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Copernicio

Características del copernicio

  • Símbolo: Cn
  • Masa atómica: 285 u
  • Número CAS: 54084-26-3
  • Configuración electrónica: [Rn] 5f14 6d10 7s2
  • Número atómico: 112
  • Grupo: 12
  • Bloque: Bloque d
  • Familia de elementos: Metal de transición o metal pobre
  • Electronegatividad:
  • Punto de fusión:

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El copernicio, elemento atómico n°112 de símbolo Cn: sus propiedades, su síntesis, sus isótopos y sus experimentos en fase gaseosa.

El copernicio, de símbolo químico Cn, es un elemento químico de número atómico 112. Según la denominación sistemática de la IUPAC, se designa bajo el nombre de ununbio (Uub). En la literatura, su nombre es elemento 112. Fue sintetizado por primera vez el 9 de febrero de 1996 por un equipo de científicos alemanes del Centro de investigación nuclear de GSI (Gesellschaft für Schwerionenforschung) en Darmstadt. La IUPAC validó su identificación en mayo de 2009. El nombre de copernicio le fue atribuido definitivamente en febrero de 2010, en honor al astrónomo polaco Nicolás Copérnico (1473-1543).

Posición del copernicio en la tabla de Mendeléyev

El copernicio está clasificado en el grupo 12 y se sitúa en el 7º período de la tabla periódica de los elementos. Se encuentra debajo del mercurio en el bloque d. Los elementos del grupo 12 son metales pobres. Sin embargo, el copernicio podría constituir un metal de transición, debido a sus efectos relativistas que estabilizan la subcapa electrónica s en detrimento del catión Cn2+ de la subcapa d. Su configuración electrónica sería [Rn] 5f14 6d10 7s2. Sus electrones por nivel de energía son 2, 8, 18, 32, 32, 18, 2.

Propiedades atómicas

El copernicio es un elemento químico de masa atómica [285] con un radio de covalencia de 122 pm. Sus energías de ionización son sucesivamente de 1 154,9 kJ·mol-1, 2 170,0 kJ·mol-1 y 3 164,7 kJ·mol-1.

Propiedades físicas

En estado ordinario, el copernicio puede presentarse en forma gaseosa. Sin embargo, puede ser producido en forma sólida con una densidad de 23,7 g·cm-3. El sistema cristalino de este elemento podría presentarse en forma cúbica centrada. Su punto de ebullición se eleva a 84+112-108 °C y su N° CAS es 54084-26-3.

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Síntesis

La primera síntesis del copernicio se realizó mediante bombardeo de un blanco de plomo 208 con iones de zinc 70, con la reacción 208Pb (70Zn, n) 277Cn. Durante el experimento, solo se obtuvo un átomo, según la fórmula:

7030Zn + 20882Pb ⟶   278112Cn* ⟶   277112Cn + 10n.

La síntesis de un segundo átomo de 277Cn en mayo de 2000 confirmó estos resultados, siempre efectuada por GSI.

En 2004, RIKEN (Instituto de investigación japonesa) reprodujo el experimento con el resultado de la síntesis de dos nuevos átomos. Confirma los datos experimentales realizados en Alemania (GSI).

Isótopos

He aquí la tabla que resume la producción de isótopos de copernicio:

IonObjetivoIsótopoEstado del experimento
70Zn208Pb278CnÉxito
50Ti232Th282CnReacción no intentada
48Ca238U286CnÉxito
48Ca242Pu283CnÉxito
40Ar244Pu284CnReacción no intentada
36S248Cm284CnReacción no intentada
30Si249Cf279CnReacción no intentada

El copernicio es un transactínido muy radiactivo. El 285Cn es el isótopo más estable con un período radiactivo de 29 s. El 277Cn constituye el primer isótopo que fue sintetizado en 1996. El copernicio posee seis radioisótopos conocidos, del 277Cn al 285Cn y eventualmente dos isómeros nucleares. Su vida media podría ser de 5 a 9 minutos.

He aquí la tabla que muestra los isótopos más estables:

IsótopoANPeríodoMDEd en MeVPD
283Cn{syn.}4 s90% α   10% FS9,53 9,32 8,94 —279Ds   —
285Cn{syn.}29 sα9,15 9,03 ?281Ds

AN corresponde a la abundancia natural, MD es el modo de desintegración. Ed designa la energía de desintegración y PD representa el producto de desintegración.

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Experimentos en fase gaseosa

Se han llevado a cabo estudios sobre las propiedades químicas del copernicio, posiblemente debido a sus efectos relativistas particularmente sensibles entre los elementos del período 7. Con una configuración electrónica de [Rn] 5f14 6d10 7s2 en estado fundamental, figura en el grupo 12 de la tabla periódica. Es susceptible de comportarse como el mercurio formando compuestos binarios con metales nobles como el oro. Se han realizado pruebas a diferentes temperaturas, para identificar la entalpía de adsorción de sus átomos en superficies de oro. Dada la estabilización relativista de los electrones 7s, el copernicio muestra propiedades similares a un gas noble, particularmente el radón.

Para conocer las diferencias de calidad de adsorción entre el copernicio, el mercurio y el radón, se realizaron estudios. El primer experimento se efectuó mediante la reacción 238U (48Ca, 3n) 283Cn. La detección se basaba en los productos de fisión espontánea del isótopo con núcleo atómico inestable. El período radiactivo dura 5 minutos. El análisis de los datos permitió constatar que el copernicio era más volátil que el mercurio con propiedades de gas noble. Sin embargo, estos resultados crearon dudas sobre la síntesis del copernicio 283. Por consiguiente, a partir de la reacción 242Pu (48Ca, 3n) 287Fl, se efectuaron otros estudios. Demostraron que el copernicio 283 es el producto de desintegración del flerovio 287. Este experimento entonces evidenció la existencia de dos átomos de copernicio 283. Sus propiedades de adsorción mostraron que el copernicio y el oro forman débiles enlaces metal-metal. Este homólogo es también más ligero que el mercurio. Esto confirma la posición del copernicio en el grupo 12 de la tabla.

En abril de 2007, este experimento fue retomado y permitió descubrir tres nuevos átomos de copernicio. Sus propiedades de adsorción fueron confirmadas y afirman su posición como elemento más pesado del grupo 12. Gracias a estos experimentos, la temperatura de ebullición del copernicio ha sido evaluada en 84+112-108 °C. Así, este elemento sería un gas, en condiciones normales de presión y temperatura. Debido a su naturaleza altamente inestable, el copernicio actualmente no tiene ningún uso práctico y no tiene impacto significativo en la sociedad en general. Es principalmente estudiado por su contribución a la comprensión de la estructura atómica y de la física nuclear.

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