Uma série de experimentos complicados envolvendo um dos elementos menos compreendidos da Tabela Periódica virou de cabeça para baixo alguns princípios antigos do mundo científico.

Pesquisadores da Florida State University descobriram que a teoria da mecânica quântica não explica adequadamente como funcionam os elementos mais pesados ​​e raros encontrados no final da tabela. Em vez de, outra teoria científica bem conhecida - a famosa Teoria da Relatividade de Albert Einstein - ajuda a governar o comportamento dos últimos 21 elementos da Tabela Periódica.

Esta nova pesquisa está publicada no Jornal da American Chemical Society .

A mecânica quântica é essencialmente as regras que governam como os átomos se comportam e explicam totalmente o comportamento químico da maioria dos elementos na mesa. Mas, Thomas Albrecht-Schmitt, o professor de química Gregory R. Choppin da FSU, descobriram que essas regras são um tanto anuladas pela Teoria da Relatividade de Einstein quando se trata do mais pesado, elementos menos conhecidos da Tabela Periódica.

"É quase como estar em um universo alternativo porque você está vendo uma química que simplesmente não vê nos elementos do dia a dia, "Albrecht-Schmitt disse.

O estudo, que levou mais de três anos para ser concluído, envolveu o elemento berquélio, ou Bk na Tabela Periódica. Por meio de experimentos envolvendo quase duas dúzias de pesquisadores em todo o campus FSU e no Laboratório Nacional de Alto Campo Magnético, sediado no FSU, Albrecht-Schmitt fez compostos de berquélio que começaram a exibir uma química incomum.

Eles não estavam seguindo as regras normais da mecânica quântica.

Especificamente, elétrons não estavam se organizando em torno dos átomos de berquélio da maneira que eles se organizam em torno de elementos mais leves como o oxigênio, zinco ou prata. Tipicamente, os cientistas esperariam ver os elétrons se alinharem de modo que todos fiquem voltados para a mesma direção. Isso controla como o ferro age como um ímã, por exemplo.

Contudo, essas regras simples não se aplicam quando se trata de elementos do berquélio e além, porque alguns dos elétrons se alinham de forma oposta à forma como os cientistas previram há muito tempo.

Albrecht-Schmitt e sua equipe perceberam que a Teoria da Relatividade de Einstein realmente explicou o que eles viram nos compostos de berquélio. Sob a Teoria da Relatividade, quanto mais rápido qualquer coisa com movimento em massa, mais pesado fica.

Como o núcleo desses átomos pesados ​​é altamente carregado, os elétrons começam a se mover a frações significativas da velocidade da luz. Isso faz com que eles fiquem mais pesados ​​do que o normal, e as regras que normalmente se aplicam ao comportamento do elétron começam a falhar.

Albrecht-Schmitt disse que foi "estimulante" quando ele e sua equipe começaram a observar a química.

"Quando você vê este fenômeno interessante, você começa a se perguntar todas essas perguntas, como como você pode torná-lo mais forte ou desligá-lo, "Albrecht-Schmitt disse." Alguns anos atrás, ninguém pensou que você poderia fazer um composto de berquélio. "

O berquélio tem sido usado principalmente para ajudar os cientistas a sintetizar novos elementos, como o elemento 117 Tennessine, que foi adicionado à tabela no ano passado. Mas pouco foi feito para entender o que o elemento - ou vários de seus vizinhos nas mesas - sozinho pode fazer e como funciona.

O Departamento de Energia deu a Albrecht-Schmitt 13 miligramas de berquélio, aproximadamente 1, 000 vezes mais do que qualquer outra pessoa usou para grandes estudos de pesquisa. Para fazer esses experimentos, ele e sua equipe tiveram que se mover excepcionalmente rápido. O elemento se reduz à metade da quantidade em 320 dias, ponto em que não é experimentos estáveis ​​o suficiente.