Cn · Elemento 112 · Metal de transição
Previsto para ser um líquido volátil — um metal que se comporta quase como um gás nobre.
Estrutura
Não é um diagrama de pontos em anéis — é uma amostra de Monte-Carlo da densidade de probabilidade real |ψ|² para cada subcamada ocupada. Arraste para rodar. O azul e o violeta indicam sinais opostos da função de onda, o que torna possível a ligação química.
Valores medidos
Cada barra mostra onde copernício se situa entre todos os 118 elementos para essa propriedade.
Fontes: massas atómicas padrão da IUPAC de 2021 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. Os valores marcados com ~ são previstos, e não medidos.
Tamanho, em escala
Raio de 247 pm — isso corresponde a 0,247 nm, portanto cerca de 2,02 milhões deles lado a lado cobririam um milímetro.
Faixa térmica
Copernício permanece líquido em uma faixa de 57 K, de 283 K a 340 K.
Onde está localizado
A história
Previsto para ser um líquido volátil — um metal que se comporta quase como um gás nobre.
O copernício foi sintetizado pela primeira vez em 1996 por uma equipe internacional de físicos nucleares liderada por Sigurd Hofmann no GSI Helmholtz Centre for Heavy Ion Research, em Darmstadt, Alemanha, usando o acelerador linear de iões pesados de última geração (UNILAC) e os sistemas de detecção e análise de partículas mais avançados disponíveis na época. A descoberta revolucionária envolveu bombardear alvos de chumbo-208 com iões de zinco-70 acelerados a energias extraordinariamente altas e precisamente controladas, criando com sucesso copernício-277 por meio de reações de fusão nuclear e detectando sua assinatura de decaimento radioativo altamente característica durante aproximadamente 0,24 milissegundos, usando equipamentos de detecção sofisticados. A equipe de pesquisa alemã empregou a tecnologia de detecção mais avançada disponível, incluindo detectores de posição de última geração, sistemas precisos de medição do tempo de voo, equipamentos avançados de análise de energia e algoritmos complexos de análise de dados baseados em computador para identificar átomos individuais de copernício por meio de suas cadeias de decaimento únicas e inequívocas e de suas características energéticas. Inicialmente, o elemento recebeu o nome provisório sistemático “ununbium” (que significa “um-um-dois” em latim), de acordo com as convenções de nomenclatura sistemática da União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC) estabelecidas para elementos superpesados recém-descobertos que aguardavam revisão científica completa e reconhecimento oficial. A equipe de pesquisa propôs o nome “copernicium” em homenagem ao astrônomo polonês revolucionário Nicolaus Copernicus, que transformou fundamentalmente nossa compreensão do universo ao propor o modelo heliocêntrico que colocava o Sol, e não a Terra, no centro do sistema solar, revolucionando a astronomia e a compreensão humana de nosso lugar no cosmos. A descoberta representou uma conquista extraordinária na física nuclear e na tecnologia de aceleradores, exigindo precisão sem precedentes na operação do acelerador, no controle do feixe de iões, na preparação e no posicionamento do alvo, na sincronização temporal e na metodologia de detecção para criar e identificar positivamente átomos que existiam por meras frações de segundo. A síntese bem-sucedida envolveu muitos anos de desenvolvimento tecnológico intensivo na física de aceleradores de iões pesados, em sistemas ultrassensíveis de detecção de partículas, em técnicas sofisticadas de aquisição e análise de dados e em métodos estatísticos avançados para identificar eventos nucleares extremamente raros em meio a sinais de fundo e ruído complexos. A IUPAC aprovou oficialmente o nome “copernicium” com o símbolo químico “Cn” em 2010, após uma revisão internacional abrangente das evidências experimentais, tentativas de verificação independente por outros grupos de pesquisa e confirmação minuciosa da validade científica e da reprodutibilidade da descoberta. A conquista demonstrou o avanço rápido e contínuo das capacidades de pesquisa sobre elementos superpesados e forneceu dados experimentais essenciais para testar as previsões teóricas mais avançadas sobre estabilidade nuclear, estrutura atômica, efeitos relativísticos e propriedades químicas nos extremos absolutos da tabela periódica.
Aplicações
O copernício, um elemento superpesado sintético de vida extremamente curta, com meia-vida medida em segundos, não tem aplicações práticas além da pesquisa em física nuclear fundamental e das investigações teóricas sobre os limites da estrutura atômica e da estabilidade nuclear. O elemento serve exclusivamente para ampliar a compreensão científica dos núcleos superpesados e fornecer dados experimentais essenciais para testar previsões teóricas sofisticadas sobre a chamada ilha de estabilidade, onde determinados elementos superpesados poderiam apresentar meias-vidas mais longas e propriedades potencialmente úteis. A pesquisa com copernício contribui significativamente para validar modelos avançados de camadas nucleares e compreender como protões e neutrões se organizam em núcleos atômicos muito pesados, nos limites absolutos da física nuclear. O elemento serve como um campo de testes crucial para os modelos teóricos mais sofisticados disponíveis, que tentam prever as propriedades químicas e físicas dos elementos superpesados por meio de cálculos complexos de mecânica quântica relativística e métodos computacionais avançados. A pesquisa sobre o copernício ajuda os cientistas a compreender como efeitos relativísticos profundos influenciam o comportamento atômico, as estruturas orbitais dos eletrões e as propriedades químicas à medida que os elementos se tornam cada vez mais pesados e os eletrões se movem a frações substanciais da velocidade da luz. As técnicas experimentais, os instrumentos e as metodologias desenvolvidos especificamente para criar e detectar copernício avançaram significativamente a tecnologia da física nuclear e contribuíram para grandes melhorias nos sistemas de aceleradores de partículas, nos equipamentos de detecção e nos métodos de análise de dados. Os estudos sobre o copernício fornecem dados inestimáveis para compreender os processos de nucleossíntese estelar e como os elementos mais pesados do universo se formam durante os eventos astrofísicos mais extremos, como fusões de estrelas de neutrões, supernovas e outros fenômenos cósmicos de alta energia. A pesquisa sobre o elemento contribui substancialmente para formar a próxima geração de físicos nucleares e desenvolver metodologias experimentais revolucionárias para estudar fenômenos nucleares raros nas fronteiras absolutas da capacidade científica e tecnológica atual. Embora o próprio copernício não tenha aplicações práticas concebíveis, a pesquisa fundamental que ele possibilita amplia significativamente nossa compreensão dos processos nucleares subjacentes a muitas tecnologias de importância crítica na medicina nuclear, na geração de energia nuclear, na ciência dos materiais e nas aplicações da física quântica.
O copernício não tem absolutamente nenhuma aplicação na vida cotidiana, na indústria, no comércio, na tecnologia ou em qualquer área prática, devido à sua meia-vida extremamente curta de aproximadamente 28 segundos e ao fato de que apenas átomos individuais podem ser produzidos usando as instalações de aceleradores de partículas mais avançadas disponíveis em qualquer lugar do mundo. O elemento é usado exclusivamente nas pesquisas de física nuclear mais avançadas, realizadas em um número muito pequeno de grandes laboratórios internacionais equipados com os aceleradores de iões pesados e os sistemas de detecção ultrassensíveis mais sofisticados disponíveis para a ciência moderna. As instituições de pesquisa estudam o copernício para explorar as questões mais fundamentais sobre os limites teóricos da estrutura atômica, da estabilidade nuclear e do número máximo absoluto de protões que pode ser contido em um único núcleo atômico sob quaisquer condições concebíveis. Os físicos nucleares usam o copernício como referência essencial para testar e validar rigorosamente os modelos teóricos e métodos computacionais mais avançados que preveem o comportamento, as propriedades e as características químicas dos elementos superpesados nos extremos da tabela periódica. O elemento serve como um campo de testes experimental crítico para os métodos mais sofisticados de química computacional disponíveis, que tentam prever propriedades químicas, comportamento atômico e características físicas por meio de cálculos extraordinariamente complexos de mecânica quântica relativística, em vez de medições experimentais diretas. Programas educacionais de física nuclear avançada e química teórica usam o copernício como um exemplo de destaque da pesquisa de ponta sobre os aspectos mais fundamentais da matéria e da busca científica contínua para compreender a estrutura atômica em seus limites teóricos e práticos absolutos. Bancos de dados científicos, publicações de pesquisa e materiais de referência mantêm os registros mais completos possíveis das propriedades do copernício para garantir a documentação integral de todos os elementos químicos conhecidos, incluindo aqueles que existem apenas brevemente sob as condições laboratoriais mais especializadas e controladas. Colaborações científicas internacionais estudam o copernício para ampliar a compreensão global da física dos elementos superpesados e promover níveis sem precedentes de compartilhamento de conhecimento e cooperação na pesquisa nuclear, nas fronteiras absolutas da capacidade e da compreensão científica humanas. O estudo do elemento contribui significativamente para desenvolver novas técnicas experimentais e instrumentos revolucionários destinados a detectar e analisar eventos nucleares extremamente raros e espécies nucleares efêmeras que existem por apenas alguns segundos sob condições altamente controladas.
De onde vem
0 mg/kg da crosta terrestre · mais abundante do que 0% dos elementos
O copernício não ocorre naturalmente em nenhum lugar do universo sob quaisquer condições físicas atualmente conhecidas ou teoricamente previstas e só pode ser criado artificialmente por meio de reações de fusão nuclear extraordinariamente complexas e precisamente controladas, usando as instalações de aceleradores de partículas mais avançadas e potentes disponíveis na Terra. O elemento é sintetizado bombardeando núcleos-alvo extremamente pesados com núcleos-projéteis mais leves cuidadosamente selecionados, acelerados a energias enormes e precisamente controladas, normalmente usando projéteis de zinco-70 e alvos de chumbo-208 para criar copernício-277 por meio de processos de fusão nuclear meticulosamente controlados que exigem precisão extraordinária. A produção requer os aceleradores de iões pesados mais sofisticados e potentes existentes, capazes de acelerar iões a energias exatas enquanto mantêm precisão sem precedentes no foco do feixe, no posicionamento do alvo, na sincronização temporal, na detecção de partículas e nos sistemas de aquisição de dados que operam nos limites da tecnologia atual. Mesmo utilizando a tecnologia de aceleradores mais avançada disponível para a ciência moderna e sendo operados pelas equipes científicas mais qualificadas, só podem ser produzidos átomos individuais de copernício durante longos períodos de operação intensiva, e esses átomos decaem por processos radioativos complexos segundos a minutos após sua criação. O isótopo conhecido mais estável, o copernício-285, tem uma meia-vida de aproximadamente 28 segundos em condições laboratoriais, enquanto outros isótopos conhecidos decaem significativamente mais rápido, alguns em milissegundos após sua formação na câmara-alvo do acelerador. A produção do elemento está restrita a talvez duas ou três instalações de pesquisa especializadas em todo o mundo, incluindo a GSI na Alemanha e o RIKEN no Japão, instituições que possuem as extraordinárias capacidades tecnológicas, conhecimentos especializados e recursos necessários para a pesquisa de síntese de elementos superpesados. A natureza totalmente sintética do copernício significa que ele não tem ocorrência geológica em nenhum lugar da Terra ou de outros corpos planetários, nenhuma presença ambiental sob quaisquer condições naturais e nenhum processo de formação natural em qualquer lugar do universo conhecido segundo as leis físicas e as condições cósmicas atuais. Toda pesquisa sobre copernício deve ser realizada com átomos individuais ou números extremamente pequenos de átomos detectados por meio de suas assinaturas de decaimento radioativo altamente características e únicas, exigindo os equipamentos de detecção mais sensíveis, sofisticados e avançados disponíveis para a pesquisa moderna em física nuclear. A quantidade total de copernício já criada pela humanidade ao longo de toda a história da pesquisa em física nuclear seria pequena demais para ser detectada por quaisquer técnicas de medição convencionais, representando talvez menos de algumas dezenas de átomos produzidos ao longo de décadas de esforços intensivos de pesquisa internacional envolvendo as instalações e os conhecimentos científicos mais avançados disponíveis.
Manuseio
Copernício é radioativo. Não possui isótopo estável — todo núcleo decai. O manuseio requer blindagem e licenciamento adequados.
O copernício apresenta os perigos radiológicos mais extremos e abrangentes encontrados em qualquer área da pesquisa em física nuclear, devido à sua radioatividade intensa, às características de meia-vida curta e aos processos nucleares de energia extraordinariamente alta necessários para sua produção, detecção, análise e estudo em condições laboratoriais controladas. As principais preocupações de segurança envolvem não os próprios átomos individuais de copernício, que existem em quantidades desprezíveis por períodos extremamente breves, mas os campos de radiação incrivelmente intensos, complexos e multifacetados gerados durante os processos de síntese e a cascata complexa de produtos de decaimento altamente radioativos formados à medida que o elemento passa por transformações radioativas sucessivas por múltiplas vias de decaimento. O pessoal que trabalha na pesquisa sobre copernício deve utilizar os sistemas de monitoramento de radiação mais abrangentes, avançados e sofisticados disponíveis para a ciência nuclear moderna e seguir os protocolos de segurança mais rigorosos, detalhados e rigorosamente aplicados já desenvolvidos para a pesquisa em física nuclear, especificamente concebidos e continuamente atualizados para minimizar a exposição à radiação gama de alta energia, ao fluxo de neutrões, às partículas alfa, à radiação beta e à possível contaminação radioativa proveniente de múltiplas fontes. As instalações de pesquisa devem estar equipadas com várias camadas redundantes dos sistemas de blindagem contra radiação mais sofisticados e eficazes possíveis, incorporando materiais densos cuidadosamente selecionados, como chumbo, tungsténio, urânio empobrecido, polietileno borado e materiais compósitos especializados para absorção de neutrões, a fim de proteger os trabalhadores do ambiente de radiação intenso, multiespectral e complexo criado durante a pesquisa de elementos superpesados. O ambiente de trabalho requer monitoramento contínuo e em tempo real usando vários sistemas independentes e redundantes de detecção de radiação, com intertravamentos automáticos avançados de segurança e recursos de resposta a emergências capazes de interromper instantaneamente todas as operações, isolar áreas contaminadas e ativar protocolos de emergência se os níveis de radiação excederem qualquer limite de segurança predeterminado ou se qualquer sistema de segurança indicar condições potencialmente perigosas. Todo o pessoal deve concluir com êxito programas de treinamento especializados, extensos, abrangentes e atualizados regularmente, abrangendo princípios avançados de segurança radiológica, procedimentos de resposta a emergências, perigos da física nuclear, riscos específicos dos elementos superpesados, protocolos de segurança específicos da instalação e os desafios particulares de segurança associados à pesquisa sobre copernício, antes de receber acesso a essas instalações altamente restritas e cuidadosamente controladas. As características de decaimento do copernício fazem com que ele sofra decaimento radioativo por múltiplas vias e mecanismos complexos, criando uma mistura intrincada e em constante mudança de produtos-filhos altamente radioativos, com diferentes modos de decaimento, tipos de radiação, espectros de energia e meias-vidas, cada um exigindo procedimentos específicos e cuidadosamente concebidos de contenção, monitoramento e segurança, adaptados aos seus perfis individuais de risco.
Respostas rápidas
Copernício (símbolo Cn) é o elemento 112 da tabela periódica, um metal de transição do período 7, grupo 12. Previsto para ser um líquido volátil — um metal que se comporta quase como um gás nobre. À temperatura ambiente, espera-se que seja um líquido e que seja radioativo.
[Rn] 5f¹⁴ 6d¹⁰ 7s², resultando em 7 camadas ocupadas com a distribuição 2, 8, 18, 32, 32, 18, 2.Nenhuma amostra de Copernício jamais foi condensada, portanto ambos os valores são calculados, e não medidos: prevê-se que derreta a 283 K (9.9 °C) e entre em ebulição a 340 K (66.9 °C). Ele derrete em uma sala aquecida ou na palma da sua mão.
Copernício não tem isótopo estável, portanto não possui massa atômica padrão. O valor informado, 285, é o número de massa de seu isótopo conhecido de vida mais longa.
Prevê-se que Copernício tenha densidade de aproximadamente 23.7 g/cm³, embora nunca tenha sido produzida uma amostra grande o suficiente para ser pesada. Para comparação, a água tem 1.0 g/cm³.
Copernício foi descoberto em 1996 por GSI Darmstadt. Recebe esse nome em homenagem a nicolaus Copernicus.
Copernício não ocorre naturalmente na Terra em quantidade significativa — é produzido em um reator ou acelerador.
Sim. Copernício não tem nenhum isótopo estável — cada um de seus núcleos decai. Não ocorre em quantidades utilizáveis na natureza e deve ser sintetizado.