Tabela Periódica será corrigida pela primeira vez na história

[Textile Industry]

Fonte:|inovacaotecnologica.com.br|

Pesos atômicos deixam de ser constantes da natureza, e passarão a ser expressos em intervalos, com limites superiores e inferiores.[Imagem: Coplen/Holden]

Mudanças nos pesos atômicos

Pela primeira vez na história, os pesos atômicos de alguns elementos da Tabela Periódica serão alterados.

A nova Tabela Periódica, descrita em um relatório científico que acaba de ser divulgado, irá expressar os pesos atômicos de 10 elementos de uma forma diferente, para refletir com mais precisão como esses elementos são encontrados na natureza.

Os elementos que terão seus pesos atômicos alterados são: hidrogênio, lítio, boro, carbono, nitrogênio, oxigênio, silício, cloro, enxofre e tálio.

"Por mais de 150 anos os estudantes aprenderam a usar os pesos atômicos padrão - um valor único - encontrados na orelha dos livros didáticos de química e na Tabela Periódica dos elementos," comenta o Dr. Michael Wieser, da Universidade de Calgary, no Canadá e membro da IUPAC (União Internacional de Química Pura e Aplicada).

Contudo, explica ele, conforme a tecnologia foi evoluindo, os cientistas descobriram que aqueles números tão bem decorados não são tão estáticos quanto se acreditava anteriormente.

Ciência, indústria e esportes

As modernas técnicas analíticas conseguem medir o peso atômico de vários elementos com altíssima precisão.

E essas pequenas variações no peso atômico de um elemento são importantes não apenas nas pesquisas científicas, mas também em outras atividades práticas.

Por exemplo, medições precisas da abundância dos isótopos de carbono podem ser usadas para determinar a pureza e a origem de alimentos como a baunilha ou o mel.

Medições dos isótopos de nitrogênio, cloro e outros são utilizadas para a detecção de poluentes em rios e águas subterrâneas.

Nas investigações de doping nos esportes, a testosterona, que melhora o desempenho dos atletas, pode ser identificada no corpo humano porque o peso atômico do carbono na testosterona humana natural é maior do que na testosterona farmacêutica.

Pesos atômicos como intervalos

Os pesos atômicos destes 10 elementos agora serão expressos em intervalos, com limites superiores e inferiores.

Por exemplo, o enxofre é conhecido por ter um peso atômico de 32,065. No entanto, o seu peso atômico real pode estar em qualquer lugar no intervalo entre 32,059 e 32,076, dependendo de onde o elemento é encontrado.

"Em outras palavras, o peso atômico pode ser utilizado para identificar a origem e a história de um determinado elemento na natureza," afirma Wieser.

Elementos com apenas um isótopo estável não apresentam variações em seu peso atômico. Por exemplo, o peso atômico padrão do flúor, alumínio, sódio e ouro são constantes, e seus valores são conhecidos com uma precisão acima de seis casas decimais.

E agora, professor?

"Embora esta mudança ofereça benefícios significativos na compreensão da química, pode-se imaginar o desafio para os professores e estudantes, que terão que escolher um único valor de um intervalo ao fazer cálculos de química," diz a Dra Fabienne Meyers, diretor adjunto do IUPAC.

"Nós esperamos que os químicos e os educadores tomem este desafio como uma oportunidade única para incentivar o interesse dos jovens em química e gerar entusiasmo para o futuro criativo da química," afirma Meyers.

O trabalho que embasou a primeira correção já feita na Tabela Periódica durou de 1985 a 2010. A mudança vai coincidir com o Ano Internacional da Química, que será celebrado em 2011.

Considerada um dos maiores feitos científicos de todos os tempos, a tradicional Tabela Periódica tem sofrido "ataques" de várias frentes de pesquisa, conforme o conhecimento científico avança:

Descoberta antimatéria que cria nova tabela periódica

Agência Fapesp - 05/03/2010

Utilizando o colisor RHIC, os cientistas observaram um núcleo que está fora do espaço biparamétrico da tabela periódica. Portanto, antimatéria. [Imagem: Star]

Um grupo internacional de cientistas, com participação brasileira, conseguiu a primeira evidência experimental de que núcleos atômicos compostos de antimatéria podem ser produzidos pela colisão de íons de ouro em alta energia.

A capacidade para formar em abundância essas partículas exóticas, segundo os autores, poderá ser fundamental para por a prova aspectos fundamentais da física nuclear, da astrofísica e da cosmologia.

Produção de antimatéria

O experimento, realizado pela Colaboração Star - que reúne 584 cientistas de 54 instituições em 12 países diferentes - foi produzido no Colisor Relativístico de Íons Pesados (RHIC, na sigla em inglês), localizado nos Estados Unidos.

Segundo Alejandro Szanto Toledo, físico da USP e coautor do estudo, o artigo descreveu a primeira observação da formação de um anti-hipernúcleo.

De acordo com Toledo, uma colisão de íons pesados em alta energia, como a que foi produzida no RHIC, gera uma grande quantidade de partículas. Em tese, quando a energia é suficiente para atingir uma transição de fase, são geradas também as antipartículas.

"Essas antipartículas são submetidas à coalescência - um processo análogo à condensação - e algumas delas podem agregar, por exemplo, dois antinêutrons e um antipróton, formando um antitrítio - isto é, um núcleo de antimatéria correspondente ao do átomo de trítio - o isótopo do hidrogênio que possui dois nêutrons e um próton", disse Toledo.

Fora da Tabela Periódica

O experimento, segundo o professor, formou hádrons - partículas formadas por quarks, como os prótons e nêutrons - que possuem um chamado quark estranho, formando o chamado hipernúcleo. No modelo padrão da física de partículas, o quark estranho é aquele que possui o novo número quântico conhecido como "estranheza".

"Esse hipernúcleo formado, que é um antiestranho, é feito de antimatéria. Essa é a primeira vez em que se conseguiu uma evidência experimental de um anti-hipernúcleo. Ou seja, obtivemos um núcleo que está fora do espaço biparamétrico da tabela periódica. Trata-se, portanto, de antimatéria", explicou Toledo.

Segundo ele, já se havia obtido antiprótons e antielétrons - ou pósitrons. Mas é a primeira vez que se obtém um anti-hipernúcleo, que é algo bem mais complexo e mais raro. "Estamos felizes por termos um grupo [brasileiro] participando do trabalho, porque trata-se de fato de uma descoberta," destacou.

Outro tipo de matéria

Toledo explicou que a reação foi produzida nos mais altos níveis de energia atingidos pelo RHIC. Essa região de alta densidade de energia foi formada pela colisão de dois núcleos de ouro a 200 gigaelétron-volts (GeV).

"Como se trata de um anel de colisão, a energia no centro de massa é de 400 GeV: uma quantidade de energia suficientemente grande para derreter a matéria nuclear e provocar uma transição de fase. Com isso, conseguimos passar da matéria hadrônica para a matéria conhecida como quark-glúon plasma", explicou.

Esse novo estado da matéria nuclear originado da transição de fase, de acordo com Toledo, também foi observado pela primeira vez de forma conclusiva no HRIC. É esse estado que possibilitou a formação da coalescência, produzindo os anti-hipernúcleos.

"Para se ter uma ideia da eficiência do processo, basta dizer que, em 100 milhões de colisões, 70 foram observadas. Para reconhecer essas 70 colisões, foi preciso fazer um trabalho de identificação dessas partículas e de seus descendentes em um meio superpovoado com todas as partículas criadas pela colisão. Algo como encontrar uma agulha em um palheiro. O filtro necessário para detectar essas partículas teve que ser desenhado com extrema precisão", disse.

"Se estendermos a tabela, podemos encontrar também o número de antiprótons e de antinêutrons no mesmo plano. Com isso, poderíamos criar um terceiro eixo na tabela, que nunca foi observado e é perpendicular aos outros dois: o eixo da estranheza." [Imagem: Star]

Tabela Periódica de antimatéria

A partir desses resultados, segundo Toledo, um dos caminhos possíveis consiste em prosseguir com os experimentos até a construção de uma nova tabela periódica. A próxima meta planejada, de acordo com ele, é a criação de um anti-hélio: uma partícula alfa de antimatéria.

"Quanto mais complexo é o antinúcleo, menor a probabilidade de coalescência. O anti-trítio é composto de três partículas. Mas se quisermos um anti-hélio, vamos precisar de quatro partículas na mesma região do espaço: dois antiprótons e dois antinêutrons. Não será fácil, mas a Cooperação Star irá enveredar por essa direção", afirmou.

Eixo da estranheza

Outro caminho para as investigações, segundo Toledo, consiste em colocar à prova as leis fundamentais da física de partículas. "Por exemplo, sabemos que a tabela periódica até recentemente possuía dois eixos: o número de prótons e o número de nêutrons. Se estendermos a tabela, podemos encontrar também o número de antiprótons e de antinêutrons no mesmo plano. Com isso, poderíamos criar um terceiro eixo na tabela, que nunca foi observado e é perpendicular aos outros dois: o eixo da estranheza."

Superátomos viram a Tabela Periódica de cabeça para baixo

Roy Meijer - 07/07/2008

Um pequeno fio em formato de bobina, parecido com o filamento de uma lâmpada incandescente, mas feito de prata, forma a base dos superátomos.[Imagem: Sam Rentmeester/FMAX]

Pesquisadores da Universidade de Tecnologia de Delft, na Holanda, desenvolveram uma técnica que permite individualizar e capturar aglomerados feitos de átomos de prata e de outros metais.

Superátomos

O que é mais surpreendente é que esses superátomos - aglomerados de 13 átomos de prata, por exemplo - comportam-se da mesma forma que os átomos individuais, abrindo um ramo inteiramente novo da Química.

Se um fio de prata é aquecido até cerca de 900 graus Celsius ele irá gerar um vapor de átomos de prata. Esses átomos flutuantes grudam-se uns nos outros, formando grupos. Pequenos blocos de prata compreendendo, por exemplo, 9, 13 e 55 átomos, parecem ser energeticamente estáveis, aparecendo mais freqüentemente no vapor de prata do que seria de se esperar.

Os professores Andreas Schmidt-Ott e Christian Peineke conseguiram então capturar esses superátomos, abrindo a possibilidade de que eles sejam estudados em experimentos químicos detalhados.

Descoberta dos superátomos

O mecanismo que governa esta estabilidade nos superátomos foi descrito por cientistas da Universidade da Virgínia em 2005 (veja Tabela Periódica de "superátomos" pode revolucionar a Química.)

Eles descobriram superátomos metálicos, mas de alumínio. Seus aglomerados de alumínio de 13, 23 e 37 átomos reagiram da mesma forma que os átomos individuais porque eles englobavam elétrons que giravam ao redor do aglomerado de átomos como um todo. Essas chamadas "camadas externas" eram incrivelmente similares às camadas externas dos elementos da Tabela Periódica.

Tabela Periódica 3D

Os superátomos dão à Tabela Periódica algo como uma terceira dimensão, segundo Schmidt-Ott: "As propriedades químicas dos superátomos que foram identificados até agora são muito similares às dos elementos na Tabela Periódica porque suas camadas externas são praticamente as mesmas. Entretanto, nós ainda poderemos descobrir superátomos com uma camada externa diferente, dando-nos um conjunto de propriedades completamente novas."

Schmidt-Ott espera encontrar aglomerados de átomos com propriedades magnéticas, ópticas ou elétricas totalmente novas, que poderão ser estáveis o suficiente para criar cristais ou outras formas sólidas. As aplicações potenciais desses superátomos incluem catalisadores para combustíveis e cristais com capacidades extras de condução elétrica.

Agora, graças a essa nova descoberta, os superátomos podem ser coletados de forma muito pura e selecionados de acordo com o tamanho, tornando-os adequados para experiências químicas.

Elementos pseudo-metálicos podem criar "pseudo-Tabela Periódica"

Redação do Site Inovação Tecnológica - 09/05/2007

Na semana passada, um grupo de cientistas conseguiu se aproximar do sonho dos alquimistas fazendo uma manipulação inédita das propriedades de um composto de zinco (veja Sonho dos alquimistas é realizado com zinco).

Pseudo-elementos

Agora, pesquisadores da Universidade de Missouri-Colúmbia, Estados Unidos, descobriram uma nova família de compostos pseudo-metálicos que permitirá a manipulação de uma molécula descoberta há mais de 50 anos de forma a fazê-la adquirir propriedades parecidas com as propriedades dos metais.

É como se os cientistas tivessem descoberto um "pseudo-elemento", um concorrente paralelo dos 111 elementos que compõem a tabela periódica. O pseudo-elemento poderá alterar radicalmente a pesquisa de medicamentos e até a maneira como se criam materiais eletrônicos (veja também Tabela Periódica de "super-átomos" pode revolucionar a Química).

As propriedades dos pseudo-elementos podem ser ajustadas para uma ampla gama de utilizações diferentes, cada uma com pequenas variações.

As moléculas que deram origem à descoberta são chamadas de "gaiolas de boro" e foram descobertas há mais de 50 anos, por Fred Hawthorne. Elas são formadas por 12 átomos de boro e 12 átomos de hidrogênio. Mas são extremamente difíceis de se manipular, o que as condenou ao quase esquecimento durantes todos esses anos.

Propriedades dos metais

Agora os cientistas descobriram uma forma de modificar essas gaiolas de boro anexando-lhes diferentes compostos. São esses compostos que dão ao material o comportamento de um metal.

"Como a gama de propriedades desses pseudo-metais é extremamente grande, eles podem ser chamados de pseudo-elementos, pertencendo a uma pseudo-tabela periódica completamente nova," diz Mark Lee, coordenador do estudo.

Assim como as propriedades, as possíveis aplicações desses elementos pseudo- metálicos são enormes, principalmente na área de medicina e na construção de componentes eletrônicos em nanoescala.

"Esta descoberta singular poderá abrir campos de pesquisas inteiramente novos por causa da variabilidade controlada dos compostos," diz Lee. "Nós podemos alterar as propriedades desses pseudo-metais, o que nos dá a oportunidade para ajustá-los às nossas necessidades, seja na área das aplicações biomédicas, químicas ou eletrônicas, algumas das quais poderão utilizar a nanociência."

Tabela Periódica de "super-átomos" pode revolucionar a Química

Redação do Site Inovação Tecnológica - 09/02/2005

Cientistas fizeram uma descoberta que abre caminho para a criação de uma nova tabela periódica de "super-átomos", agrupamentos de elementos capazes de criar compostos únicos, com propriedades nunca vistas antes. A pesquisa foi publicada no último exemplar da revista Science.

Trabalhando conjuntamente, os cientistas Shiv N. Khanna, da Universidade Virginia Commonwealth e Welford Castleman Jr., da Universidade Penn State, ambas nos Estados Unidos, descobriram aglomerados de átomos de alumínio que possuem propriedades químicas semelhantes às de átomos individuais de elementos metálicos e não metálicos quando reagem com iodo.

A descoberta poderá ter aplicações práticas no campo da medicina, da produção de alimentos e até da fotografia. "Dependendo do número de átomos de alumínio no aglomerado, nós demonstramos a existência de super-átomos que apresentam as propriedades de metais alcalinos-terrosos ou halogênicos," afirma Castleman. "Esse resultado sugere o incrível potencial da química na síntese em nanoescala."

Os pesquisadores examinaram as propriedades químicas, estrutura eletrônica e geometria dos aglomerados de alumínio tanto teoricamente quanto experimentalmente, formando compostos químicos com átomos de iodo. Eles descobriram que um aglomerado de 13 átomos de alumínio (Al₁₃) se comporta como um átomo individual de iodo, enquanto um aglomerado de 14 átomos de alumínio (Al₁₄) se comporta como um átomo de um elemento alcalino- terroso.

"No futuro, nós poderemos aplicar esta química, a partir de nosso conhecimento prévio, para criar novos materiais para aplicações como geração de energia e até mesmo em dispositivos médicos," afirmou o Dr. Khanna.

O fato de que aglomerados de átomos se comportem como átomos individuais demonstra a possibilidade de se criar uma nova tabela periódica formada não por átomos, mas por esses "elementos aglomerados", criando uma nova fronteira dentro da própria Química.

Os pesquisadores fizeram experiências de reatividade dos elementos aglomerados que indicam que os super-átomos de alumínio são por natureza altamente estáveis. A teoria apresentada por eles revela que a melhor estabilidade desses super-átomos deve-se ao balanceamento em seus estados atômicos e eletrônicos. Enquanto os aglomerados lembram átomos de outros elementos, sua reatividade química é única, criando compostos estáveis com ligações que não são idênticas àquelas apresentadas pelos átomos simples.

Utilizar aglomerados estáveis é um caminho possível para uma química adaptativa que introduz esse novo tipo de compostos em materiais em nanoescala, que podem ser ajustados para criar as propriedades desejadas.

"A flexibilidade de um aglomerado Al₁₃ para agir como um átomo individual de iodo mostra que super-átomos podem ter utilidade sintética, adicionando uma 'terceira dimensão' inexplorada à tabela periódica tradicional," afirma Khanna.

"Aplicações utilizando aglomerados Al₁₃ ao invés de iodo em polímeros poderão permitir o desenvolvimento de materiais com propriedades condutoras melhoradas. A montagem de unidades Al₁₃ poderá criar materiais de alumínio que não oxidam, e poderá ajudar a resolver um grande problema em combustíveis que queimam partículas de alumínio," conclui o pesquisador.

[Eduardo Caillaux]

Das patavinas eu só acompanhei até a metade...

eu fiquei mais estranhado comigo ao me perder no tal eixo estranho e das anti-matérias fiquei encucado se isso é para dizer que existem mesmo fantasmas!!! hahaha aiai

Acho que vou esquecer de tentar ser um químico amador para sair da superfície e vou sair correndo daqui!!! rsrs

[Sam de Mattos]

Erivaldo:

 Parabéns. Este artigo é digno de um blog da Harvard, Yale ou USP. A ideia de um “ajustamento” da Tabela Periódica devido à diferença Delta-Epson encontrada em alguns elementos, é revolucionaria. Mais ainda intrigante, é o conceito da Tabela Periódica Tridimensional. Creio que em breve outros pequenos diferenciais de peso nos elementos serão encontrados. Também creio na possibilidade de uma tabela de n+1 dimensões, compondo-se ao conceito universal, multidimensional. Parece que estamos vislumbrando agora algo fora da nossa imposta MATRIX Espaço – Tempo, e entrando mais possibilidades no domínio da Física Quântica, que permite maior maleabilidade e possibilidade nas conjecturas do Pensamento e modelos da Física Abstrata. Parabéns novamente pela clareza com que este (ainda) complexo tópico, foi exposto de modo claro e simples. Agora, Erivaldo, de retorno ao planeta, eu desejo a você e aos amigos, um feliz Natal, Hanukkah e Festas de Fim de Ano. Sam de Mattos

[maria graciete correia]

TABELA PERIODICA.   FAÇO MINHAS AS PALAAVRAS DO SAM DE MATOS. MUITO INTERESSANTE