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MOLECULAS IMPARES E RADICAIS LIVRES

Posted by o nerd da quimica on May 4, 2012 at 12:45 PM Comments comments (4)

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Ver Também:

COMO SABER A VALÊNCIA DOS ELEMENTOS?

COMO MONTAR FÓRMULAS QUÍMICAS

LIGAÇÕES QUÍMICAS

COMO SE LIGAM OS ELEMENTOS QUÍMICOS

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Veja algo mais sobre esse assunto  AQUIAQUI e AQUI.

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O composto conhecido como Sal de Frémy é um exemplo de molécula ímpar, em que um dos átomos presentes possui 7 elétrons na camada de valência. Este composto é um dos raros exemplos de radical livre estável. A grande maioria das moléculas assim é extremamente instável e tende a reagir com outros compostos para se estabilizar.

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Quem estuda química, com toda a certeza já ouviu falar na "Regra do Octeto", uma regra que a grande maioria dos elementos segue para se estabilizar quimicamente. Por essa regra, um elemento químico se torna estável ao possuir a última camada semelhante à de um gás nobre, que possuem 8 elétrons, o número máximo de elétrons que uma camada pode ter enquanto última (exceto se for a camada K). 

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A regra do octeto tem exceções: muitos dos compostos de metais de transição não a seguem, alguns elementos como o boro e o berílio formam compostos com menos de 8 elétrons na camada de valência, outros elementos, como o enxofre, o fósforo, e o gás xenônio em alguns compostos apresentam mais de 8 elétrons na camada de valência. Certos íons, tais como o Hg2, o Tl , o Pb e o Bi são estáveis, apesar de terem a camada de valência incompleta com 2 elétrons que não foram perdidos, por causa do chamado "Efeito par inerte" (veja sobre isso AQUI) uma anomalia causada por efeitos relativísticos que afeta átomos pesados do bloco p. Outro caso de violação a essa regra, que vai ser o foco deste artigo, é o caso das moléculas ímpares, também chamadas radicais livres, as quais pelo menos um dos átomos participantes possui um número ímpar de elétrons na camada de valência. Essas moléculas possuem elétrons desemparelhados e, portanto, são paramagnéticas. A grande maioria é muito instável e reativa e existe por um curto período de tempo, tendendo a dimerizar para emparelhar os elétrons.

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A grande maioria dos radicais livres é instável, sendo encontrados principalmente como intermediários de vida muito curta em algumas reações químicas, como em reações de combustão e polimerização. Esses radicais não podem ser isolados e geralmente se dimerizam para se estabilizar, pois assim emparelham os elétrons e conseguem adquirir a quantidade de elétrons que falta para completam o octeto. Isso explica porque muitos radicais livres produzidos no organismo são prejudiciais: na ânsia por se estabilizar, eles roubam elétrons de moléculas importantes no interior das células, como proteínas, ácidos nucleicos ou estruturas celulares causando rupturas nas ligações químicas ou alterações em alguns grupos funcionais, além de retirar elétrons de outras moléculas e assim gerar outros radicais livres. Ao reagir com o DNA eles podem destruir parte de sua molécula, quebrar ligações, adicionar grupos estranhos, formar ligações cruzadas indesejáveis ou provocar oxidação em alguns componentes, provocando mutações genéticas que podem em alguns casos provocar a morte da célula ou causar alterações que levam ao câncer.

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A vitamina E (alfa tocoferol) é um composto essencial devido à sua ação antioxidante no organismo, sendo um importante eliminador de radicais livres. Sua molécula é um "alvo fácil" para o ataque de radicais livres, que arrancam elétrons dela para se estabilizar. Com isso eles passam a não ser mais danosos às estruturas celulares. Ao ceder um elétron para estabilizar o radical, a vitamina E torna-se ela mesma um radical livre, porém relativamente estável e não agressivo às estruturas celulares. Desta forma ela bloqueia o efeito destrutivo dos radicais livres ao se "sacrificar". O radical livre tocoferil é facilmente reduzido pelas enzimas, sem causar danos ao organismo. Outras vitaminas (como a vitamina C na figura) e compostos antioxidantes se comportam mais ou menos da mesma maneira.

 

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Radicais hidroxila causando alterações em componentes do DNA. Estas alterações podem causar erros na transmissão da informação genética, que podem levar ao câncer (Veja também este link) .

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Entretanto, há alguns radicais livres que persistem por um tempo considerável e alguns podem ser considerados estáveis. Como exemplos podemos citar alguns óxidos de nitrogênio (NO e NO2), o dióxido de cloro (ClO2), o trifenilmetil , o DPPH, o tempol, o íon superóxido (O2), o íon dioxigenil (O2), o íon ozonídeo (O3), etc. 


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O Tempol (1) é um reagente analítico usado como antioxidante e catalisador. É um raro exemplo de radical livre muito estável. O elétron desemparelhado pertence simultaneamente aos átomos de N e O e está envolvido numa ligação de 3 elétrons, uma ligação química pouco comum (mais adiante explicaremos sobre ela). (2) O N-difenil-N'-picril-hidrazila (DPPH) é um reagente analítico usado para detectar radicais livres e medir a eficiência dos antioxidantes, sendo também ele próprio um radical livre muito estável. O elétron desemparelhado se encontra deslocalizado num híbrido de ressonância.

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Este tópico é particularmente importante, pois muitos estudantes aprendem sobre a regra do octeto e alguns mais atentos percebem que compostos como o NO2 não completam o octeto, mas ainda assim são estáveis. Como isso é possível? E o pior: é muito difícil achar a explicação nos livros, porque isso não é estudado no 2° Grau. Deste ponto em diante explicaremos o porquê de sua estabilidade.

Iremos estudar agora alguns radicais livres estáveis e suas estruturas de ligação:

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--> ÓXIDO NÍTRICO (NO)

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Frasco contendo óxido nítrico. O NO é um gás incolor que reage com o oxigênio do ar formando NO2 de cor castanha.

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O óxido nítrico ou monóxido de nitrogênio é um gás incolor, considerado um óxido neutro pois não reage com a água para formar nem ácidos nem bases (mas pode ser oxidado pelo ar a NO2 que é um óxido ácido). Ele pode ser formado na reação entre nitrogênio e oxigênio a temperaturas muito elevadas:

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N2 + O2 --> 2NO

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Também se forma na reação entre metais nobres e ácido nítrico concentrado:

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3Cu + 8HNO3 --> 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O

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O NO se forma na atmosfera durante os raios, devido ao grande aquecimento do ar. Ele é considerado um poluente atmosférico, além de contribuir com a destruição da camada de ozônio. Por ser um radical livre, ele possui um elétron desemparelhado e é paramagnético.

A estrutura da molécula de NO intrigou os cientistas por muito tempo. O elétron desemparelhado não pertence a um átomo em particular, embora ele seja costumeiramente atribuído ao nitrogênio na teoria clássica das ligações.

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Estruturas atribuídas ao NO pela teoria clássica das ligações. Estas estruturas não explicam satisfatoriamente o comportamento químico do óxido nítrico observado experimentalmente.

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O elétron desemparelhado pertence simultaneamente aos 2 átomos da molécula. Isso não pode ser explicado pela teoria clássica das ligações. Logicamente esse elétron está envolvido nas ligações e não sozinho num orbital. Analisando a estrutura das ligações, os cientistas descobriram que ela é intermediária entre uma ligação dupla (ordem de ligação 2) e uma ligação tripla (ordem de ligação 3). A ordem de ligação na molécula de NO é de 2,5 (dois e meio).

Só há uma estrutura possível que explica esta ordem de ligação "quebrada" e ao mesmo tempo o elétron desemparelhado "sem dono": a molécula de NO contém 2 ligações covalentes normais e uma ligação de 3 elétrons, ou seja, uma ligação covalente em que 3 elétrons são compartilhados entre os átomos, ao invés de 2 como nas ligações comuns. Uma ligação de 3 elétrons tem ordem de ligação de 0,5, ou seja, vale por uma "meia ligação". A estrutura do NO segundo a teoria dos orbitais moleculares fica sendo assim:

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A ligação de 3 elétrons viola o Princípio de Exclusão de Pauli, segundo o qual um orbital só pode comportar no máximo 2 elétrons, mas é possível pela Teoria dos Orbitais Moleculares. Embora o elétron esteja desemparelhado, ele não está sozinho, de modo que a molécula se comporta como se estivesse com o octeto "mais ou menos completo".Por causa disso, radicais desse tipo são mais estáveis que radicais como o metil (*CH3), o cloro atômico (*Cl) e o hidroxila (*OH), em que o elétron está realmente sem um companheiro.

Ligações de 1 elétron com ordem de ligação 0,5 também são conhecidas e ocorre, por exemplo, na espécie transiente H2(+) e Li2(+), formada em tubos de descarga de gases a baixa pressão.

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--> DIÓXIDO DE NITROGÊNIO (NO2)

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NO2 formado pela oxidação do NO liberado na reação entre um metal e ácido nítrico concentrado.

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O dióxido de nitrogênio é um gás de cor castanha muito tóxico e corrosivo que se comporta como um óxido ácido, formando dois ácidos distintos por dismutação ao reagir com a água: o ácido nitroso (HNO2) e o ácido nítrico (HNO3). Ele se encontra em equilíbrio químico com seu dímero, o tetróxido de dinitrogênio (N2O4), demonstrando alguma tendência de emparelhar seus elétrons. É um gás paramagnético, muito solúvel em água, sendo um radical livre bastante estável.

O NO2 possui em sua estrutura um elétron desemparelhado que, assim como o NO, não pertence a um átomo em particular. Esse elétron também está envolvido em uma ligação de 3 elétrons que se encontra deslocalizada em um híbrido de ressonância.

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Estrutura do NO2 (híbrido de ressonância) de acordo com a Teoria Clássica das Ligações.

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Estrutura do NO2 (híbrido de ressonância) consistente com a Teoria dos Orbitais Moleculares.

--> DIÓXIDO DE CLORO (ClO2):

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ClO2 em solução.

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O dióxido de cloro é um gás amarelo paramagnético muito oxidante e explosivo, formado sobretudo pela reação de uma solução de clorato com um ácido forte, tal como o sulfúrico. É um óxido ácido, que reage com H2O formando 2 ácidos distintos, o ácido cloroso (HClO2) e o ácido clórico (HClO3), sofrendo dismutação do nox +4 para +3 no HClO2 e +5 no HClO3. O ClO2 não pode se dimerizar como o NO2 e é muito reativo, se comportando realmente como um radical livre, porém é estável e pode ser isolado.

A estrutura do dióxido de cloro segundo a Teoria dos Orbitais Moleculares também contém uma ligação de 3 elétrons, já que a diferença de eletronegatividade entre o Cl e o O é de 0,5. Esta ligação está deslocalizada num híbrido de ressonância.

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Além de ser um radical livre, o ClO2 é também uma molécula hipervalente, pois comporta mais de 8 elétrons na camada de valência. Os híbridos de ressonância da molécula não são mostrados na imagem.

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Estudos comprovam que ligações de 3 elétrons nunca se formam se a diferença de eletronegatividade entre os elementos for maior que 0,5. Elas só se formam entre átomos de elementos de eletronegatividade muito próxima, tais como nitrogênio ou cloro (eletronegatividade = 3,0) e oxigênio (eletronegatividade = 3,5), nitrogênio e enxofre (eletronegatividade = 2,5), etc. Isso explica porque certas espécies radicalares como o NO e o íon-radical O2 são estáveis, enquanto a espécie química *CO não é. No primeiro caso a diferença de eletronegatividade é de 0,5, no segundo é de zero e no terceiro caso é de 1,0 (eletronegatividade do C = 2,5). Como a diferença é maior que o limite máximo, não se formam ligações de 3 elétrons e o ânion radical *CO não é estável, embora todas as três espécies em questão sejam isoeletrônicas.

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--> ÍON DIOXIGENIL (O2(+))

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Hexafluoroplatinato de dioxigenil (O2PtF6).

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O íon dioxigenil é um cátion incomum formado quando o O2 reage com um agente oxidante extremamente poderoso, tal como o hexafluoreto de platina (PtF6) ou uma mistura de gás flúor (F2) com pentafluoreto de ouro (AuF5). Este íon nada mais é do que uma molécula de oxigênio que perdeu um elétron. É um radical livre relativamente estável, porém um agente oxidante poderosíssimo, muito raro e difícil de ser isolado. O íon oxida quase tudo o que encontra pela frente e só ocorre na forma de alguns compostos restritos.

O dioxigenil é isoeletrônico ao NO e possui uma estrutura semelhante. Este composto da foto acima foi fundamental para a descoberta do primeiro composto de gás nobre, uma vez que a energia de ionização do O2 molecular é próxima à do gás xenônio (veja mais sobre isso AQUI ) .

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--> ÍON SUPERÓXIDO (O2(-))

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Superóxido de potássio (composto amarelado) e estrutura do íon superóxido.

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O íon radical superóxido (O2, às vezes escrito O4) é um ânion radical conhecido por ser um dos famosos radicais livres danosos que se formam nas células durante a redução ineficiente do oxigênio. É simplesmente uma molécula de oxigênio que ganhou um elétron. É importante na "reciclagem" do ar em naves espaciais e submarinos por meio da formação de oxigênio a partir do gás carbônico do ar respirado, quando na forma de superóxido de potássio (KO2). O íon superóxido no estado sólido se dimeriza formando o íon O4. Sua estrutura contém uma ligação comum e uma ligação de 3 elétrons, e a ordem de ligação é de 1,5.

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--> GÁS OXIGÊNIO (O2)

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A glass bottle half-filled with a bluish bubbling liquid

Oxigênio liquefeito. Note que no estado líquido (e também no sólido) o O2 apresenta uma cor azul pálida. As bolhas são de O2 gasoso, já que o líquido se encontra na temperatura de ebulição (-183°C).

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Por incrível que pareça, o gás oxigênio também é um radical livre! Bem, pelo menos no estado fundamental. Embora as ligações entre os oxigênios sejam corriqueiramente escritas como uma ligação dupla ( O = O), essa estrutura não condiz com a realidade (para fins didáticos, pode-se representar a ligação no O2 como ligação dupla mesmo). A molécula de O2 no estado fundamental é fortemente paramagnética, ou seja, possui elétrons desemparelhados. Estudos confirmam que a molécula de O2 tem 2 elétrons desemparelhados. Isso intrigou os cientistas por muito tempo, pois é o caso único em substâncias simples moleculares. Nenhuma molécula diatômica de substância simples tem um momento magnético tão intenso. Podemos pensar na molécula de O2 como um di-radical, do modo representado na imagem abaixo:

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Entretanto, esta fórmula é incorreta, pois a estrutura seria muito instável. A distância entre os oxigênios é curta demais para que o vínculo entre eles seja uma ligação simples e cada elétron desemparelhado pertence simultaneamente aos 2 átomos envolvidos. A distância entre os oxigênios é compatível com o comprimento de uma ligação dupla e a ordem de ligação é de fato 2. Mas e os elétrons desemparelhados? Se os oxigênios formarem uma ligação dupla os elétrons teriam que se emparelhar. Como isso fica então?

 A ligação entre os oxigênios tem ordem de ligação 2, mas não é uma ligação dupla verdadeira. A única explicação lógica é que as ligações são compostas de uma ligação normal (ordem de ligação 1) e 2 ligações de 3 elétrons (cada uma vale por meia ligação) dando uma ordem de ligação 2.

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Estrutura verdadeira da molécula de O2.

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Mas porque o oxigênio simplesmente não forma uma ligação dupla? Bem, isso é possível, mas energeticamente desfavorável. Os 2 elétrons desemparelhados não podem constituir uma ligação, pois eles têm o mesmo spin, ou seja, eles giram para o mesmo lado. Dois elétrons com spin igual não podem ocupar o mesmo orbital. Para que a ligação se forme, é necessário fornecer uma certa quantidade de energia suficiente para inverter o spin de um dos elétrons, para que ele possa se emparelhar com o outro e formar a ligação. Mas no caso do oxigênio, é necessário uma grande quantidade de energia para formar a segunda ligação, que faz com que a molécula atinja o estado excitado, que contém uma grande quantidade de energia armazenada nas ligações. O estado excitado é metaestável e sempre tende a retornar ao estado fundamental após algum tempo. Logo, é inviável para o O2 formar uma ligação dupla, de modo que ele se vê forçado a se "conformar" com a estrutura da última imagem. O oxigênio nesse estado é chamado de oxigênio triplete (³O2). Vale lembrar que o átomo de oxigênio tem dificuldades em formar ligação dupla com outro átomo de O, mas forma facilmente ligações duplas normais com outros elementos.

 

 

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Quando derramado entre os polos de um ímã, oxigênio líquido é atraído e fica preso a eles. Isso se deve ao seu forte paramagnetismo (devido à presença de 2 elétrons desemparelhados com o mesmo spin), que não pode ser explicado pela teoria clássica das ligações.

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Quando o oxigênio tem energia suficiente para passar ao estado excitado e emparelhar os elétrons, ele é chamado oxigênio singlete (¹O2). O oxigênio singlete é diamagnético e contém de fato uma ligação dupla. Logo, ele não é um radical. Porém ele é metaestável e tende a perder energia (geralmente na forma de luz) e retornar ao estado triplete algum tempo depois. O oxigênio singlete é especialmente reativo, muito mais reativo que o ³O2, por conter muito mais energia armazenada nas ligações e se encontrar no mesmo estado quântico que a maioria das outras moléculas, que também são singletes. Moléculas com o mesmo estado tendem a reagir mais facilmente entre si que com moléculas de estado diferente. Isso explica porque o gás oxigênio (triplete), embora seja um oxidante forte, reage mais lentamente que o esperado. O ¹O2 é considerado uma espécie reativa de oxigênio e quando formado no interior do organismo é altamente danoso às estruturas celulares, mas pode ser usado juntamente com outras espécies reativas de oxigênio pelos leucócitos no processo de defesa do organismo contra agentes patogênicos. ¹O2 é um excelente germicida. 

O oxigênio singlete pode ser produzido diretamente a partir da reação entre água oxigenada (H2O2) e hipoclorito de sódio (NaClO) ou por meio de transferência de energia de um corante como porfirinas (como a clorofila) e o azul de metileno excitados para o oxigênio triplete. Ele pode ser produzido também na decomposição do trioxidano (H2O3) catalisada pela água. 

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H2O2 + NaClO --> NaCl + ¹O2 + H2O

<H2O3> + H2O --> ¹O2 + 2H2O

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Ao decair ao estado fundamental sem reagir com outras substâncias, o oxigênio singlete emite energia na forma de luz vermelha. Aqui ele emite luz após ser formado na reação entre hipoclorito de sódio e água oxigenada.

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ALÓTROPOS EXÓTICOS DO OXIGÊNIO

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Muito recentemente, outros dois alótropos do oxigênio foram descobertos além do ozônio (O3): o tetra-oxigênio ou oxozônio (O4) e o octa-oxigênio (O8), um sólido vermelho. Ambas as formas alotrópicas são metaestáveis e não podem ser obtidas nas CNTP. O oxozônio (esse nome ainda não é oficializado) ocorre em algumas condições misturado ao oxigênio líquido a temperaturas abaixo de -183°C e sua estrutura ainda não foi totalmente compreendida. O4 nunca foi isolado, mas os cientistas já trabalham para conseguir caracterizar o alótropo. Aparentemente ele também é paramagnético.

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O octa-oxigênio, oxigênio épsilon ou oxigênio vermelho (O8) é um sólido vermelho profundo obtido pela compressão do O2 à temperatura ambiente a uma pressão de 10 GPa (gigapascals), milhões de vezes maior que a pressão atmosférica. Apresenta uma estrutura cristalina monoclínica e também é paramagnético. A estrutura do O8 é inédita: tem um formato de paralelepípedo em que cada átomo de O tem três vizinhos, um mais próximo e os outros dois mais distantes (ver aqui). Ninguém previu esta estrutura, que foi descoberta ao acaso. A estrutura de cubo distorcido é bem diferente da estrutura de anel do enxofre molecular (S8) (veja aqui), o homólogo teoricamente mais próximo, mas semelhante à do alótropo hipotético do nitrogênio N8 (octa-nitrogênio), que teria uma estrutura cúbica regular (veja esta imagem). Cada átomo de oxigênio se liga a outros três e a estrutura contém elétrons desemparelhados. Provavelmente as ligações entre os átomos mais próximos é uma ligação simples normal e as ligações entre os átomos mais distantes são ligações de 3 elétrons.

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Estrutura do octa-oxigênio (oxigênio vermelho) e configuração provável de suas ligações.

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O NERD DA QUÍMICA, Nova Venécia - ES

ENFIM, O UNUNSEPTIO.

Posted by o nerd da quimica on March 22, 2012 at 11:00 AM Comments comments (2)

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Ver também:

DOIS NOVOS ELEMENTOS ACABAM DE SER BATIZADOS

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Tabela Periódica da Wikipédia, destacando a posição do elemento 117, o Ununséptio. Repare que a quadrícula correspondente ao elemento está em branco e seu símbolo e número atômico se encontram entre parênteses: até a data, este elemento não havia sido descoberto ainda.

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Repare também a quadrícula vazia neste exemplo.

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Até abril de 2010, o elemento 117, o Ununséptio (Uus), era um elemento teórico que ainda não havia sido descoberto. Figurava informalmente entre os elementos artificiais em algumas tabelas, porém seu quadrado estava vazio ou em branco, com o símbolo do elemento entre parênteses. Ele estava lá só para fechar o buraco, pois ainda não havia sido descoberto. Mas recentemente ele foi enfim produzido, mas falta ainda ser reconhecido e batizado com seu nome definitivo pela IUPAC.

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Átomo de ununséptio.

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Este será o primeiro não-metal do período 7, provavelmente com algumas características similares às do astatínio, o elemento situado logo acima. Entretanto, o próprio astatínio é quimicamente pouco conhecido, por ser muito radioativo e extremamente raro (ele é considerado o elemento mais raro do mundo!), o que faz com que as propriedades do Uus sejam um pouco difíceis de prever com precisão.

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--> HISTÓRIA:

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O Uus (Ununséptio, nome temporário estipulado pela IUPAC; do latim un = 1, sept = 7; "um-um-sete")  foi sintetizado pela primeira vez em abril de 2010, no Laboratório Flerov em Moscou, na Rússia (o mesmo que criou o Fleróvio (Fl), elemento 114). Eles anunciaram que conseguiram detectar a rota do decaimento radioativo de um átomo com número atômico 117. Ele poderia ter sido criado antes, porém era muito difícil pois os cientistas precisavam de um alvo de berquélio - 249, que era muito difícil de obter.

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Processo de obtenção do ununséptio: núcleos de cálcio - 48 são lançados contra um alvo de berquélio - 249. Ocorre um processo de fusão nuclear. Os átomos de Uus resultantes são detectados no detector do final deste circuito, onde é medida a massa do átomo, sua carga nuclear, etc. Os átomos de Uus têm uma vida muito curta: persistem apenas por algumas frações de segundo.

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O elemento foi sintetizado ao colidir um alvo de Berquélio - 249 com íons de cálcio, sendo obtido 6 átomos de ununséptio:

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Estes átomos sofreram sucessivos decaimentos radioativos  liberando partículas alfa, formando primeiro átomos de ununpêntio (Uup, 115), depois unúntrio (Uut, 113) e depois rontgênio (Rg, 111), que sofreu fissão espontânea em dois núcleos mais leves. Alguns átomos continuaram o decaimento até formar dúbnio (Db, 105), sofrendo então a fissão espontânea.

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Um acelerador de partículas, onde elementos superpesados podem ser sintetizados por colisões entre átomos, ocasionando reações de fusão nuclear.

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A equipe de cientistas responsáveis pela produção do elemento publicou um artigo científico em abril de 2010 (primeiros resultados foram apresentados em janeiro de 2010) que seis átomos de isótopos vizinhos 294Uus (um átomo) e 293Uus (cinco átomos) foram detectados. O isótopo mais pesado decaiu pela emissão sucessiva de seis partículas alfa, formando o novo isótopo 270Db, o que foram submetidos a fissão espontânea aparente. Por outro lado, o mesmo isótopo também decaiu pela emissão de apenas três partículas alfa, produzindo 281Rg, que foram submetidos a fissão espontânea.

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--> QUÍMICA EXTRAPOLADA:

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Por ser produzido muito recentemente e por existirem pouquíssimos átomos deste elemento, ainda não se conhece seus compostos. Também, por ser extremamente radioativo, com uma vida média de poucos segundos, não será possível isolar este elemento em quantidades suficientes para preparar seus compostos com nossa tecnologia atual, mas pode-se prever algumas características deste elemento.

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O ununséptio é o mais novo elemento da família dos halogênios (família 7A). (Imagem: O Super Anfonídeo  (história em quadrinhos)).

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Julgando pela sua posição na Tabela Periódica, é possível prever algumas supostas propriedades químicas e físicas deste elemento: será provavelmente um sólido não-metálico quebradiço de cor escura, mau condutor de calor e eletricidade, formado por moléculas diatômicas, fortemente radioativo e muito instável. Ele é um halogênio, portanto se comportará essencialmente como um não-metal relativamente eletronegativo, apresentando tendência a formar ânions com carga -1 (Uus(-)). Suas propriedades químicas serão provavelmente similares às do astatínio ou do iodo, elementos próximos e da mesma família. Ele poderá formar compostos nos quais apresentará estados de oxidação -1, +1, +3, +5 e talvez +7. Os estados de oxidação mais estáveis serão provavelmente o +3 e o +5 em compostos covalentes, enquanto o estado -1, característico da família 7A, será estável, porém redutor. O nox +7 será um forte agente oxidante, e, se for acessível, apenas o oxigênio e/ou o flúor poderão trazer o elemento a este estado de oxidação, na forma de compostos como o UusF7, UusO3F, NaUusO4, H5UusO6, e talvez o óxido explosivo e muito oxidante Uus2O7. O composto do elemento com hidrogênio, HUus, será provavelmente um ácido muito forte, porém um forte agente redutor. Como todo halogênio, espera-se que o ununséptio elementar exista na forma de moléculas diatômicas Uus2. A química deste elemento será fortemente influenciada pela possibilidade de sofrer auto-radiólise, ou seja, decomposição dos compostos do elemento pelos efeitos de sua própria radiação.

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Há evidências de que sua química seja influenciada pelos efeitos quânticos relativísticos, como deve ocorrer com o Fleróvio e o Livermório. Estes efeitos desestabilizariam a camada de valência completa do ânion do ununséptio, Uus(-), fazendo com que ele seja menos estável quimicamente. Também, o estado +3 seria mais estável que o esperado e seus compostos com este nox teriam características de compostos iônicos, bem diferente do estado +3 dos outros halogênios, que só ocorrem quando eles se ligam ao oxigênio ou flúor (no caso do iodo, também ao cloro) e são oxidantes e completamente covalentes na maioria dos casos. Os íons livres X(+3) dos halogênios não são estáveis. Apenas é observado no iodo (pouco estável) no composto pouco comum I4O5 (I(+3)(IO3(-))3) e especula-se que seja também pouco estável, porém relativamente comum, no astatínio. O íon Uus(+3) livre seria relativamente estável, apresentando uma camada de valência com 4 elétrons, configuração eletrônica de "falso gás nobre" estável similar à do átomo neutro de Fleróvio. Esta é uma das anomalias que sua química poderá apresentar, que não encontra análogos entre os elementos mais leves do grupo. O estado +5 será um pouco oxidante e similar ao do iodo.

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O NERD DA QUÍMICA, Nova Venécia - ES

DOIS NOVOS ELEMENTOS ACABAM DE SER BATIZADOS

Posted by o nerd da quimica on January 5, 2012 at 6:20 AM Comments comments (1)

Veja mais sobre estes elementos em:

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- ENFIM RECONHECIDOS! 

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Ver também:

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COMO SE LIGAM OS ELEMENTOS QUÍMICOS

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Novidade: os dois novos elementos da tabela (já citados numa página deste site) já receberam seus nomes e símbolos definitivos: o ununquádio (Uuq, elemento 114) vai se chamar Fleróvio (Fl) e o ununéxio (Uuh, elemento 116) irá se chamar Livermório (Lv). Esses nomes foram dados após um acordo entre os EUA e a Rússia, onde os elementos foram produzidos: os russos batizariam o 114 e os americanos batizariam o 116. Os nomes foram dados em homenagem aos laboratórios onde foram produzidos.

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--> HISTÓRIA:

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O elemento 114 foi criado pela primeira vez pelos cientistas em Dubna, na Rússia, e relatado informalmente pelos meios de comunicação. Eles usaram aparentemente os isótopos provenientes do Lawrence Livermore National Laboratory, dos Estados Unidos. A mesma equipe produziu um outro isótopo de Uuq três meses mais tarde. Desde então, não foi mais sintetizado. O elemento foi anexado à tabela periódica sob o nome provisório de Ununquadium (do latim Un = um, quad = 4; "um-um-quatro"), permanecendo como um elemento não reconhecido até junho do ano passado (2011), juntamente com os elementos 113, 115, 117 e 118, que ainda permanecem indefinidos. O elemento 116 surgiu como um dos produtos do decaimento radioativo do 114, no mesmo laboratório em que o 114 foi criado e também foi sintetizado mais tarde em uma reação de fusão nuclear entre um átomo de cálcio (Ca, número atômico = 20) e um de cúrio (Cm, nº atômico = 96). Foi anexado informalmente sob o nome temporário de Ununhexium (do latim un = 1 e hex = 6; "um-um-seis"), até ser reconhecido juntamente com o 114.

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Os dois elementos permaneceram como casos pendentes por mais de uma década, aparecendo informalmente na tabela, pois não foram reconhecidos como elementos confirmados até junho de 2011 quando a IUPAC reconheceu que seu processo de síntese era válido e eles foram incorporados definitivamente na Tabela Periódica. Até então o último elemento reconhecido e batizado havia sido o elemento 112, o Copernício. Os novos elementos permaneceram sem nome até dezembro de 2011, quando seus nomes foram divulgados na mídia.

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Ilustração artística sobre o ununquádio (Fleróvio), um dos elementos que formam a chamada "ilha de estabilidade", região da tabela periódica onde os elementos superpesados seriam mais estáveis.

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Finalmente, em 5 de dezembro de 2011, os elementos foram nomeados. A proposta de nomeação seguiu um acordo firmado entre os EUA e a Rússia: os russos batizariam o 114 e os americanos batizariam o 116. O nome do 114, Fleróvio, foi dado em homenagem ao laboratório onde foi descoberto em Dubna, o Laboratório Flerov, fundado pelo físico nuclear Georgy Nikolayevich Flyorov. Embora também tenha sido descoberto no laboratório russo, o elemento 116 deve homenagear o laboratório norte-americano de onde provavelmente foram adquiridos os isótopos usados na produção dos elementos. Ele foi nomeado em homenagem ao laboratório nacional Lawrence Livermore, a partir do qual também foi batizado o elemento químico Laurêncio.

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Acelerador de partículas do laboratório Flerov, em Dubna, na Rússia.

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Vista aérea do laboratório americano Lawrence Livermore.

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Embora os nomes e símbolos dos elementos tenham sido reconhecidos pela IUPAC, há algumas controvérsias sobre a nomeação. Embora o recém-divulgado comunicado da IUPAC afaste essa possibilidade, em março do ano passado fontes da imprensa russa disseram que o elemento 116 também seria batizado pelos russos e ganharia o nome de Moscovium (Moscóvio), já que o Laboratório Flerov fica no distrito de Moscou. Também há algumas reclamações acerca do caráter repetitivo das nomeações: o nome do elemento 116, Livermório, foi dado em homenagem ao mesmo laboratório que também nomeou o elemento Laurêncio (Lr,103). Se a IUPAC não aceitar as propostas de mudança de nome, o nome Moscóvio talvez será usado para batizar outro elemento que ainda será reconhecido no futuro, provavelmente o Ununpêntio (Uup, elemento 115).

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--> QUÍMICA EXTRAPOLADA:

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Esses elementos são muito instáveis e radioativos e foram produzidos em quantidades pequenas demais para que suas propriedades químicas sejam investigadas, mas pode-se presumir algumas propriedades baseadas em sua posição na tabela e nas tendências observadas à medida que se desce por uma família na tabela periódica.

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O Fleróvio (Fl) é provavelmente um metal pesado, mole e com ponto de fusão baixo, muito similar ao chumbo, porém radioativo. Supõe-se que suas propriedades químicas e físicas sejam similares às do chumbo: seria um metal denso, sólido (com ponto de fusão baixo), relativamente mole, com estados de oxidação +2 e +4 (sendo que o +2 seria mais estável). Seus haletos e seu sulfato no estado +2 (FlCl2, FlSO4 etc) seriam pouco solúveis em água, assim como os do chumbo, seu "parente" mais próximo. As propriedades citadas foram presumidas a partir da observação das tendências que se observa à medida que se desce pela família 4A, à qual pertence este elemento.

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Entretanto, há algumas evidências de que sua química será fortemente afetada por efeitos quânticos relativísticos (veja também: química quântica)  que afetam especialmente átomos pesados com muitos elétrons. Sua química poderá apresentar algumas anomalias que não são observadas nos outros elementos da família. Cálculos sugerem que o átomo de Fleróvio poderá apresentar algumas características similares às dos gases nobres, fazendo com que o elemento seja relativamente pouco reativo e suas ligações com outros átomos numa amostra do metal sejam mais fracas que o esperado, abaixando consideravelmente seu ponto de fusão. Algo similar acontece com o mercúrio (Hg), que apresenta diversas anomalias físicas e químicas, incluindo o próprio fato de ele ser líquido, apresentar compostos com nox +1 incomuns (tais como o íon duplo Hg2), etc.

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O Livermório (Lv) seria um metal ou semimetal cinzento ou prateado, quebradiço, mau condutor de eletricidade, com ponto de fusão baixo e radioativo. Apresentaria propriedades químicas similares às do polônio ou do telúrio: formaria compostos covalentes (com duas ligações) apresentando estados de oxidação -2, +2, +4 e +6, sendo que os estados de oxidação mais estáveis seriam o +2 e o +4. Alguns possíveis compostos importantes incluiriam os óxidos possivelmente anfóteros LvO2 e LvO3 e os haletos voláteis LvCl2, LvCl4, LvF6, etc. Estes compostos seriam tóxicos e apresentariam odor muito desagradável. Estas possíveis propriedades foram baseadas na extrapolação das tendências observadas à medida que se desce pela família 6A, à qual pertence o elemento.

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Sua química poderá também ser muito influenciada pelos efeitos relativísticos, gerando características anormais na química do elemento. O estado de oxidação +2 será mais estável que o previsto, o que está relacionado diretamente com as anormalidades na química do Fleróvio, que se comportará em alguns casos como um "falso gás nobre" de forma similar ao mercúrio. Os efeitos quânticos relativísticos são de natureza muito complexa e seu mecanismo não será explicado nesta seção. Ele afeta os elementos mais pesados da Tabela Periódica, especialmente os do lado direito da tabela. A química de elementos como o ouro (Au), mercúrio (Hg) e dos actinídeos é fortemente afetada por esses efeitos e apresentam uma série de anomalias que fogem bastante ao padrão previsto (tais como a cor amarela do ouro, o estado líquido do mercúrio, a inércia química dos átomos de Hg isolados no estado gasoso (que se comportam como um "falso gás nobre"), a estabilidade incomum do íon uranila ( , etc) e durante muito tempo intrigaram cientistas do mundo inteiro.

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O NERD DA QUÍMICA, Nova Venécia - ES

ENFIM RECONHECIDOS!

Posted by o nerd da quimica on August 25, 2011 at 8:15 AM Comments comments (0)

Ver Também:

COPERNÍCIO

COMO SE LIGAM OS ELEMENTOS QUÍMICOS

DOIS NOVOS ELEMENTOS ACABAM DE SER BATIZADOS  

A tabela periódica acaba de ser atualizada mais uma vez, incluindo dois novos elementos que há algum tempo aguardam sua inclusão na tabela: o ununquádio (Uuq, número atômico = 114) e o ununéxio (Uuh, número atômico = 116). A síntese destes elementos acaba de ser comprovada definitivamente pela IUPAC (o órgão internacional que rege a química), em julho de 2011. Os elementos ainda não receberam nomes definitivos e são chamados por um nome sistemático provisório que correspondem aos algarismos de seus números atômicos em latim: un = 1, quad = 4 e hex = 6.

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A Tabela Periódica acaba de ganhar dois novos elementos: o 114 (Ununquádio) e o 116 (Ununéxio), dois elementos artificiais superpesados e radioativos. Esses elementos já haviam sido anunciados pelos cientistas que os criaram desde 1999, mas a forma como seus átomos foram produzidos ainda não era reconhecida como verdadeira até então. Desde 1999, muitas equipes de pesquisadores já vinham anunciando a criação do 114 em laboratório. Mas até hoje nenhum desses estudos isolados havia sido repetido para provar a sua validade. Apenas agora a Iupac reconheceu o feito, obtido pela colaboração entre os grupos da Rússia e dos Estados Unidos, que conseguiram repetir a experiência em dois laboratórios diferentes, em 2004 e 2006, e provar a criação não só do 114, como também do 116. Elementos com número atômico até 118 já foram produzidos (exceto o 117), mas ainda não são reconhecidos. A última alteração sofrida pela tabela periódica foi a inclusão do elemento 112, que foi reconhecido e batizado com o nome definitivo de Copernício  e recebeu o símbolo Cn (já falei sobre esse elemento em uma sessão deste site).

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Os dois elementos foram produzidos por meio da fusão nuclear de alguns elementos pesados (como os actinídeos) com alguns elementos mais leves, com número atômico em torno de 20. Para criar o 116, por exemplo, os cientistas usaram um acelerador de partículas para lançar um átomo de cálcio (Ca), que tem 20 prótons, contra um átomo de cúrio (Cm), que tem 96 prótons.

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96Cm[248] + 20Ca[48] -->116Uuh[292] + 4 nêutrons

 

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Já para chegar ao 114, ocorreu a fusão de um átomo de cálcio (20 prótons) com um de plutônio (94 prótons).

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94Pu[244] + 20Ca[48]--> 114Uuq[289] + 3 nêutrons

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Ilustração artística de um choque violento entre partículas.

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Os novos elementos são agora os mais pesados da tabela periódica já reconhecidos. Ambos são radioativos e só se mantêm por menos de um segundo até começar a decair, ou seja, perder partículas do núcleo e se transformar em outros elementos mais leves. O 114, por exemplo, se transforma em copernício (112) meio segundo depois de sua criação. Isso significa que os átomos destes dois elementos existem apenas por um curto intervalo de tempo. O próprio copernício dura apenas alguns microssegundos. Acredita-se que o 114 seja um dos elementos artificiais mais estáveis, ou seja, que demora mais tempo até seus átomos "desaparecerem" (ou seja, se transformarem em átomos mais leves).

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Átomos artificiais, de um modo geral, têm um tempo de vida muito curto. Os cientistas acreditam que a produção desses novos elementos é um primeiro passo rumo à criação de novos átomos artificiais mais estáveis, capazes de se manter em sua forma original por décadas. Muitos químicos e físicos especulam sobre a existência da chamada “ilha de estabilidade”, uma região da tabela periódica em que os elementos químicos artificiais seriam mais estáveis. Esses elementos poderiam se manter por horas, meses ou até mesmo décadas sem decair. O ununquádio, na sua primeira tentativa de criação, durou cerca de 30 segundos, um tempo incrivelmente longo, considerando que muitos elementos artificiais duraram apenas alguns milissegundos.

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--> PROPRIEDADES QUÍMICAS E FÍSICAS

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Devido ao tempo de vida muito curto e ao fato de terem sido produzidos poucas vezes, não se conhecem as propriedades destes 2 elementos, mas presume-se que eles apresentem propriedades similares aos elementos logo acima deles na tabela (chumbo para o Uuq e polônio para o Uuh). Para finalizar, vamos citar algumas possíveis propriedades destes elementos, baseadas nas propriedades dos elementos logo acima deles:

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--> Ununquádio (Uuq)

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Estrutura eletrônica do Ununquádio.

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As propriedades do ununquádio são provavelmente similares às do chumbo (Pb). Provavelmente ele é um metal sólido cinza ou prateado, denso, razoavelmente mole, com ponto de fusão baixo (talvez ainda menor que o do Pb (327°C), seguindo a tendência da família 4A), maleável e relativamente estável por tomar parte da "ilha de estabilidade", embora seja muito radioativo. O ununquádio poderia apresentar os estados de oxidação +2 e +4, assim como o chumbo, formando compostos análogos. O sulfato de ununquádio ("UuqSO4") seria praticamente insolúvel em água, assim como o sulfato de chumbo PbSO4, os haletos do elemento também seriam pouco solúveis; o estado de oxidação +2 seria o mais comum e estável para o elemento, enquanto que o +4 seria um forte agente oxidante. Essa tendência de aumentar a estabilidade do estado de oxidação mais baixo é observada à medida que se desce pela família 4A e já se manifesta de forma razoável no chumbo. Ela seria ainda mais pronunciada no Uuq, por ele se situar mais embaixo. A forte radiação do elemento poderia influenciar em sua química, pois alguns compostos seriam decompostos pela própria radiação do elemento (auto-radiólise).

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--> Ununéxio (Uuh)

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Estrutura eletrônica do Ununéxio.

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As propriedades do Uuh seriam similares às do polônio e do telúrio. Elas seriam um pouco mais difíceis de prever que as do Uuq porque o próprio polônio (Po) é pouco conhecido por causa de sua radiação. Além disso ele teria propriedades mais metálicas que o Po ou o Te.

O ununéxio seria provavelmente um metal ou semimetal sólido, cinza ou prateado, relativamente quebradiço, com ponto de fusão baixo, além de ser um condutor de eletricidade relativamente ruim. Teria estados de oxidação -2, +2, +4 e +6, sendo que o -2 seria bem menos estável e o +6 seria um forte agente oxidante, também pouco estável. O estado de oxidação +4 seria o mais estável enquanto que o +2 seria um agente redutor moderado, baseado na tendência da família 6A de o nox mais baixo e o mais alto irem se tornando menos estáveis à medida que se desce pelo grupo. Ele também poderia formar compostos covalentes, por ter 6 elétrons na camada de valência. Devido à forte radiação do elemento, seus compostos também seriam influenciados pela possibilidade de sofrerem auto-radiólise. Aliás, isso já é observado nos compostos de Po, que sofrem auto-radiólise considerável, além de radiolisar a água, tornando difícil identificar corretamente seus compostos em solução.

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Ligações externas e referências:

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--> Enfim, reconhecidos - Ciência Hoje

--> Tabela Periódica ganha mais dois elementos - Guia do Estudante

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O NERD DA QUÍMICA, Nova Venécia - ES

 

A MULHER PRATEADA

Posted by o nerd da quimica on July 8, 2011 at 3:50 PM Comments comments (0)

Na pequena cidade de Derby, em Vermount - EUA, vive uma mulher com uma cor diferente. Rosemary Jacobs, 67 anos, possui a pele de cor prateada. Ela tem argiria, um distúrbio raro e incurável, que faz com que partículas de prata depositem-se na pele, tornando-a cinzenta, azulada ou, em casos extremos, como é o caso, prateada.

Tudo começou quando ela tinha 11 anos e começou a tratar um resfriado persistente que ela tinha com um medicamento à base de prata coloidal, por recomendação de um médico. Ela começou a notar a mudança de cor aos 14 anos, quando percebeu que sua pele havia começado a se tornar azulada, e quatro anos mais tarde uma biópsia da pele revelou uma infinidade de partículas de prata incorporadas nas profundezas sua epiderme. O especialista disse que a mudança era permanente. 

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A "Mulher Prata" nunca casou, nem tem filhos, sempre foi vítima de preconceito. A cor prata na pele, outras vezes cinza, assusta as pessoas, que acreditam que ela tem uma doença contagiosa. Rosemary sofre com o preconceito até hoje, pois várias pessoas a hostilizam por causa de sua cor incomum, achando tratar-se inclusive de uma doença contagiosa. Ela sofre com os comentários cruéis dos outros sobre seu problema e já recorreu a diversos tratamentos dolorosos  para tornar sua pele normal de novo, mas as partículas de prata estão situados no fundo da derme. Por isso, não é possível fazer sua pele voltar à coloração normal.  "Certa vez uma pessoa me disse que minha cor a fazia ficar doente", "Eles me disseram que minha cor era permanente," disse. Rosemary não casou e vive isolada, longe do público, e passou a apelar para as pessoas tomarem cuidado com os medicamentos à base de prata.  Agora, após anos de abuso verbal, os comentários cruéis e tratamentos de pele agressivos, a senhora Jacobs está determinado a aumentar a sensibilização para os perigos de tomar suplementos e medicamentos contendo prata.

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Mas afinal, o que ocorre? A prata não é tóxica ao organismo, devido à sua baixa reatividade química. Os sais de prata são bons bactericidas, por isso eles são usados como medicamentos. Entretanto, algumas pessoas, como Rosemary, desenvolvem uma condição rara chamada argíria, alteração da cor da pele causada por uso prolongado de sais de prata, em que a prata oriunda do medicamento se acumula sob a pele ou nos órgãos internos. A presença de partículas de prata elementar (Ag) ou de sulfeto de prata (Ag2S) torna a pele cinzenta, podendo ser irreversível, uma vez que o organismo não tem meios de se livrar dessas partículas, uma vez que a Ag é pouco reativa e o Ag2S é insolúvel. As partículas de Ag se formam quando os íons Ag(+) são reduzidos por certos compostos presentes no organismo, como o íon Fe(+2) dos compostos bioquímicos de ferro:

Ag(+) + Fe(+2) --> Ag° + Fe(+3)

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As partículas de Ag2S se formam pela reação de Ag(+) com sulfetos ou da prata depositada com compostos de enxofre:

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Ag(+) + S(-2) --> Ag2S

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Ligações externas:

--> http://www.humortigado.com/2010/08/historia-da-mulher-prateada.html#ixzz1RXvCwMvR

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O NERD DA QUÍMICA, Nova Venécia - ES

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O HOMEM DE SANGUE VERDE!

Posted by o nerd da quimica on July 8, 2011 at 3:15 PM Comments comments (0)

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Você conhece o cara aí de cima, o Spock?   Quem é fã da série Jornada nas Estrelas (a maioria desse público é composto por nerds), sabe que os vulcanianos tem o sangue verde. E não é que de fato foi encontrado na vida real um cara com sangue dessa cor? Não é brincadeira, é sério!

Em outubro de 2005, no hospital St. Paul, de Vancouver, no Canadá, um caso médico bizarro aconteceu: um paciente de 42 anos deu entrada no hospital, sofrendo de um problema circulatório nas pernas e precisava tomar altas doses (cerca de 200 miligramas) do analgésico sumatriptano para aliviar as dores que ele sentia.

Ao realizar a incisão cirúrgica, os médicos ficaram abismados ao verem que o paciente tinha o sangue verde! A cirurgia ocorreu sem maiores complicações e foi um sucesso.  Segundo os médicos, o problema foi desencadeado por doses excessivas de medicamentos contendo sulfamidas (sumatriptano, medicamento para a enxaqueca, no caso do paciente). A doença geralmente desaparece com o aumento dos glóbulos vermelhos, embora em alguns casos mais severos sejam necessários tratamentos específicos.

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Molécula do sumatriptano (está faltando um átomo de H no N acima porque a molécula já veio do Google errada assim mesmo! rsrs!).

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O que aconteceu? Simples: uma alteração no metabolismo havia liberado uma substância que tornou o sangue do paciente verde. Depois de tomarem um susto daqueles, os médicos resolveram analisar o sangue do paciente para descobrirem o que tinha provocado a alteração. O diagnóstico inicial dos médicos fora de metemoglobina, uma condição perigosa, onde a hemoglobina não se liga ao oxigênio (os átomos de ferro da metemoglobina tem estado de oxidação +3, ao invés do +2 na hemoglobina normal. Apenas o ferro com carga +2 participa do transporte do oxigênio). Logo depois, eles reanalisaram o sangue do paciente e constataram que ele tinha um quadro médico raríssimo chamado sulfemoglobinemia, que ocorre quando átomos de enxofre (na forma de ácido sulfídrico, H2S) se ligam aos átomos de ferro da hemoglobina, ocupando o lugar do oxigênio e tornando sua cor de vermelho para verde escuro.

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a)

b)

c)

Grupo heme (a), a parte da molécula de hemoglobina responsável pelo transporte do oxigênio. O átomo de Fe (com nox +2) se liga ao resto da proteína por trás e à molécula de O2 pela frente (b). Na sulfemoglobina um átomo se enxofre (na forma de íon HS(-) ou S(-2)) se liga ao Fe no lugar do O2 (c).

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 O medicamento foi metabolizado no corpo do paciente de forma ineficiente, de modo que o enxofre da molécula do sumatriptano se transformou em ácido sulfídrico e se ligou aos átomos de ferro das moléculas de hemoglobina. O composto formado, conhecido como sulfemoglobina, tem uma coloração verde intensa marcante. O fato surpreendente foi a intensidade do quadro, pois normalmente a sulfemoglobinemia não chega a se apresentar com tanta intensidade. Logo que o paciente deixou de consumir o medicamento, seu sangue retornou gradualmente à cor normal.

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Hemácias do paciente, vistas ao microscópio.

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O NERD DA QUÍMICA, Nova Venécia - ES

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A BACTERIA COM DNA DE ARSENIO!

Posted by o nerd da quimica on July 8, 2011 at 2:50 PM Comments comments (0)

 

 

Foi descoberta uma nova espécie de bactéria, que

substituiu o fósforo do DNA pelo arsênio!

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IMAGEM: Julio César de Athayde Rabelo (O NERD DA QUÍMICA)

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O Lago Mono fica no leste da Califórnia, limitado a oeste pelas montanhas da Sierra Nevada. O lago alcalino é conhecido por formações incomuns de tufo, um tipo de rocha calcária, assim como por sua hipersalinidade e altas concentrações de arsênio. (Foto: Henry Bortman / Science)

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Uma equipe da Universidade do Arizona, nos Estados Unidos, descobriu uma bactéria que utiliza arsênio como substituto ao fósforo em sua composição. O organismo foi recém-encontrado no lago Mono, no lado leste da Califórnia, nos Estados Unidos, deixando a comunidade científica em suspense. O achado abre espaço para novas concepções de vida, não baseadas nas formas tradicionais conhecidas

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Todos os seres vivos são compostos com base em uma combinação de seis elementos químicos: carbono (C), hidrogênio (H), nitrogênio (N), oxigênio (O), fósforo (P) e enxofre (S). São basicamente encontradas em três componentes básicos: DNA (ácido desoxirribonucleico, que contém as informações básicas dos indivíduos vivos), proteínas e gorduras.

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A bactéria pertencente à família halomonadaceae é uma criatura única na natureza, pois conseguiu realizar uma verdadeira "façanha" do ponto de vista bioquímico: conseguiu trocar um dos elementos básicos da vida (o fósforo) pelo outrora temido e mortífero arsênio, um elemento letal para quase todas as formas de vida. O fósforo é um dos elementos básicos à vida, encontrado geralmente na forma inorgânica na natureza, como fosfato (PO4). Mas uma equipe integrada pelos astrobiólogos Ariel Anbar e Paul Davies publicou um artigo na revista "Science" no qual mostra a existência de uma bactéria inédita, com outra base de composição. A aposta da autora principal do artigo, a cientista Felisa Wolfe-Simon, que já fez parte de grupo de pesquisa liderado por Anbar é de este novo organismo abre margem para novas interpretações sobre os seres vivos, inclusive fora do ambiente terrestre.

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A bactéria halomonadaceae.

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Mas por que o arsênio? A resposta é bem simples: o arsênio (As) e o fósforo (P) são da mesma família na tabela periódica, a família 5A. O As é quimicamente muito parecido com o P em suas propriedades, por isso ele é tão perigoso: O organismo confunde o arsênio com o fósforo, pois eles têm as mesmas propriedades, exceto que os compostos orgânicos de As são menos estáveis que os compostos correspondentes de fósforo, seus compostos no estado pentavalente são mais oxidantes e ele possui uma maior afinidade pelo enxofre que o seu "primo". Daí sua ação nefasta no organismo: devido à sua maior afinidade pelo enxofre, o As trivalente se prende às sulfidrilas (grupos -SH) de várias enzimas importantes, "desligando-as", o que leva a graves danos no organismo (veja mais sobre isso AQUI ) . Essa bactéria é diferente: não só resiste ao arsênio como também consegue aproveitá-lo, utilizando, por exemplo, o íon arseniato (AsO4) como aceptor final de elétrons em sua respiração celular no lugar do oxigênio (por ser oxidante) e servindo de "tapa-buraco" para o fósforo que falta para ela sobreviver.

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Seria essa bactéria uma forma de vida alienígena? Não. Estudos comprovaram que as águas do lago em que ela foi encontrada são pobres em fósforo, ou seja, a matéria-prima para fazer seu DNA. Ela foi muito esperta neste aspecto: "por que não usar o arsênio, que é tão parecido com o fósforo e está dando sopa por aí?" Entretanto, ao cultivar essas bactérias em laboratório com uma fonte de fósforo no meio de cultura, eles descobriram que a bactéria se desenvolveu muito bem, até melhor que as bactérias cultivadas usando fonte de arsênio. Embora a bactéria tenha trocado quase que totalmente o fósforo de seu organismo (inclusive o de seu DNA) pelo arsênio, ela não o abandonou. Ela incorporou o arsênio em seu DNA e outros compostos fosforados como um elemento "tapa-buraco", para compensar a ausência quase total de fósforo no ambiente.

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para ver a imagem acima com melhor definição, clique  AQUI.

 

Mas os cientistas não perderam as esperanças: o achado abre espaço para novas concepções de vida, não baseadas nas formas tradicionais conhecidas, dentro e fora da Terra. Pode ser que haja pelo universo afora (ou mesmo aqui na Terra!) organismos com um padrão bioquímico diferente do normal, que poderiam de fato substituir de vez o fósforo pelo arsênio, teoricamente em ambientes isolados e pobres em fósforo. Para esses organismos, o fósforo poderia ser tão tóxico quanto o arsênio é para nós...

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Referências:

--> http://zerohora.clicrbs.com.br/zerohora/jsp/default.jsp?uf=1&local=1§ion=Mundo&newsID=a3129866.xml

-->  http/www.google.com.br/search?hlt-BR&source=hp&biw=1003&bih=579&q=BACT%C3%89RIA+ARS%C3%8ANIO&aq=f&aqi=g1&aql=&oq= 

--> http://construindohistoriahoje.blogspot.com/2010/12/descoberta-de-bacteria-sugere-que-base.html (algumas imagens)

--> http://clubecetico.org/forum/index.php?topic=23999.50

 O NERD DA QUÍMICA, Nova Venécia - ES

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