Hora de vibrar bastante
Depois de décadas de expectativa, pesquisadores da Universidade
de British Columbia, no Canadá, identificaram um novo tipo de ligação química,
chamada de “ligação vibracional”.
Essa ligação parece quebrar a lei da Química que afirma que se a temperatura de um sistema reacional aumenta, a taxa da reação também aumenta. Em 1989, uma equipe de cientistas da Universidade de British Columbia, no Canadá, investigou as reações de halogênios com o muônio (Mu) – um isótopo peculiar do hidrogênio constituído de um antimúon (muon de carga positiva, no lugar do próton) e um elétron -, em um acelerador nuclear em Vancouver. O muon é considerado uma das partículas subatômicas (leptons), junto com o elétron, o tau e o neutrino. Os experimentos conduzidos com diflúor (F2) e dicloro (Cl2) levaram ao comportamento habitual: o aquecimento acelera a taxa da reação, mas ao tentarem com dibromo (Br2), a taxa de reação aumentou quando a temperatura diminuiu.
Donald Flemming, membro da equipe da universidade canadense, supôs que o bromo e o muônio formavam um estado de transição intermediário composto de um átomo leve (muônio) ladeado por dois átomos pesados (os de bromo). Tal estrutura não seria mantida por forças do tipo Wan der Waals, como seria esperado, mas por algum tipo de ligação ‘vibracional’ temporária, hipótese proposta no início dos anos 1980. Segundo essa hipótese, o átomo de muônio se moveria rapidamente entre os dois átomos de bromo, como “uma bola de pingue-pongue se chocando entre duas bolas de boliche”. O átomo oscilante de muônio manteria os dois átomos de bromo juntos, reduzindo com isso a energia total ,e portanto, a taxa de reação.
Naquela época não havia instrumental capaz de confirmar se este tipo de ligação ocorria pois a reação dura questões de poucos milissegundos. Mas hoje a situação mudou e a equipe de pesquisadores empregou o acelerador nuclear do Rutherford Appleton Laboratory, na Inglaterra. Com base nos cálculos de ambos os experimentos (1989 e 2014) e no trabalho de químicos teóricos colaboradores da Free University de Berlin e da Universidade de Saitama no Japão, eles concluíram que o bromo e o muônio realmente formavam um novo tipo de ligação, de natureza temporária. A natureza vibracional dessa nova ligação reduziu a energia total do intermediário bromo-muônio, BrMuBr, explicando assim o porque da velocidade da reação ter diminuído com o aumento da temperatura.
O grupo publicou os resultados no periódico da Sociedade Química Alemã, “Angewandte Chemie International Edition”. Esse trabalho indica que as ligações vibracionais devem ser adicionadas à lista de ligações químicas conhecidas. Fleming prevê que esse tipo de ligação deve ocorrer em outras reações que possuem átomos leves e pesados, onde se costuma afirmar que forças do tipo van der Waals estão em jogo.
Eis aqui mais um tópico novo para ser estudado pelos universitários nas disciplinas de química no futuro.
Tradução livre e adaptação do original publicado na revista Scientific American.
A matéria completa se acha neste link:
http://www.sciencealert.com/new-type-of-chemical-bond-disco…
donde provêm a figura deste post.
Para saber mais sobre o muon veja (em inglês):
http://en.wikipedia.org/wiki/Muon
Essa ligação parece quebrar a lei da Química que afirma que se a temperatura de um sistema reacional aumenta, a taxa da reação também aumenta. Em 1989, uma equipe de cientistas da Universidade de British Columbia, no Canadá, investigou as reações de halogênios com o muônio (Mu) – um isótopo peculiar do hidrogênio constituído de um antimúon (muon de carga positiva, no lugar do próton) e um elétron -, em um acelerador nuclear em Vancouver. O muon é considerado uma das partículas subatômicas (leptons), junto com o elétron, o tau e o neutrino. Os experimentos conduzidos com diflúor (F2) e dicloro (Cl2) levaram ao comportamento habitual: o aquecimento acelera a taxa da reação, mas ao tentarem com dibromo (Br2), a taxa de reação aumentou quando a temperatura diminuiu.
Donald Flemming, membro da equipe da universidade canadense, supôs que o bromo e o muônio formavam um estado de transição intermediário composto de um átomo leve (muônio) ladeado por dois átomos pesados (os de bromo). Tal estrutura não seria mantida por forças do tipo Wan der Waals, como seria esperado, mas por algum tipo de ligação ‘vibracional’ temporária, hipótese proposta no início dos anos 1980. Segundo essa hipótese, o átomo de muônio se moveria rapidamente entre os dois átomos de bromo, como “uma bola de pingue-pongue se chocando entre duas bolas de boliche”. O átomo oscilante de muônio manteria os dois átomos de bromo juntos, reduzindo com isso a energia total ,e portanto, a taxa de reação.
Naquela época não havia instrumental capaz de confirmar se este tipo de ligação ocorria pois a reação dura questões de poucos milissegundos. Mas hoje a situação mudou e a equipe de pesquisadores empregou o acelerador nuclear do Rutherford Appleton Laboratory, na Inglaterra. Com base nos cálculos de ambos os experimentos (1989 e 2014) e no trabalho de químicos teóricos colaboradores da Free University de Berlin e da Universidade de Saitama no Japão, eles concluíram que o bromo e o muônio realmente formavam um novo tipo de ligação, de natureza temporária. A natureza vibracional dessa nova ligação reduziu a energia total do intermediário bromo-muônio, BrMuBr, explicando assim o porque da velocidade da reação ter diminuído com o aumento da temperatura.
O grupo publicou os resultados no periódico da Sociedade Química Alemã, “Angewandte Chemie International Edition”. Esse trabalho indica que as ligações vibracionais devem ser adicionadas à lista de ligações químicas conhecidas. Fleming prevê que esse tipo de ligação deve ocorrer em outras reações que possuem átomos leves e pesados, onde se costuma afirmar que forças do tipo van der Waals estão em jogo.
Eis aqui mais um tópico novo para ser estudado pelos universitários nas disciplinas de química no futuro.
Tradução livre e adaptação do original publicado na revista Scientific American.
A matéria completa se acha neste link:
http://www.sciencealert.com/new-type-of-chemical-bond-disco…
donde provêm a figura deste post.
Para saber mais sobre o muon veja (em inglês):
http://en.wikipedia.org/wiki/Muon
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