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10 de Marzo de 2021
Química

Química con el einstenio

El elemento químico nombrado en honor a Einstein solo puede ser investigado con un esfuerzo enorme. Un grupo estadounidense lo ha conseguido pese a la pandemia.

Parte del grupo que ha estudiado el einstenio [Marylin Sargent / Berkeley Lab].

Imagínese que tiene que investigar uno de los elementos químicos más extremos del planeta, y que tiene que hacerlo entre cierres y confinamientos. Algo parecido es lo que han vivido Rebecca J. Abergel, del Laboratorio Nacional Lawrence en Berkeley, y sus colaboradores. Habían planeado una gran serie de investigaciones con el einstenio, raro elemento transuránico. Y en esas, cuando no habían terminado sus trabajos, vino la pandemia.

El einstenio es muy radiactivo y solo se puede producir con muchísimo esfuerzo. Fue descubierto en 1952, en las cenizas nucleares de la explosión de la primera bomba de hidrógeno, Ivy Mike, en el atolón de Eniwetok. Los científicos estadounidenses encontraron entonces trazas de un elemento con 99 protones en su núcleo; le dieron nombre en honor de Einstein, pese a que este no tuvo que nada que ver con el hallazgo y se oponía a las pruebas de armas nucleares.

Ni siquiera hoy en día se sabe mucho de einstenio. Pero al contrario de lo que ocurre con sus hermanos más pesados en el borde del sistema periódico (el fermio, el mendelevio, el nobelio, el lawrencio), con él se tiene al menos la posibilidad de investigar detalladamente. Con mucho empeño es posible producir algunos cientos de milmillonésimas de gramo del isótopo 254 del einstenio y, gracias a su semivida de 276 días, estudiarlo a fondo.

En la práctica, sin embargo, todo resulta mucho más arduo, como padecieron Abergel y sus colaboradores en 2020, en parte por la epidemia. La muestra se creó disparando por medio de un reactor nuclear del Laboratorio Nacional de Oak Ridge neutrones sobre otro transuránico más fácil de obtener que el einsteinio, el curio. Los núcleos atómicos de este elemento se transformaban así, tras una larga cadena de reacciones, en einstenio. Al final, el grupo contó de este modo con 250 milmillonésimas de gramo de esta sustancia, solo que contaminada con californio, el vecino inmediato en el sistema periódico del einstenio, con un protón menos que este, lo que dificultó mucho las cosas. Solo gracias a un procedimiento ideado por sus colegas del Laboratorio de Los Álamos, el famoso laboratorio de los orígenes de las armas nucleares, pudieron emprender sus investigaciones.

Por desgracia, la pandemia dio lugar a varios cierres durante los cuales se desintegró buena parte de la muestra, dice Abergel en un comunicado de prensa.

Con todo, tal y como explican en Nature, lograron su objetivo: hacer química con el einstenio (no es que no se hubiese hecho antes, aunque limitadamente, por lo que han podido añadir nuevos conocimientos). Lo ligaron a una molécula orgánica que lo envuelve y establece múltiples enlaces con él; el einstenio se sitúa en el centro del complejo así formado. Determinaron entonces para el transuránico la propiedad conocida como longitud de enlace y su estado de oxidación, que vieron que era +3. Estudiaron el espectro de su luminiscencia. El ligando actuaba para él como antena que le transmitía energía. Esto lo «sensibilizaba»: adquiría ese tipo de emisión de luz. Observaron que las características de esta luminiscencia eran diferentes de las de la luminiscencia de otros actínidos (los elementos pesados que forman la última fila del sistema periódico), también transuránicos y con la misma oxidación, como el americio y el curio.

Robert Gast

Referencia: «Structural and spectroscopic characterization of an einsteinium complex», de Korey P. Carter et al., en Nature 590pages 8588(2021).

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