O polônio é um elemento pesado produzido exclusivamente pelo processo r (captura rápida de nêutrons) durante eventos explosivos como supernovas ou fusões de estrelas de nêutrons. Devido aos seus isótopos radioativos e suas meias-vidas relativamente curtas (o mais longo, \(^{209}\mathrm{Po}\), tem uma meia-vida de apenas 125,2 anos), praticamente não existe polônio primordial no universo. Todo o polônio presente na formação do sistema solar já se desintegrou. O polônio encontrado na Terra hoje é, portanto, artificial ou resulta da desintegração do urânio e do tório nas cadeias radioativas naturais.
Vários isótopos do polônio aparecem como produtos intermediários nas quatro cadeias de desintegração radioativa primordiais:
Esses isótopos de vida muito curta são constantemente produzidos e desaparecem nos minerais contendo urânio e tório, contribuindo para a radioatividade natural. O \(^{210}\mathrm{Po}\) (Rádio F), com uma meia-vida de 138,376 dias, é o membro de vida mais longa da cadeia do urânio-238 e pode se acumular em quantidades mensuráveis.
O \(^{210}\mathrm{Po}\) é usado como traçador natural nas ciências da Terra. Produzido pela desintegração do radônio-222 (gás) na atmosfera, deposita-se nas superfícies terrestres e oceânicas. Sua relação com seu "pai" de vida mais longa, o \(^{210}\mathrm{Pb}\) (meia-vida 22,3 anos), permite datar sedimentos marinhos recentes (ao longo de algumas centenas de anos), estudar os processos de mistura oceânica, a bioprodutividade e o transporte de partículas na atmosfera.
O polônio foi nomeado por seus descobridores, Marie e Pierre Curie, em 1898, em homenagem à Polônia natal de Marie (então dividida entre o Império Russo, Áustria-Hungria e Prússia). Foi um ato patriótico e político, visando chamar a atenção para a causa da independência polonesa, já que o país não existia mais nos mapas. Foi o primeiro elemento nomeado em homenagem a um país.
Ao estudar a radioatividade da pechblenda (um minério de urânio), Marie Curie notou que esta era mais alta do que poderia ser explicada apenas pelo teor de urânio. Ela e seu marido Pierre empreenderam um trabalho titânico de purificação química de toneladas de minério. Em julho de 1898, anunciaram a descoberta de um novo elemento, que chamaram de polônio. Caracterizaram-no por sua intensa radioatividade e semelhança química com o bismuto. Alguns meses depois, descobririam o rádio, ainda mais radioativo. Essas descobertas lhes renderam o Prêmio Nobel de Física em 1903 (com Henri Becquerel).
Isolar o polônio em quantidades ponderáveis foi extremamente difícil devido à sua baixa abundância e alta radioatividade. Somente após muitos anos de processamento de minérios foram obtidas quantidades microscópicas de sais de polônio puro. A primeira observação do espectro do polônio foi feita em 1910. A produção em escala de gramas só se tornou possível com o desenvolvimento dos reatores nucleares.
Hoje, o polônio-210 é produzido artificialmente de duas maneiras principais:
A produção mundial é muito baixa, da ordem de algumas centenas de gramas por ano, principalmente na Rússia. Seu custo é extremamente alto (centenas de milhares de dólares por grama para o \(^{210}\mathrm{Po}\) de alta pureza), devido à complexidade de sua produção e separação, e aos riscos associados.
O polônio (símbolo Po, número atômico 84) é um metal de pós-transição, localizado no grupo 16 (grupo do oxigênio ou calcogênios) da tabela periódica, junto com o oxigênio, enxofre, selênio, telúrio e livermório. É o único elemento deste grupo que é um metal (à temperatura ambiente). Seu átomo possui 84 prótons e, dependendo do isótopo, de 122 a 136 nêutrons. O isótopo \(^{210}\mathrm{Po}\) tem 126 nêutrons. Sua configuração eletrônica é [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p⁴, com seis elétrons de valência (6s² 6p⁴).
O polônio é um metal cinza-prateado, mole, e quimicamente semelhante aos seus primos telúrio e bismuto.
Sua intensa radioatividade danifica rapidamente sua estrutura cristalina e causa autoirradiação.
O polônio funde a 254 °C (527 K) e ferve a 962 °C (1235 K). Seu calor de desintegração pode distorcer essas medições para amostras macroscópicas.
Quimicamente, o polônio é um metal bastante reativo, semelhante ao telúrio. Dissolve-se em ácidos para formar soluções de Po(IV) (rosa) e oxida-se facilmente no ar. Forma compostos nos estados de oxidação -2, +2, +4 e +6, sendo +4 o mais estável. Seus compostos são frequentemente coloridos (ex: PoCl₄ é amarelo, PoBr₄ é vermelho). No entanto, o estudo de sua química é extremamente difícil e perigoso devido à sua intensa radioatividade.
Densidade (α-Po): 9,32 g/cm³.
Ponto de fusão: 527 K (254 °C).
Ponto de ebulição: 1235 K (962 °C).
Estrutura cristalina (α): Cúbica simples (única entre os elementos).
Configuração eletrônica: [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p⁴.
Estado de oxidação principal: +4.
| Isótopo / Notação | Prótons (Z) | Nêutrons (N) | Massa atômica (u) | Abundância natural | Meia-vida / Modo de desintegração | Observações / Aplicações |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Polônio-208 — \(^{208}\mathrm{Po}\) | 84 | 124 | 207,981246 u | Traço (radiogênico) | 2,898 anos (α) | Isótopo de vida média, presente na cadeia do tório. Pode ser produzido artificialmente. |
| Polônio-209 — \(^{209}\mathrm{Po}\) | 84 | 125 | 208,982430 u | Traço (radiogênico) | 125,2 anos (α, 99,99%; CE, 0,001%) | Isótopo com a meia-vida natural mais longa. Produzido principalmente por desintegração α do \(^{213}\mathrm{Bi}\). |
| Polônio-210 — \(^{210}\mathrm{Po}\) | 84 | 126 | 209,982874 u | Traço (radiogênico) | 138,376 dias (α) | O isótopo mais importante e conhecido. Radioatividade alfa intensa (5,3 MeV). Usado em fontes antiestáticas, geradores termoelétricos e, infelizmente, como veneno. Produzido a partir de \(^{209}\mathrm{Bi}\) por irradiação neutrônica. |
N.B.:
Camadas eletrônicas: Como os elétrons estão organizados ao redor do núcleo.
O polônio possui 84 elétrons distribuídos em seis camadas eletrônicas. Sua configuração eletrônica [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p⁴ apresenta seis elétrons de valência na camada 6 (s² p⁴). Isso também pode ser escrito como: K(2) L(8) M(18) N(32) O(18) P(6), ou de forma completa: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹⁴ 5s² 5p⁶ 5d¹⁰ 6s² 6p⁴.
Camada K (n=1): 2 elétrons (1s²).
Camada L (n=2): 8 elétrons (2s² 2p⁶).
Camada M (n=3): 18 elétrons (3s² 3p⁶ 3d¹⁰).
Camada N (n=4): 32 elétrons (4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹⁴).
Camada O (n=5): 18 elétrons (5s² 5p⁶ 5d¹⁰).
Camada P (n=6): 6 elétrons (6s² 6p⁴).
O polônio possui 6 elétrons de valência (6s² 6p⁴). Sua química assemelha-se à do telúrio, mas com uma tendência mais acentuada aos estados de oxidação inferiores devido ao efeito do par inerte que começa a se manifestar. Os principais estados de oxidação são:
A química do polônio é pouco explorada devido aos perigos extremos associados à sua manipulação.
O polônio metálico oxida-se rapidamente no ar para formar dióxido de polônio (PoO₂), um sólido amarelo. Quando aquecido no ar, pode formar óxidos mistos.
Muito poucos compostos de polônio foram preparados e estudados em detalhe, sempre em quantidades mínimas e com precauções extremas.
Quando uma partícula alfa de alta energia (como a do \(^{210}\mathrm{Po}\)) atinge um núcleo de berílio-9, ocorre uma reação nuclear: \(^9\mathrm{Be} + \alpha \rightarrow \,^{12}\mathrm{C} + n\). Essa reação produz um nêutron. As fontes de polônio-berílio (Po-Be) eram, portanto, fontes portáteis de nêutrons, usadas:
No entanto, a curta meia-vida do \(^{210}\mathrm{Po}\) (138 dias) tornava essas fontes pouco práticas, exigindo substituição frequente. Elas foram amplamente substituídas por fontes que utilizam amerício-241 ou califórnio-252.
A desintegração intensa do \(^{210}\mathrm{Po}\) libera uma grande quantidade de calor (140 W/g). Esse calor pode ser convertido em eletricidade usando termopares (efeito Seebeck). O polônio-210 foi usado em alguns dos primeiros RTGs soviéticos para alimentar equipamentos em locais remotos (balizas, estações meteorológicas). No entanto, sua curta meia-vida resultava em uma rápida diminuição da potência. Para missões espaciais de longa duração, foi abandonado em favor do plutônio-238 (meia-vida de 87,7 anos).
O polônio-210 é uma das substâncias mais tóxicas conhecidas. Seu perigo decorre de vários fatores:
A dose letal mediana (DL50) para humanos por ingestão é estimada em apenas 1 micrograma (1 µg) de \(^{210}\mathrm{Po}\), ou seja, uma atividade de aproximadamente 11 GBq.
Os sintomas de envenenamento agudo (como no caso Litvinenko) aparecem após alguns dias e incluem:
Detecção difícil: O polônio-210 não emite radiação gama significativa (apenas um gama fraco a 803 keV em 0,001% das desintegrações). Sua detecção direta requer um contador alfa especial ou medição da radioatividade em excreções (urina, fezes). O diagnóstico costuma ser tardio.
Tratamento limitado: Não existe antídoto específico. O tratamento é sintomático (transfusões, fatores de crescimento, antibióticos) e visa eliminar o polônio:
O polônio-210 está presente naturalmente em traços em todos os lugares (solos, água, ar) devido às cadeias de desintegração. Concentrações mais altas são encontradas em minérios de urânio, fertilizantes fosfatados (que contêm urânio) e... a fumaça do tabaco. As plantas de tabaco absorvem o polônio presente nos solos e fertilizantes, e ele se concentra nas folhas. Fumar é, assim, uma fonte significativa de exposição interna ao \(^{210}\mathrm{Po}\) para os fumantes.
Devido à sua toxicidade extrema e potencial de uso malicioso, o polônio-210 está sujeito a controles internacionais muito rigorosos. É classificado como material radioativo de categoria 1 (o mais perigoso) pela Agência Internacional de Energia Atômica (AIEA). Seu comércio, transporte e uso são estreitamente monitorados. As instalações autorizadas a manipulá-lo devem cumprir normas de segurança e proteção nuclear excepcionalmente altas.
Os resíduos contendo polônio devem ser acondicionados de forma a garantir seu confinamento a muito longo prazo, dada sua meia-vida de 138 dias. Após alguns anos de armazenamento em recipientes adequados, a atividade diminui consideravelmente. Os resíduos são então gerenciados como outros resíduos radioativos de média atividade e vida curta.
As aplicações civis do polônio são hoje muito limitadas e em declínio, substituídas por outros radioisótopos mais seguros ou práticos (Am-241, Pu-238, Cf-252). Seu principal interesse permanece:
O polônio sempre estará associado ao gênio e à coragem de Marie Curie, bem como à sombra sinistra de sua toxicidade mortal.
O átomo em todas as suas formas: da intuição antiga à mecânica quântica 
Berílio (Be, Z = 4): um metal
raro com propriedades excepcionais 
