Antes da química ser uma ciência, havia alquimia. Uma das missões supremas dos alquimistas era transmutar (transformar) chumbo em ouro.
Conduzir (número atômico 82) e ouro (número atômico 79) são definidos como elementos pelo número de prótons que possuem. Alterar o elemento requer a alteração do número atômico (próton). O número de prótons em um elemento não pode ser alterado por nenhum meio químico. No entanto, a física pode ser usada para adicionar ou remover prótons e, assim, transformar um elemento em outro. Como o chumbo é estável, forçá-lo a liberar três prótons requer uma vasta entrada de energia, tanto que o custo de transmutá-lo supera muito o valor de qualquer ouro resultante.
História
A transmutação de chumbo em ouro não é apenas teoricamente possível - foi alcançada! Foi relatado que Glenn Seaborg, Prêmio Nobel de Química de 1951, conseguiu transmutar um minuto quantidade de chumbo (embora ele possa ter começado com bismuto, outro metal estável geralmente substitui o chumbo) para dentro
ouro em 1980. Um relatório anterior (1972) detalha uma descoberta acidental por físicos soviéticos em uma instalação de pesquisa nuclear perto do lago Baikal, na Sibéria, de uma reação que transformou a blindagem de chumbo de um reator experimental em ouro.Transmutação Hoje
Hoje, aceleradores de partículas transmutam rotineiramente elementos. Uma partícula carregada é acelerada usando campos elétricos e magnéticos. Em um acelerador linear, as partículas carregadas flutuam através de uma série de tubos carregados, separados por intervalos. Toda vez que a partícula surge entre as lacunas, ela é acelerada pela diferença de potencial entre segmentos adjacentes.
Em um acelerador circular, os campos magnéticos aceleram partículas se movendo em caminhos circulares. Em qualquer um dos casos, a partícula acelerada afeta um material alvo, potencialmente derrubando prótons ou nêutrons livres e criando um novo elemento ou isótopo. Reatores nucleares também podem ser usados para criar elementos, embora as condições sejam menos controladas.
Na natureza, novos elementos são criados pela adição de prótons e nêutrons aos átomos de hidrogênio no núcleo de uma estrela, produzindo elementos cada vez mais pesados, até o ferro (número atômico 26). Esse processo é chamado de nucleossíntese. Elementos mais pesados que o ferro são formados na explosão estelar de uma supernova. Em uma supernova, o ouro pode ser transformado em chumbo - mas não o contrário.
Embora nunca possa ser comum transmutar chumbo em ouro, é prático obter ouro de minérios de chumbo. Os minerais galena (sulfeto de chumbo, PbS), cerussita (carbonato de chumbo, PbCO3) e anglesita (sulfato de chumbo, PbSO4) geralmente contêm zinco, ouro, prata e outros metais. Uma vez pulverizado o minério, as técnicas químicas são suficientes para separar o ouro do chumbo. O resultado é quase alquimia.