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A tabela periódica molecular: uma ambição dos químicos

A ideia de organizar os elementos químicos por seus números atômicos, configuração eletrônica e recorrência das propriedades periódicas, nós já conhecemos. É a famosa Tabela Periódica, um modelo que agrupa todos os elementos químicos conhecidos e apresenta algumas de suas características. O modelo que conhecemos atualmente foi proposto pelo químico russo Dmitri Mendeleev no ano de 1869. Após 150 da consolidação da obra do químico, veio do Japão uma forma de organização parecida, mas para moléculas.

Nos dias atuais, a Tabela Periódica é muito útil para físicos e químicos de todo o mundo. Justamente por isso, há anos especialistas têm tentado criar uma tabela periódica molecular. A criação mais recente é de uma equipe de cientistas do Instituto de Tecnologia de Tóquio. Algumas tentativas já foram parcialmente bem-sucedidas, possibilitando regras periódicas que preveem a existência de certas moléculas.

Entretanto, as regras da Tabela Periódica convencional eram válidas apenas para grupos de átomos de uma geometria específica, com simetria quase esférica. Mas existem diversas outras formas moleculares — e foi aí que a equipe de Tóquio focou. A abordagem é baseada na observação do comportamento dos elétrons da camada de valência, a mais externa do átomo. Em alguns átomos, essas partículas se encontram mais “livres” e conseguem, assim, interagir com elétrons de outros átomos para formar compostos mais facilmente. A união desses elétrons acontece em diferentes camadas, os orbitais moleculares. Os átomos compartilham elétrons e formam, assim, diferentes moléculas – cada uma com simetria específica.

Tendo toda essa teoria em vista, os pesquisadores propuseram “modelos orbitais adaptados à simetria (SAO)”, que estão de acordo com várias moléculas já conhecidas e com cálculos da mecânica quântica. Dessa forma, uma nova tabela periódica seria criada para cada tipo de simetria, organizando as substâncias segundo quatro parâmetros: grupos e períodos (com base em seus elétrons da camada de valência), espécies (com base nos elementos constituintes) e famílias (com base no número de átomos).

A ideia é complexa e ainda precisa ser aperfeiçoada. Para os japoneses, o caminho é expandir ainda mais essa classificação e englobar mais geometrias moleculares diferentes. “Entre as infinitas combinações de elementos constitutivos, a tabela periódica proposta será uma contribuição significativa para a descoberta de novos materiais funcionais”, disse Kimihisa Yamamoto, membro da pesquisa.