constituída pela incerteza. Tudo aquilo que é considerado uma lei da
natureza só permanece como tal enquanto não houver evidências que
provem sua ineficácia.
Interpretar o mundo dessa maneira permite que o meio científico
realmente avance e, assim, esclareça vários dos mistérios da
existência. Afinal, se considerássemos tudo o que sabemos como certo e
infalível, de nada adiantaria fazer perguntas que nos levam a novos
mistérios e soluções.
Neste artigo, reunimos exemplos de cinco experiências químicas que,
embora parecessem impossíveis em um primeiro momento, podem ocorrer
quando as condições ideias são alcançadas. Tais descobertas são só
alguns exemplos de que vale a pena duvidar de ideais estabelecidas,
mesmo que muitas vezes isso não agrade a opinião geral.
Gases nobres reagem com outros elementos
Uma das poucas lembranças conservadas por quem teve aulas de química
no ensino médio, mas nunca se interessou muito pelo assunto, é que os
gases nobres são os únicos elementos da tabela periódica que nunca
reagem com outros. Isso se deve à teoria clássica das ligações
químicas, que explica que reações deixam de acontecer a partir do
momento em que a camada exterior dos elétrons de uma substância é
preenchida.
(Fonte da imagem: NewScientist)
Essa impossibilidade foi desmentida pelo químico britânico Neil
Bartlett, da University of British Columbia, em Vancouver. Em 1961,
ele observou que o hexafluoreto de prata (PtF6) era capaz de roubar
elétrons do oxigênio, elemento que normalmente provoca a reação
contrária — característica que inclusive originou o termo oxidação.
Ao analisar o potencial de ionização (quantidade de energia necessária
para mover um elétron) do oxigênio, Batlett percebeu que ele era muito
semelhante ao do xenônio, um gás nobre. Como todo bom cientista, ele
decidiu misturá-lo ao hexafluoreto de prata: o resultado foi o
hexafluoroplatinato de xenônio, XePtF6.
Desde então, diversas reações químicas foram realizadas usando
elementos como o criptônio, algumas delas explosivamente instáveis.
Situações do tipo mostram que, além de não conhecermos os gases nobres
tão bem quanto imaginamos, não é recomendado acreditar em tudo que
você ouve na escola.
Existem ligações entre mais de dois elementos
Outra coisa que aprendemos na escola é que o modelo clássico da
química só admite reações entre dois elementos, sem que haja espaço
para qualquer intruso na história. Essa teoria passou a ser
questionada já na década de 1940, por pesquisadores que tentavam
explicar certas reações ocorridas em moléculas orgânicas que envolviam
a troca de cargas negativas entre grupos pendentes.
Caso uma dessas cargas se perdesse, o fato resultaria na criação de
algo conhecido como "carbocátion", um íon contendo um átomo de carbono
com carga positiva. As leis estabelecidas até então diziam que os
demais grupos pendentes deveriam se ligar à nova molécula, processo
que nem sempre acontecia.
Para explicar a situação, alguns cientistas formularam a tese de que a
carga positiva estava formando uma matriz triangular com três átomos
de carbono. Essa estrutura não só possibilitava que os grupos
pendentes se ligassem a vários locais diferentes, como também permitia
que um dos átomos de carbono fizesse cinco ligações, em vez das quatro
tradicionais.
Essa tese só pôde ser provada décadas depois, pelo cientista húngaro
George Olah, que utilizou espectroscopia nuclear magnética para isolar
um carbocátion — feito até então considerado impossível, devido à sua
instabilidade. O trabalho não só provou que existem ligações entre
três elementos, como rendeu ao pesquisador o prêmio Nobel de química
em 1994.
Reações espontâneas podem acontecer em dois sentidos
A Segunda Lei da Termodinâmica afirma que toda espécie de mudança
ocorrida no universo é acompanhada pelo aumento da entropia — ou seja,
a desordem da existência aumenta constantemente. Assim, todas as
reações químicas só trabalhariam em um único sentido, sem a
possibilidade de uma volta a seu estado original.
(Fonte da imagem: NewScientist)
A descoberta do cientista russo Boris Belousov mostrou que isso não
era necessariamente verdade. Usando um coquetel de elementos químicos
semelhantes à glicose, ele criou uma mistura que alternava entre o
amarelo e o incolor de maneira constante — sinal de que a reação
estava acontecendo em ambos os sentidos.
Tais oscilações são explicadas pelos compostos intermediários gerados
durante o processo, capazes de acelerar suas próprias produções.
Combinados a outras misturas capazes de gerar um ciclo que restaurava
os componentes usados a seus estados originais, esses agentes explicam
os motivos pelos quais o processo acontecia nos dois sentidos.
Eventualmente, os elementos químicos se estabilizavam conforme os
compostos intermediários eram consumidos, provando que a situação só
ocorre durante reações instáveis. Os fãs da Segunda Lei da
Termodinâmica não precisam se preocupar — como ela só abrange reações
estáveis, a descoberta não foi capaz de desacreditá-la.
Reações químicas podem acontecer em ambientes frios
A maioria das reações químicas depende de um processo que forma
moléculas intermediárias com grande energia que se rearranjam em
produtos com menor vigor energético. Para que isso ocorra, geralmente
é preciso existir alguma espécie de aquecimento, o que impediria que
houvesse qualquer espécie de combinação de elementos no espaço.
Na década de 1970, o químico soviético Vitali Goldanski contestou essa
afirmação, provando que certas moléculas envolvidas em reações de
polimerização continuavam reagindo mesmo em ambientes com temperaturas
próximas a 4 Kelvin (-269° C). O cientista sugeriu que isso acontecia
devido a um processo quântico denominado Efeito Túnel, que consiste em
uma partícula atravessando uma região em que a energia potencial é
maior do que a sua energia total.
Goldanski afirma que é isso que possibilita a ocorrência de reações
químicas no espaço, talvez sendo até mesmo o responsável pela formação
de moléculas construtoras da vida em grãos interestelares, a partir de
ingredientes como cianeto, amônia e água. Mera curiosidade na época de
seu descobrimento, o Efeito Túnel é uma das teorias mais bem
estabelecidas da química atual.
Simetrias impossíveis
Quando o químico israelita Dan Shechtman afirmou ter descoberto uma
forma quasicristalina de simetria atômica em certos sólidos, ele
provocou reações bastante contrárias no meio científico. Um de seus
principais opositores foi Linus Pauling, cientista famoso por ter
chegado próximo de descobrir a estrutura do DNA (ele havia apostado em
um formato de três hélices, em vez das duas realmente existentes).
A reação foi tão negativa que ele se viu impedido de continuar suas
pesquisas, passando por sérias dificuldades para divulgar seu
trabalho. A recompensa veio em 2011, ano em que o pesquisador recebeu
um prêmio Nobel por seu trabalho.
(Fonte da imagem: NewScientist)
A descoberta ocorreu enquanto Shechtman atirava raios de elétrons em
ligas metálicas e conferia os padrões resultantes de suas reflexões, o
que permitia a ele conferir a forma como os átomos que constituíam os
materiais se agrupavam. Entre os resultados, estava uma forma com
simetria semelhante a um pentágono, cujos padrões nunca se repetiam de
forma exata.
Várias outras ligas quasicristalinas foram descobertas desde então,
tanto em polímeros quanto em pedaços de meteoros. Atualmente, há
pesquisas que afirmam que até mesmo a água adquire essa característica
quando confinada a fendas com espessura extremamente reduzida.
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