ver ambos a continuación:

Hay metales duros, los hay muy densos (como el osmio, que es el doble de denso que el plomo), y también los hay muy blandos (como el cesio, que puede cortarse con un cuchillo de untar).

Metales que se fudan a temperaturas muy bajas, tenemos el mercurio, que es tóxico, y también el galio, que puede manipularse sin peligro.

Metal para gastar bromas

El galio (Ga) se funde a 29,76º, es decir, que puede convertirse en líquido solo con el calor de tus manos.

Estas propiedades lo convierten en un ingrediente ideal para que los químicos gasten bromas, como la de servir una taza de té con una cucharita de galio que desaparecerá al contacto con el líquido.

El nombre de este extraño elemento proviene del latín Gallia, con el cual se nombraba a Francia en la antigüedad. No obstante, en su origen etimológico también está presente el término en latín: gallus, una traducción de Lecoq que literalmente significa “gallo”, nombre del primer hombre de ciencias que reconoció el galio como un elemento químico. El químico francés Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran, descubrió el galio espectroscópicamente en el año 1875.

Se trata de un elemento químico que no existe libre en la naturaleza, que se crea artificialmente (surge como subproducto en la fabricación del aluminio). Su aplicaciones se centran tecnologías de semiconductores y como componente de algunas aleaciones con bajos puntos de fusión.

El galio es un elemento que se encuentra en el cuerpo, pero en cantidades muy pequeñas. Por ejemplo, en una persona con una masa de 70 kilos, hay 0,7 miligramos de galio en su cuerpo. Si esta cantidad de galio estuviera condensada en un cubo, el cubo solo mediría 0,49 milímetros de lado.

Aparte del galio y el mercurio, hay otros dos metales que pueden mantenerse en forma líquida a temperatura ambiente: el cesio y el rubidio.

Por contrapartida, el wolframio tiene el punto de ebullición más alto, con 5700 ºC y el punto de fusión también más alto de todos los metales, con 3.422. Su gran resistencia al calor hace que sea muy útil para aplicaciones industriales como brocas y hornos.

Un equipo de científicos de la Universidad de Toronto sugiere haber encontrado una manera de convertir todas las emisiones de dióxido de carbono, responsables del efecto invernadero, en combustible rico en energía en un ciclo de carbono-neutral que utiliza un recurso natural muy abundante: silicio.

El silicio es el séptimo elemento más abundante en el universo y el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre. Concretamente, según leemos en su estudio publicado en Nature Communications, el elemento clave para este proceso son unos nanocristales de silicio.

El elemento clave

Crédito: Chenxi Qian

La idea de convertir las emisiones de dióxido de carbono en energía no es nueva: ha habido una carrera mundial para descubrir un material que pueda convertir la luz del Sol, el dióxido de carbono, el agua o el hidrógeno en energía. Según Geoffrey Ozin, profesor de Química en la Universidad de Toronto y director de la Facultad de Artes y Ciencias de la Universidad de Toronto:

Una solución química al cambio climático requiere un material que sea altamente activo y un catalizador selectivo que permita la conversión de dióxido de carbono en carburante. También debe estar hecho de materiales baratos, no tóxicos y disponibles.

Los nanocristales de silicio tienen un diámetro medio de 3,5 nanómetros y cuentan con un área superficial y la fuerza de absorción óptica suficiente para aprovechar eficientemente las longitudes de onda del infrarrojo cercano, la luz visible y la ultravioleta del sol. Convierte así el dióxido de carbono gaseoso en monóxido de carbono gaseoso.

El resultado potencial es el de la producción de energía sin emisiones nocivas para el medio ambiente. Si las pruebas de laboratorio son exitosas, quizá muy pronto dispondremos de una refinería solar.

Los nuevos elementos son sintéticos (es decir, generados artificialmente en el laboratorio), inestables y radiactivos. Los nombres provisionales son ununtrium (Uut) para el elemento 113, ununpentium (Uup) para el 115, ununseptium (Uus) para el 117 y ununoctium (Uuo) para el 118.

Portavoces del instituto RIKEN, descubridores del elemento 113 en el año 2003, comentaron con anterioridad que japonium podría ser el nombre final del elemento químico 113.

Todos los elementos descubiertos

Actualmente, ya no quedan más huecos en la tabla periódica. Hemos encontrado todos los elementos que pueden existir en la naturaleza, y si añadimos alguno más será sintético e inestable.

El hidrógeno es el elemento más abundante del Universo conocido, y el helio es el segundo. Se estima que el hidrógeno y el helio constituyen aproximadamente el 74 % y 24 % de toda la materia del universo. Nuestro planeta, y por extensión el resto del universo, está compuesto básicamente de pocos elementos muy comunes, como el oxígeno (46 % de la masa de la corteza terrestre), el silicio (27,7 %), el aluminio (8 %), el hierro (5 %), el calcio, el sodio, el magnesio o el potasio. Tal y como explico en el libro El elemento del que solo hay un gramo:

En la parte inferior de la tabla periódica hay una gran cantidad de elementos raros llamados elementos transuránicos. Durante mucho tiempo, muchos de ellos tuvieron nombres de referencia como unununio, aunque poco a poco se les ha ido asignando nombres definitivos. La mayoría de estos elementos no existen de forma permanente y se generan en aceleradores de partículas. Muchos duran apenas unos pocos minutos antes de desaparecer. Por ejemplo, si tenemos 100.000 átomos de livermorio (elemento 116), transcurrido un segundo solo nos quedaría 1 átomo. Y más tarde, nada.

Por eso es posible que, en una fecha tan reciente como 2014, se confirmara oficialmente la existencia de un nuevo elemento de la tabla periódica, el conocido como ununseptio, convertido así en el elemento número 117. Es también el segundo elemento más pesado del mundo, un 40% más que el plomo.

Poco después se confirmó el ununoctio, también llamado eka-radón. El ununoctio es actualmente el único elemento sintético del grupo 18 y posee el número y masa atómica más altos de todos los elementos sintetizados. El ununoctio es el elemento químico más pesado observado en laboratorio.

Ya que sólo se han sintetizado tres o cuatro átomos de ununoctio hasta la fecha, no se conocen las aplicaciones de sus compuestos más allá de la investigación científica. Por las características del elemento, la exposición a cualquiera de sus compuestos supondría un caso grave de envenenamiento por radiación.

Vía | El Mundo

Fue en el 2010 cuando científicos del Joint Institute for Nuclear Research (JINR) descubrieron la existencia del elemento 117, bautizado con el nombre temporal de Ununseptio, pero ha sido hasta hace unas horas cuando, por medio de un artículo publicado en Physical Review Letters, se confirma que dicho elemento pudo ser replicado por un grupo de científicos independientes dando así paso a su integración a la tabla periódica de los elementos.

Esta replica por parte del grupo de científicos del GSI Helmholtz Center for Heavy Ion Research en Alemania fue la misma utilizada por el equipo del JINR: disparando isótopos de Calcio en Berkelio, lo cual según cita uno de los autores del artículo, el profesor David Hinde, está en el limite absoluto de las posibilidades de creación actuales.

Su integración oficial en la tabla periódica de los elementos es ahora totalmente oficial debido a que la IUPAC necesitaba su descubrimiento por medio de un grupo de científicos independiente al JINR para poder reconocerlo oficialmente como el elemento 117 y dar la oportunidad a sus creadores de proporcionarle un nombre oficial definitivo.

El Ununseptio, al igual que otros elementos transuránicos, es altamente inestable y apenas tiene una vida de 80 milisegundos, aunque según algunos científicos existen algunos isótopos del elemento más pesados que podrían mantenerse en la llamada 'Isla de estabilidad' teniendo así la posibilidad de una vida más larga.

Vía | I Fucking Love Science

Un jueves más, el último del mes de Agosto, os traemos la pregunta de la semana para haceros más partícipes y conocer vuestras opiniones.

El ununpentio (Uup) se encuentra a las puertas de entrar de forma oficial en la Tabla Periódica de los Elementos. Se trata del elemento 115 que, aunque fue descubierto hace una década, hasta ahora no se ha demostrado su existencia experimentalmente.

Pensad por un momento que sois vosotros los que descubrís la existencia de un nuevo elemento, ¿qué nombre elegir? ¿vuestra patria? ¿un amor? ¿un nombre ridículo, gracioso o impronunciable? ¿qué pensáis?

En el caso de descubrir un nuevo elemento, ¿cómo lo llamaríais?

Recordad que todos vuestros comentarios deben ir a su correspondiente pregunta de la sección respuestas. La próxima semana publicaremos la mejor de todas las respuestas.

La pregunta de la semana pasada

La semana pasada os preguntábamos: ¿Pagar un peaje por producir tu propia electricidad usando recursos renovables?. La respuesta más votada por vosotros fue la de aleon68, que respondió:

¿Pagar una tarifa, como quiera que sea que la llamen, a quien quiera que sea que se pague, por aprovechar energía renovable que no cuesta nada a nadie como la luz solar? Es el equivalente a pagar una tarifa al productor de maiz por consumir el maiz que tu mismo has plantado, cuidado y cosechado. Es tan absurdo que me cuesta entenderlo. La próxima puede ser cobrar a los productores de cerdo, por el uso de aire que respiran sus animales. Cobrar el uso de mis piernas para ahorrarme el costo de un automóvil o transporte público. Cobrar el hablar fuerte de ventana a ventana con mi vecino para ahorrarme la llamada telefónica. ¿Qué sigue? ¿Hay un límite? Si que lo que hay, considero esta ley como un abuso absurdo en favor de compañías en contra del ciudadano, y peor mas, en contra del medio ambiente.

En Xataka Ciencia | Todas La pregunta de la semana

No hace muchos años, el mercurio se empleó en medicina para tratar la sífilis. También se usó como insecticida, y como componente de pinturas antiincrustraciones marinas. En pigmentos y cosméticos. Incluso como forma decorativa y hasta mística, debido a su aspecto como de otro mundo: no en vano es un metal líquido, como si fuera un fragmento del T-1000 de Terminator 2.

El mercurio, incluso, fue la señal de que ese día no íbamos a clase: si en el termómetro marcaba fiebre, cama. (¿Quién no intentó imitar al niño protagonista de ET, que posa su termómetro durante unos segundos sobre una bombilla encendida para que su madre le deje quedarse en casa…? Yo lo hice, pero fui al colegio: mi termómetro marcaba más de 45 grados de temperatura, lo que a todas luces indicaba que algo olía a podrido en Dinamarca).

Sin embargo, vamos a tener que acostumbrarnos a la desaparición paulatina del mercurio en nuestras vidas cotidianas.

Noruega, por ejemplo, desde el 1 de enero de 2008, ha prohibido todas las importaciones y la fabricación de todo lo que implicara al mercurio, incluyendo la producción de amalgamas dentarias. La Unión Europea también ha prohibido la exportación de mercurio. Olvidaos, pues, de los termómetros y barómetros de mercurio (o conservadlos como reliquias).

Hugh Aldersey-Williams abunda en cómo el mercurio va a convertirse en un elemento perseguido en su libro La tabla periódica:

Con el mercurio frenado en su origen, la atención se dirige ahora al que ya está en circulación. Un estudio inglés sobre cremaciones que se escapa al ambiente cuando los empastes de los dientes de los difuntos se vaporizan; el espectro de nuestra coexistencia con el metal, que antaño fue fácil, se nos aparece. Quizá pronto sólo queden aplicaciones muy especializadas.

Con todo, el 64% de los bebés nace con exceso de mercurio en sangre.

Si, a pesar de ello, os quedáis con ganas de ver mercurio en directo, siempre podréis visitar el Gran Telescopio Zenith, en las montañas de la Columbia Británica, muy cerca de Vancouver: obtiene sus imágenes del cielo empleando un espejo líquido de mercurio.

Se vierte mercurio sobre una fuente parecida a un wok de seis metros de diámetro. La fuente gira a un ritmo imponente, lo que obliga a la superficie del mercurio a formar un paraboloide más perfecto que el que podría obtenerse mediante vidrio sólido o aluminio. La idea ya tiene más de un siglo, pero sólo recientemente, mientras el metal provocaba el oprobio en todas partes, ha sido posible crear un mecanismo que funcione de manera lo suficientemente uniforme para permitir que ese estanque de mercurio produzca imágenes nítidas.

Casi, casi como Alicia a través del espejo.

Gracias a nuestro fiel seguidor, Gustac, nos hemos enterado que físicos rusos del Instituto de Investigaciones Nucleares (ICIN) han sido autorizados para incluir los nuevos elementos, que a su vez son los más pesados, en la tabla periódica.

El grupo de trabajo sobre el descubrimiento de los elementos, formados por científicos de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) y la Unión Internacional de Física Pura y Aplicada (IUPAP), estuvo durante tres años determinando con éxito la síntesis de dos elementos químicos con números atómicos 114 y 116.

Con la colaboración de científicos del Instituto de Dubna (Moscú) y del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (California).

El elemento 114 fue sintetizado, por primera vez en diciembre de 1998, por bombardeo de núcleos de Plutonio con núcleos de Calcio, que tienen 94 y 20 protones, respectivamente.

De la misma manera, el elemento 116 fue sintetizado en julio de 2000 pero en esta ocasión fue mediante el bombardeo de núcleos de Curio, que tiene 96 protones, con núcleos de Calcio.

Ambos existen durante menos de un segundo antes de decaer en átomos más ligeros, pero acercan a los investigadores un paso más cerca de construir elementos más pesados que está previsto que sean estables durante diez años o más, formando una “isla de estabilidad” en la tabla periódica.

Recordemos que todos los elementos más pesados que el Uranio, el número 92 en la tabla periódica, no se dan de forma natural en la Tierra.

Yuri Oganessian, jefe del equipo ruso, dijo que los científicos ahora tenían que presentar los nombres para su aprobación por la IUPAC. No quiso revelar ningún nombre propuesto, pero no descartó que alguno de los elementos pudiera ser nombrado en honor al físico soviético Georgi Flerov, quien dirigió la síntesis del elemento 105 en 1968, ahora conocido como Dubnio, en el nombrado instituto de Moscú.

La Comisión analiza si el nombre es aceptable, de acuerdo con la nomenclatura tradicional puede ser en honor a los planetas, a grandes científicos o al lugar donde se hizo el descubrimiento

Los nombres que más se barajan son el ya mencionado Flerov para el elemento 114 y el de Moscovio (de Moscú) para el elemento 116.

El ICIN tiene la intención de comenzar pronto los experimentos sobre la síntesis del elemento 119, continuando así, la búsqueda de dicha isla en la secuencia de elementos superpesados.

Vía e Imagen | Ria Novosti