p Um estudo da Chalmers University of Technology, Suécia, produziu novas respostas a questões fundamentais sobre a relação entre o tamanho de um átomo e suas outras propriedades, como eletronegatividade e energia. Os resultados abrem caminho para avanços no desenvolvimento futuro de materiais. Pela primeira vez, é possível, sob certas condições, conceber equações exatas para tais relações. p "O conhecimento do tamanho dos átomos e suas propriedades é vital para explicar a reatividade química, estrutura e as propriedades de moléculas e materiais de todos os tipos. Esta é uma pesquisa fundamental necessária para que possamos fazer avanços importantes, "explica Martin Rahm, o principal autor do estudo e líder de pesquisa do Departamento de Química e Engenharia Química da Chalmers University of Technology.

p Os pesquisadores por trás do estudo, consistindo de colegas da Universidade de Parma, Itália, bem como o Departamento de Física da Chalmers University of Technology, trabalharam anteriormente com cálculos de mecânica quântica para mostrar como as propriedades dos átomos mudam sob alta pressão. Esses resultados foram apresentados em artigos científicos no Jornal da American Chemical Society e ChemPhysChem .

p O novo estudo, publicado no jornal Ciência Química , constitui a próxima etapa em seu importante trabalho, explorando a relação entre o raio de um átomo e sua eletronegatividade - uma peça vital de conhecimento químico que tem sido buscada desde a década de 1950.

p Estabelecendo novas equações úteis

p Ao estudar como a compressão afeta os átomos individuais, os pesquisadores conseguiram derivar um conjunto de equações que explicam como as mudanças em uma propriedade - o tamanho de um átomo - podem ser traduzidas e entendidas como mudanças em outras propriedades - a energia total e a eletronegatividade de um átomo. A derivação foi feita para pressões especiais, em que os átomos podem levar uma de duas energias bem definidas, dois raios e duas eletronegatividades.

p "Esta equação pode, por exemplo, ajudam a explicar como um aumento no estado de oxidação de um átomo também aumenta sua eletronegatividade e vice-versa, no caso de uma diminuição no estado de oxidação, "diz Martin Rahm.

p Uma questão chave para a ciência de materiais inexplorados

p Um dos objetivos do estudo foi ajudar a identificar novas oportunidades e possibilidades para a produção de materiais sob alta pressão. No centro da terra, a pressão pode chegar a centenas de gigapascais - e tais condições são alcançáveis ​​em ambientes de laboratório hoje. Exemplos de áreas onde a pressão é usada hoje incluem a síntese de supercondutores, materiais que podem conduzir corrente elétrica sem resistência. Mas os pesquisadores veem muitas outras possibilidades à frente.

p "A pressão é uma dimensão amplamente inexplorada na ciência dos materiais, e o interesse em novos fenômenos e propriedades de materiais que podem ser realizados usando compressão está crescendo, "diz Martin Rahm.

p Criando o banco de dados que eles próprios desejavam

p A grande quantidade de dados que os pesquisadores computaram por meio de seu trabalho agora foram resumidos em um banco de dados, e disponibilizado como um aplicativo da web amigável. Este desenvolvimento foi patrocinado pela Chalmers Area of ​​Advance Materials e tornou-se possível através de uma colaboração com o grupo de pesquisa de Paul Erhart no Departamento de Física de Chalmers.

p No aplicativo da web, os usuários agora podem explorar facilmente a aparência da tabela periódica em diferentes pressões. Na última publicação científica, os pesquisadores fornecem um exemplo de como essa ferramenta pode ser usada para fornecer novos insights sobre a química. As propriedades do ferro e do silício - dois elementos comuns encontrados na crosta terrestre, manto e núcleo - são comparados, revelando grandes diferenças em diferentes pressões.

p "O banco de dados é algo que sinto falta há muitos anos. Esperamos que seja uma ferramenta útil, e ser usado por muitos pesquisadores químicos e materiais que estudam e trabalham com altas pressões. Já o usamos para orientar pesquisas teóricas para novos fluoretos de metais de transição, "diz Martin Rahm.