Come dice il nome, gli elementi transuranici sono quelli che hanno un numero atomico maggiore del numero atomico dell'uranio, cioè maggiore di 92 e, quindi, viene dopo questo elemento nella Tavola Periodica.
L'ottenimento e la scoperta di questi elementi in laboratorio sono dovuti a esperimenti effettuati con il bombardamento con particelle provenienti da nuclei atomici stabili, da elementi che non sono naturalmente radioattivo Quindi, subiscono la trasmutazione e si trasformano in altri elementi.
I primi tentativi di produrre elementi diversi dall'uranio furono fatti da Fermi, Segrè e collaboratori nel 1934, attingendo al lavoro di Irene Curie e Frederic Joliot sulla radioattività artificiale attraverso il bombardamento di nuclei.
Tuttavia, fu solo nel 1940 che ciò fu fatto per la prima volta da Edwin M. McMillan e Philip H. Abelson. Hanno bombardato il nucleo di uranio-238 con un raggio di neutroni; e il risultato è stato il ottenendo il primo elemento transuranico, il netunio (Np), con numero atomico 93:
92238U + 01n → 93239Np + -10β
In questo caso i neutroni non hanno carica, quindi il loro bombardamento avviene più facilmente, non essendo respinti dal nucleo, che è carico positivamente. Tuttavia, man mano che si approfondiva la ricerca per ottenere elementi transuranici, altre particelle (come particelle alfa, deuteroni e protoni) vennero usati come proiettili in questi bombardamenti. Ma poiché hanno una carica positiva, è necessario utilizzare un acceleratore di particelle, che aumenta la loro velocità per rompere le forze di repulsione con il nucleo.
Pertanto, con l'aiuto di acceleratori di particelle, è stato possibile produrre diversi elementi artificiali con numeri atomici più elevati. Nello stesso anno 1940 fu prodotto un altro elemento transuranico, il plutonio (Pu), di numero atomico 94, secondo le seguenti reazioni:
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12H+ 92238U → 93239Np + 2 01no
93239Np → 94238pu + -10β
Gli altri elementi transuranici scoperti furono: americio (Am), curio (Cm), berkelio (Bk), californio (Cf), einsteinio (Es) e fermio (Fm). E nel tempo ce ne sono stati altri. La tabella seguente mostra i loro numeri atomici e le reazioni dei loro risultati:
Tuttavia, la determinazione delle proprietà di questi elementi è molto difficile, in quanto sono ottenuti in piccole quantità e anche presenti grande instabilità nucleare, in rapido decadimento maggiore è il suo numero atomico.
Uno scienziato che eccelleva in questo campo era Glenn T. Seaborg, che dirigeva la sezione che lavorava con gli elementi transuranici all'interno del Progetto Manhattan (responsabile dello sviluppo della bomba atomica). Fu lui che isolò e scoprì il plutonio, insieme a E. m. Mc Millan, J. W. Kennedy e A.. Wahl. Più tardi, scoprì anche altri quattro elementi transuranici e fu anche coinvolto nella scoperta di altri cinque.
Glenn Seaborg, nel 1944, propose l'ipotesi che elementi con numero atomico superiore all'attinio (Z = 89) formassero una nuova serie simile ai lantanidi. Ciò ha permesso di spiegare le proprietà chimiche di elementi sia già identificati che non identificati. Così, nel 1945, pubblicò la prima Tavola Periodica che conteneva gli elementi appena scoperti.
Posizione degli elementi transuranici nella tavola periodica
Per il suo lavoro in questo campo ricevette il Premio Nobel per la Chimica nel 1951, insieme al fisico Edwin M. McMillan, sopra citato. In suo onore, nel 1997, è stato nominato l'elemento artificiale di numero atomico 106 mareborgio.
di Jennifer Fogaça
Laureato in Chimica
