Um raro elemento da tabela periódica está desafiando a mecânica quântica

Ainda há muito que não sabemos sobre os actinídeos. Na tabela periódica, essa série de elementos pesados e radioativos fica na parte de baixo, e inclui várias substâncias que não ocorrem naturalmente na Terra.

Entre eles, o berquélio parece ser mais estranho que do tínhamos percebido inicialmente. Novos experimentos com esse elemento sintético incrivelmente raro mostraram que seus elétrons não se comportam da forma que deveriam, desafiando a mecânica quântica.

“É quase como estar em um universo alternativo porque você está vendo uma química que simplesmente não vê em elementos comuns”, afirma o químico Thomas Albrecht-Schmitt, da Universidade Estadual da Flórida (EUA).

Por anos, Albrecht-Schmitt tem estudado o mundo radioativo dos actinídeos, incluindo o plutônio, califórnio e berquélio.

O berquélio tem este nome porque foi produzido por dois cientistas da cidade de Berkeley, no estado da Califórnia. A descoberta aconteceu em 1949, mas pouca coisa se sabe sobre o elemento porque ele é difícil e extremamente caro de ser produzido em laboratório.

Estima-se que menos de 1 grama do elemento tenha sido sintetizado nos últimos 50 anos. Para a pesquisa de Albrecht-Schmitt, foram produzidas 13 mg do metal radioativo pelo Departamento de Energia dos EUA.

Isso pode parecer muito pouco, mas é mil vezes mais do que outros cientistas já receberam em pesquisas anteriores, e permitiu que os pesquisadores observassem alguns detalhes que passaram despercebidos por outros cientistas.

Em uma série de experimentos que aconteceram em três anos, a equipe da universidade da Flórida criou vários componentes a partir do berquélio e foi possível observar que seus elétrons se comportavam de forma estranha.

Os elementos do topo da tabela periódica são leves, e seus elementos se alinham em configurações explicadas pela teoria quântica, que determina como elétrons giram ao redor do núcleo dos átomos.

O berquélio, porém, assim como outros elementos pesados, se comporta de outra maneira, e os princípios da mecânica quântica não explicam o que os elétrons estão fazendo.

Nesses elementos, os elétrons parecem estar sendo governados pela teoria da relatividade de Einstein, que prevê que objetos com massa ficam mais pesados conforme se movimentam mais rapidamente.

Em termos dos elétrons no berquélio, essa lógica acontece da seguinte forma: conforme os elétrons começam a se mover mais rapidamente ao redor do núcleo, eles vão ficando mais pesados. Esse comportamento desafia a explicação quântica.

“Quando você vê esse fenômeno interessante, você começa a se questionar como fazê-lo ficar mais forte ou desligá-lo. Há alguns anos, ninguém nem pensava que você poderia fazer um componente de berquélio”, diz Albrecht-Schmitt, autor do estudo publicado no Journal of the American Chemical Society.

Esse trabalho se apoia em pesquisas da mesma equipe publicadas em 2016, envolvendo componentes de berquélio. Nelas os pesquisadores afirmaram que o berquélio era “eletronicamente diferente do que as pessoas esperam”.

Conforme esse trabalho evolui, há mais evidências de que o berquélio, como a própria tabela periódica, é algo que é quase impossível de compreender completamente. Resta esperar para ver como esses actinídeos misteriosos vão quebrar nossas melhores teorias.

“O que nos dá uma compreensão de como a química está mudando no final da tabela”, explica o pesquisador. “O objetivo é entender a base química do elemento. Mesmo tendo o berquélio por quase 70 anos, muitas propriedades químicas básicas ainda estão desconhecidas”, explica o cientista.

Ciberia // HypeScience

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