A menudo se nos dice a muchos de nosotros que nos parecemos a otro miembro de nuestra familia, por ejemplo, que tenemos la nariz de nuestra madre o los ojos de nuestro padre.
Los elementos químicos en la tabla periódica también tienen semejanzas familiares que podrían proporcionar información predictiva sobre la forma en que interactúan los elementos, lo que lleva a los científicos a aplicaciones aún no imaginadas.
En el caso de un elemento, el protactinio, las similitudes químicas producidas por la configuración de sus electrones más externos unen dos familias de elementos: los metales de transición estables y conocidos y los actínidos más exóticos.
En un nuevo estudio del Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía de EE. UU. DOE y la Universidad de Lille en Francia, los químicos han explorado las múltiples semejanzas del protactinio para comprender más completamente la relación entre los metales de transición y la química compleja del actínido tempranoelementos.
El valor principal del Protactinium no está en sus usos comerciales, sino en proporcionar nuevas ideas fundamentales sobre la química de los elementos. El Protactinium es un elemento actínido y se encuentra entre el torio y el uranio en la tabla periódica. Sin embargo, el protactinium también se parece mucho al niobio y al tántalo, los cuales son metales de transición utilizados en una gama de aplicaciones químicas y metalúrgicas. Cuando los químicos entienden sus similitudes con más detalle, pueden descubrir aplicaciones nuevas y aún no descubiertas para estos y otros elementos relacionados.
"El prototactinio está en un punto de apoyo en la tabla periódica", dijo el autor del estudio y químico de Argonne, Richard Wilson. "La cuestión de cómo armamos la tabla periódica realmente se encuentra en el centro de nuestro pensamiento sobre el protactinio".
La respuesta a si el protactinio actúa más como un actínido o como un metal de transición radica en las capas externas de electrones del átomo de protactinio. Los científicos designan cada capa con un número 1 a 7 y una letra s, p, dofEn qué capa se encuentran los electrones externos de un elemento, en términos de número y letra, define su familia y ayuda a determinar una amplia gama de su comportamiento químico y físico.
La diferencia entre los metales de transición y los actínidos radica en que la capa externa se llena primero por los electrones disponibles. El prototactinio, señaló Wilson, es particularmente importante porque representa el límite en el que un orbital 'd' y un cambio orbital 'f'lugares energéticamente. Esto determina cómo se llenan los orbitales y cómo interactúan o se unen con sus vecinos.
"Los orbitales 'd' en los metales de transición participan en enlaces químicos de una manera muy directa, y pueden organizarse en estructuras bastante predecibles", dijo Wilson. "Los actínidos no forman los mismos tipos de enlaces tan fácilmente".
Según Wilson, los químicos que estudian los actínidos que han intentado convencer al protactinio para que actúe como sus primos de metales de transición han tenido un éxito limitado. "¿Podemos hacer que el protactinio se comporte como el niobio y el tántalo? La respuesta experimental es 'todavía no'", dijo Wilson"Pero trabajar en la teoría de este elemento único podría darnos una nueva visión sobre cómo puede sentarse en esta importante intersección química y energética".
Los cambios en los orbitales de electrones y los comportamientos de unión que ocurren dentro de los elementos pesados solo aumentan a medida que avanza la tabla periódica. En los elementos más pesados, dijo Wilson, los efectos relativistas comienzan a reemplazar nuestra comprensión clásica de cómo ciertos elementos "deberían" comportarse,incluso hasta el punto en que un elemento hipotético podría parecerse tanto a un gas noble inerte como a un metal altamente activo al mismo tiempo.
"Estamos comenzando a entender que el protactinio es el umbral sobre el cual la unión en el sistema periódico está comenzando a cambiar", dijo Wilson. "Estamos profundizando en lo que realmente hace que la tabla periódica funcione"
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Laboratorio Nacional de Argonne . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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