Um universo de equações químicas. Crédito:Nikolayenko Yekaterina / Shutterstock.com
John Morrison Galbraith é um professor associado de química no Marist College que estuda ligações químicas, que é o processo que mantém os átomos unidos para formar moléculas.
O que você descobriu?
Você fez um curso de química no colégio? Você achou que era um campo estático chato cheio de fatos estabelecidos que foram determinados há muito tempo? Eu fiz pesquisas que mostram que o mais fundamental desses "fatos estabelecidos, "a natureza da ligação química, agora está sendo questionado.
Você provavelmente já ouviu falar de ligações covalentes, onde os elétrons são compartilhados entre os átomos, e ligações iônicas, onde os elétrons são completamente transferidos de um átomo para outro. Mas você provavelmente não conhece um terceiro tipo de vínculo, descoberto no início dos anos 1990 por Sason Shaik e Philippe Hiberty:o vínculo de mudança de carga. Comecei a trabalhar com eles logo depois.
O que torna um vínculo de mudança de carga diferente?
Em obrigações de troca de carga, elétrons são compartilhados e transferidos ao mesmo tempo.
Isso pode soar um pouco louco, mas pense assim:Você conhece aquelas passarelas móveis nos aeroportos? Suponha que por mais de 100 anos, as pessoas pensavam que a única maneira de ir de um ponto a outro era ficar em pé na esteira rolante ou caminhar ao lado dela.
Os três tipos de ligações químicas. Vermelho indica áreas ricas em elétrons e azul indica áreas com deficiência de elétrons. (Acima) a ligação covalente na molécula de hidrogênio mostrando o acúmulo de elétrons na região de ligação entre dois átomos de hidrogênio individuais. Crédito:CC BY-SA
Agora, suponha que alguém percebeu que existe uma terceira maneira de se mover:você pode ficar na passarela e andar ao mesmo tempo. A velocidade com que você se move no aeroporto não é devida a ficar em pé ou caminhar, mas uma combinação de ambos.
Junto com Shaik, Hiberty e um punhado de outras pessoas ao redor do mundo, Eu ajudei a mostrar que a ligação por deslocamento de carga é um amplo fenômeno que ocorre entre uma variedade de elementos da tabela periódica.
O que inspirou essa descoberta?
Shaik e Hiberty estavam calculando a energia necessária para quebrar uma série de ligações usando um método chamado teoria de ligações de valência. Química tem tudo a ver com reconhecimento de padrões, e todos os vínculos que estudaram se encaixam em um padrão bem estabelecido, exceto a ligação entre dois átomos de flúor. Tradicionalmente considerada uma ligação puramente covalente, esta molécula não se comportou como qualquer outra ligação covalente. Tentando entender o porquê, Shaik e Hiberty descobriram algo completamente único.
A ligação iônica no cloreto de sódio (sal de cozinha) mostrando a transferência de elétrons para o lado do cloro (à direita). CC BY-SA
Por que isso é importante?
Esta é a primeira grande mudança na maneira como os químicos pensam sobre a ligação em mais de 100 anos. A ligação química está no cerne da química, portanto, mudar a maneira como os químicos pensam sobre a ligação mudará todo o campo.
Como os títulos de mudança de carga são aplicados no mundo real?
Materiais sintéticos, como chips de computador, plásticos, cosméticos, têxteis e remédios vêm de fazer e quebrar ligações químicas.
Portanto, o conhecimento das ligações químicas pode inspirar novos materiais com propriedades que ainda não imaginamos. Já estamos vendo químicos explorando as propriedades das ligações de deslocamento de carga para acelerar as reações químicas e compreender as propriedades dos solventes industriais.
Qual é o elemento mais legal da sua nova pesquisa?
A química está viva e em constante mudança - foi o que primeiro me atraiu para o campo. A vinculação de troca de carga desafia algo tão fundamental para o campo que é amplamente considerado como certo.
A ligação de deslocamento de carga da molécula de flúor mostrando depleção de elétrons na região de ligação. CC BY-SA
O drama da mudança radical da teoria está em pleno vigor aqui:o conceito foi introduzido há muitos anos, mas não foi aceito rapidamente; hora extra, o trabalho diligente de um punhado de crentes forneceu mais apoio para a ideia; e agora está ganhando ampla aceitação devido à verificação por meios experimentais e teóricos alternativos.
Também acho fascinante que a maioria dos processos químicos agora possa ser modelada de forma confiável em um computador. Sempre gostei da química pelo conhecimento que ela proporcionava sobre como as coisas funcionam na escala atômica. Contudo, Nunca me senti confortável brincando com béqueres e produtos químicos perigosos. Embora a química ainda seja uma ciência predominantemente experimental, hoje, os computadores podem direcionar esses experimentos ao mesmo tempo em que fornecem um lugar para um químico com desafios experimentais como eu.
Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original. 
