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Actinídeos


  Bioquímica

Algumas substÔncias cujos ßtomos pertencem ao grupo dos actinÝdeos sÒo essenciais ao processo de obtenþÒo da energia at¶mica. O combustÝvel que se utiliza nas centrais nucleares como produto da fissÒo Ú basicamente constituÝdo de urÔnio 235 e plut¶nio 239.

Os actinÝdeos comp§em a sÚrie de elementos quÝmicos de estrutura semelhante Ó do actÝnio, ao qual se seguem na tabela peri¾dica. O grupo Ú formado pelos elementos naturais actÝnio, t¾rio, protactÝnio e urÔnio, mais os chamados elementos transurÔnicos -- net·nio, plut¶nio, amerÝcio, c·rio, berquÚlio, calif¾rnio, einstÛinio, fÚrmio, mendelÚvio, nobÚlio e laurÛncio, obtidos por meio de processos radioativos.


Estado natural e propriedades

Somente o urÔnio, o t¾rio, e, em menor proporþÒo o actÝnio e o protactÝnio, sÒo encontrados na natureza. Os demais actinÝdeos nÒo se encontram em estado natural devido a sua grande instabilidade. Conseq³entemente, sua existÛncia se deve a experimentos realizados com aceleradores de alta energia, que conseguem romper os n·cleos dos ßtomos mais leves.

As caracterÝsticas quÝmicas de um elemento se definem pelo n·mero de elÚtrons da ¾rbita mais externa. A tabela peri¾dica mostra que os n·meros at¶micos aumentam de um em um, o que indica que cada elemento possui um pr¾ton e um elÚtron a mais que o elemento precedente. Esse elÚtron se integra Ó ¾rbita mais externa e confere ao elemento caracterÝsticas quÝmicas diferentes das do elemento que o antecede.

╔ nisso justamente que reside a peculiaridade dos actinÝdeos: os novos elÚtrons se integram a ¾rbitas profundas, mantendo a mais externa invarißvel. Desse fen¶meno nasce a grande afinidade entre as propriedades quÝmicas da sÚrie. O mesmo ocorre no grupo dos lantanÝdeos, ou terras raras, que Ú outro conjunto de elementos estreitamente vinculados aos actinÝdeos, devido a suas similaridades e Ó configuraþÒo semelhante da camada externa de elÚtrons.

Os actinÝdeos possuem sete camadas ou ¾rbitas. As cargas negativas que aumentam de quantidade Ó medida que cresce o n·mero at¶mico integram-se Ó quinta ¾rbita. Os lantanÝdeos, por sua vez, possuem seis camadas e os novos elÚtrons se localizam na quarta ¾rbita. Essa relaþÒo Ú importante para os pesquisadores, porque permite atribuir aos actinÝdeos propriedades descobertas pelo estudo dos lantanÝdeos, mais estßveis e mais freq³entemente encontrados em estado livre.

A principal diferenþa entre os dois grupos de elementos estß em seu n·mero de oxidaþÒo, que determina a quantidade de elÚtrons que cada um deles pode aceitar ou ceder ao combinar-se com outros elementos. Quase todos os lantanÝdeos tÛm n·mero de oxidaþÒo +3, o que significa que podem aceitar trÛs elÚtrons. Os actinÝdeos tÛm n·mero de oxidaþÒo varißvel entre +3 e +7. Como possuem mais ¾rbitas, os elÚtrons adquiridos se situam na quinta delas, enquanto que nos lantanÝdeos os novos elÚtrons se localizam na quarta ¾rbita. Esse fen¶meno determina comportamentos quÝmicos diferentes, pois os elÚtrons que permanecem mais distantes do n·cleo sofrem uma atraþÒo menor por parte das cargas positivas, fazendo com que os actinÝdeos participem de reaþ§es quÝmicas com maior facilidade que os lantanÝdeos.


Radioatividade dos actinÝdeos

Todos os actinÝdeos sÒo radioativos, ou seja, emitem radiaþ§es de modo espontÔneo e se desintegram para formar elementos mais estßveis, de menor peso e n·meros at¶micos menores. Em termos gerais, sÒo radioativos todos os elementos de n·mero at¶mico maior que 83 (n·mero do bismuto).

Existem trÛs tipos principais de radiaþ§es: os raios beta, que consistem em elÚtrons; os raios alfa, que sÒo pares de pr¾tons e nÛutrons unidos em um n·cleo de hÚlio; e os raios gama, de natureza ondulat¾ria eletromagnÚtica. Quanto mais instßvel um elemento, ou seja, quanto maior o seu n·mero at¶mico, mais freq³ente serß sua emissÒo de radiaþÒo e, portanto, mais rßpida sua desintegraþÒo. Chama-se "meia-vida" o tempo necessßrio para que a carga radioativa do elemento se reduza Ó metade. Seu valor varia de milhares de anos a poucos segundos.

A desintegraþÒo radioativa Ú o fen¶meno responsßvel pelo fato de que a maior parte dos actinÝdeos nÒo sejam encontrados em estado natural. O t¾rio e o urÔnio existem na natureza porque sÒo produtos da desintegraþÒo dos elementos transurÔnicos, alÚm de terem meias-vidas relativamente longas. A grande quantidade de calor gerada pela desintegraþÒo Ú o fundamento sobre o qual se ap¾ia o aproveitamento da energia nuclear.


ActinÝdeos e energia nuclear

Denominam-se is¾topos os elementos que apresentam o mesmo n·mero de elÚtrons e pr¾tons, mas n·meros diferentes de nÛutrons em relaþÒo Ó configuraþÒo normal do ßtomo. Os is¾topos dos actinÝdeos apresentam uma acentuada tendÛncia a capturar nÛutrons e adquirir assim uma configuraþÒo estßvel. Submetidos Ó aþÒo de partÝculas energÚticas, os n·cleos dos is¾topos de urÔnio ou plut¶nio, por exemplo, se desintegram e liberam grande quantidade de energia. No processo se desprendem outros nÛutrons, que vÒo atingir o n·cleo de novos ßtomos, os quais por sua vez se desintegram. Esse Ú o princÝpio da reaþÒo em cadeia, fundamento dos reatores nucleares e da bomba at¶mica.

AlÚm dos elementos actÝnio, t¾rio, urÔnio e plut¶nio, cuja importÔncia no campo da energia nuclear Ú essencial, cabe destacar as aplicaþ§es dos transurÔnicos. Assim, por exemplo, o is¾topo 241 do amerÝcio, no qual predomina a radiaþÒo gama, Ú usado em diferentes sistemas de mediþÒo industrial e no diagn¾stico radiol¾gico dos dist·rbios da tireoide. Outro elemento transurÔnico de variada aplicaþÒo, em funþÒo de sua radioatividade especÝfica, Ú o is¾topo 252 do calif¾rnio. Esse elemento Ú uma notßvel fonte de nÛutrons para a tecnologia nuclear e se aplica tambÚm Ó prospecþÒo de minerais e Ó localizaþÒo de lenþ¾is de petr¾leo.


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