Neptunio.

Características e importancia.

Es un metal radioactivo, de color blanco plateado, obtenido artificialmente que existe en por lo menos tres formas cristalinas diferentes: alfa-neptunio, ortorrómbico, de densidad 20,25 g/cm³, beta-neptunio (por encima de los 280º C), tetragonal, de densidad (a 313º C) 19,36 g/cm³ y gamma-neptunio (por encima de los 577º C), cúbica, de densidad (a 600º C) 18,0 g/cm³.

En disolución presenta cuatro estados de oxidación: Np⁺³ (morado pálido), parecido al ión Pm⁺³, Np⁺⁴ (amarillo verdoso), NpO⁺ (verde azulado) y NpO⁺² (rosado). Estas últimas especies oxigenadas contrastan con las que forman los lantánidos que son iones simples de valencia +2, +3 y +4.

El elemento forma trihaluros como NpF₃, NpBr₃ y NpI₃, tetrahaluros como NpF₄ y NpCl₄ y óxidos de diversas composiciones tales como Np₃O₈ y NpO₂.

Se conocen los isótopos con números másicos entre 228 y 242. El más estable, ²³⁷Np, tiene una vida media superior a los 2 millones de años. Este isótopo tan duradero es el que se utiliza para los estudios sobre la reactividad química del elemento.

Reacciona en el oxígeno, libera hidrógeno por descomposición del vapor de agua y reacciona con los ácidos.

Impacto ambiental. Radioactivo.

Impacto económico. El ²³⁷Np se usa como componente en dispositivos de detección de neutrones.

Estado nativo. Puede producirse de forma natural mediante la captura de un neutrón por parte del ²³⁸U. En los minerales de uranio se encuentran trazas de neptunio, aunque se produce artificialmente como subproducto en los reactores nucleares.

Plutonio.

Características e importancia. Es un metal transuránido obtenido de forma artificial, de aspecto plateado aunque se vuelve ligeramente amarillo en contacto con el aire. El plutonio es cálido al tacto a causa de la energía emitida en su desintegración alfa, de forma que un trozo lo bastante grande emite calor suficiente como para hervir agua.

El metal presenta seis variedades alotrópicas con diversos tipos de estructuras cristalinas, cuyas densidades oscilan entre 16,00 y 19,86 g/cm³ y puede actuar con cuatro estados de oxidación.

En solución acuosa se han reconocido Pu⁺³ (azul), Pu⁺⁴ (amarillo parduzco), PuO⁺ (ligeramente rosado) y PuO⁺² (rosa anaranjado). El ión PuO⁺ es inestable en estas soluciones, transformándose en Pu⁺⁴ y PuO⁺². El Pu⁺⁴ formado oxida el PuO⁺ a PuO⁺², que a su vez se reduce a Pu⁺³. A causa de su alto poder de emisión de partículas alfa y por ser absorbido por la médula ósea, el plutonio, así como el resto de los transuránidos, si exceptuamos el neptunio, son venenos radiológicos y deben manejarse con muchas precauciones y equipo especial.

De igual forma hay que prevenir que se alcance la masa crítica, teniendo en cuenta que en el estado sólido ésta también depende de la forma y que en disolución se alcanza el estado crítico más facilmente que en el estado sólido. Se conocen los quince isótopos de números másicos comprendidos entre el 232 y el 246, siendo el más estable el ²⁴⁴ Pu que tiene una vida media de 80 millones de años.El metal se disuelve fácilmente en ácido clorhídrico concentrado, ácido yodhídrico y ácido perclórico. También reacciona con el vapor de agua, liberando hidrógeno.

Impacto ambiental. Radioactivo.

Impacto económico. Se usa como combustible nuclear para plantas de energía eléctrica y, desgraciadamente, para las armas nucleares. Un kilogramo es equivalente a unos 22 millones de kilovatios-hora. La detonación completa de un kilogramo de plutonio produce una explosión equivalente a 20.000 toneladas de explosivo químico.

Su importancia estriba en la propiedad de ser fácilmente fisionable con neutrones y su disponibilidad en cantidades considerables ya que la producción anual estimada ronda los 20.000 kg. El Pu-238 es una valiosa fuente de energía para vehículos espaciales, debido a su solidez. Se ha usado para sumunistrar energía a los vehículos lunares de la misión Apolo.

Estado nativo. En los minerales de uranio se encuentran trazas de plutonio, pero hoy pueden conseguirse cantidades relativamente grandes en reactores nucleares.

Americio.

Características e importancia. Es un elemento metálico radioactivo denso, de color blanco plateado (parecido al plomo) y maleable. El brillo del americio metálico recien preparado es blanco y más plateado que el del plutonio o el neptunio.

Es más maleable que el uranio o el neptunio y pierde su brillo lentamente en el aire seco a temperatura ambiente. Es bastante electropositivo y reacciona con el aire, vapor de agua y con los ácidos.

El americio debe manejarse con mucho cuidado para evitar la contaminación pues su poder alfa-emisor es tres veces superior al del radio. Obtenido artificialmente, su isótopo ²⁴³Am es el más estable con una vida media de unos 7.400 años.

Impacto ambiental. Radioactivo.

Impacto económico. El ²⁴³Am se usa como blanco en aceleradores de partículas o reactores nucleares para la producción de elementos sintéticos más pesados. El ²⁴¹Am se utiliza como fuente de radiación gamma para realizar las gammagrafías, pero una sobreexposición causa serios problemas. También se ha usado como controlador del espesor en la industria del vidrio plano y como fuente de disociación para los dispositivos detectores de humo.

Estado nativo. No existe en la naturaleza, es un elemento creado artificialmente.

Curio.

Características e importancia. Es un metal radioactivo, gris plateado, obtenido artificialmente, similar en propiedades al uranio, plutonio y americio. Se parece al gadolinio en algunos aspectos aunque su estructura cristalina es más compleja.

Se han obtenido los isótopos de números másicos entre 238 y 250, siendo todos ellos emisores de partículas a.

El curio reacciona con el oxígeno, con el vapor de agua y con los ácidos y es más electropositivo que el aluminio.

La mayoría de los compuestos trivalentes de curio son de color débilmente amarillo.

En 1950, Crane, Wallmann y Cunningham encontraron que la susceptibilidad magnética de muestras de CmF₃ era parecida a la del GdF₃ lo que hizo posible asignar la configuración electrónica al ión Cm⁺³. Este mismo equipo, un año más tarde, logró preparar por primera vez el curio en su forma elemental.

Hasta ahora se conocen catorce isótopos del curio.

Impacto ambiental. Radioactividad.

Impacto económico. Su uso principal está en conseguir otros actínidos. Los isótopos del curio, especialmente el Cm-244, son poco permeables a la radiación alfa y suelen usarse como blindaje en satélites y sondas espaciales no tripuladas.

El curio-242 se ha utilizado para bombardear el suelo de la Luna con partículas alfa porque la medida de la emisión alfa posterior del suelo proporciona información sobre el tipo y cantidad de muchos elementos químicos presentes.

El poder energético del ²⁴²Cm es superior al del ²³⁸Pu por lo que puede utilizarse también como combustible.

El curio absorbido por el organismo se acumula en el sistema óseo y destruye el mecanismo de formación de la pared celular, por lo que es un elemento que entraña serios peligros para la salud.

Estado nativo. La vida media del isótopo más estable, unos 16 millones de años, es muy corta comparada con la edad de la Tierra por lo que el curio primitivo, de haber existido, hace ya mucho tiempo que habría desaparecido.

Probablemente existan pequeñas cantidades de curio en los depósitos naturales de minerales de uranio como resultado de sucesivas capturas de neutrones y desintegraciones beta mantenidos por el bajo flujo de neutrones naturales presente en estos minerales. No obstante, nunca se ha detectado la presencia de curio natural.