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quarta-feira, 20 de fevereiro de 2019

Peculiaridades Elementares


Quem não tem aquele amigo esquisito único, capaz de façanhas estranhas inimagináveis como conseguir lamber o próprio cotovelo, mexer as orelhas sem as mãos ou colocar o pé atrás da cabeça? Embora não pareça à primeira vista, os elementos químicos e seus compostos também realizam proezas um tanto curiosas. Será que alguma delas supera a habilidade desse amigo?
Químicos são apenas muitos átomos que falam sobre átomos.

Nave espacial”: o hidrogênio (H) é o elemento mais abundante de todos, representando 89% dos átomos do universo. Entretanto, existe muito pouco hidrogênio livre na Terra, já que as moléculas de H2 são muito leves e movem-se a velocidades altíssimas, podendo muitas vezes escapar do planeta e de sua gravidade. O “segredo”, então, é se ligar a átomos mais pesados, como o oxigênio (O), para “ancorar”, o que explica por que a maior parte do H é encontrada aqui na forma de água (H2O).
 “Ao infinito e além”: o hélio(He) é o segundo elemento mais abundante do universo, embora seja raro no nosso planeta, pois, além de também ser projetado para fora da atmosfera como o H2, não forma compostos, que ajudariam em sua “ancoragem”
 “Fica frio”: o hélio também tem o mais baixo ponto de ebulição (isto é, o ponto da temperatura na qual a substância passa do estado líquido para o gasoso),  de todas as substâncias (-269 ◦C, aproximadamente) e não se solidifica em nenhuma temperatura, a não ser que seja aplicada pressão para manter juntos seus átomos leves e móveis.
Inception”: a ação combinada do sódio(Na) e do potássio(K) é fundamental para que ocorra a transmissão de sinais pelos neurônios (tipo de células do sistema nervoso), o que significa que para aprender sobre o sódio e o potássio é necessário ter esses elementos literalmente no cérebro.
Do vinho para a água”: antigamente o alumínio(Al) era um metal de difícil extração, raro e caro, simbolizando poder e tecnologia. Desta forma foi utilizado em talheres da nobreza medieval e até em uma caríssima ponta no Monumento de Washington. Porém, em 1886, Charles Martin Hall, químico americano de apenas 23 anos descobriu que ao misturar o mineral criolita, com alumina (principal fonte do alumínio), obtinha uma mistura que fundia em uma temperatura muito mais econômica (950ºC), em vez dos 2050ºC da alumina pura. Como resultado, o metal passou a ser produzido e utilizado em massa, possuindo um valor de mercado banal.
Não toca em mim”: A jeito mais comum de se obter fósforo(P) é sob a forma de fósforo branco (P4), um composto molecular sólido, tóxico e muito reativo que se inflama em contato com o ar. Para uso cotidiano este composto é submetido ao aquecimento na ausência de ar gerando a forma alotrópica (ou seja, uma outra substância formada apenas de átomos de fósforo, mas com características químicas e estruturais diferentes do fósforo vermelho), menos reativa, mas inflamável por atrito, o que faz com que seja colocada nas superfícies das caixas de fosforo. Assim sendo, o palito de fósforo, normalmente, contém apenas um material inflamável, enquanto que o fósforo(P) propriamente dito, permanece na borda da caixa.
Util e perigoso”: O flúor(F) é um gás reativo, quase incolor e corrosivo, sendo utilizado na indústria, principalmente para gerar hexafluoreto de urânio (UF6), usado no processamento do combustível nuclear ou na produção de hexafluoreto de enxofre (SF6), inserido em equipamentos elétricos.
Água salgada”: Embora o flúor(F) seja mais abundante que o cloro(Cl) na crosta terrestre, os oceanos são salgados com cloretos (como o cloreto de potássio-KCl-ou o cloreto de sódio-NaCl) ao invés de fluoretos. Isto ocorre em parte devido ao fato dos íons fluoreto (F¬-) serem muito pequenos, o que aumenta sua densidade de carga, e, consequentemente, a força de suas ligações, acarretando em altas entalpias de rede, relacionada a estabilidade estrutural do material. Desta maneira, compostos de fluoreto (F-) são menos solúveis do que compostos com cloreto(Cl-). Como resultado, os fluoretos são menos solúveis do que os demais halogenetos ( íons dos elementos halogênios, como F-,Cl- e Br-).
Nem tão nobre assim”: sob condições especiais de temperatura e pressão, os gases nobres, como o xenônio(Xe), famosos por sua inércia (baixa tendência a reagir com outros átomos), podem se tornar muito reativos gerando compostos como hexafluoro-platinato de xenônio (XePtF6) e tetrafluoreto de xenônio (XeF4)
O perigo vem de baixo”: O gás radioativo radônio(Rn) emerge do solo como um produto dos processos radioativos que acontecem nas profundezas da Terra, sendo responsável por 55% da radiação que o ser humano recebe ao longo da sua vida e possuindo a quinta maior reserva mundial no Brasil. Existe certa preocupação  pelo seu acúmulo em construções, porque os produtos de seu decaimento nuclear (transformação de um átomo em um de outro elemento através da emissão de partículas radioativas) podem levar a perigosas mutações, gerando câncer nos pulmões de quem os inala.
Super audição”: O titânio(Ti) forma uma série de óxidos conhecidos como titanatos. Em especial um desses compostos, o titanato de bário (BaTiO2), adquire carga elétrica quando sofre distorções mecânicas (como vibrações, por exemplo), podendo ser utilizado para a detecção de sons sob a água em um sonar de submarino.
Coma feijão”: O ferro(Fe) é o elemento mais abundante dentro do nosso planeta (compondo 80% do núcleo da Terra) e o segundo mais abundante na crosta terrestre (sendo o primeiro, o alumínio). O corpo de um humano adulto saudável contém cerca de 3 gramas de ferro, principalmente na forma de hemoglobina. Cerca de 1 miligrama é perdido diariamente (pelo suor, fezes, e cabelo), e as mulheres perdem em torno de 20mg durante a menstruação. Por isso, ferro deve ser ingerido diariamente para manter o equilíbrio.
Vintém”: As moedas em nossa carteira são formadas por uma liga de cuproníquel, cuja composição é de cerca de 25% de níquel(Ni) e 75% de cobre(Cu)
Ajuda cósmica”: Cerca de 70% do suprimento de ferro(Fe) e níquel(Ni) do Ocidente vêm dos minérios de sulfetos de ferro e de níquel trazidos à superfície há dois bilhões de anos, pelo impacto de um enorme meteoro em Sadbury, Ontário, no Canadá.
Sangue Real”: No polvo e em alguns artrópodes (como aranhas e caranguejos), o cobre(Cu) substitui a função desempenhada pelo ferro nos mamíferos de auxiliar no transporte de oxigênio. Como resultado, o sangue desses animais é azul ou verde, e não vermelho.
Alto rendimento”: O ouro(Au) é tão maleável que com apenas 1 grama é possível esticá-lo, formando uma folha que cobre uma área de cerca de 1m2 ou transformá-lo em um fio de mais de 2km de comprimento.
Além do tempo”: Um tipo radioativo do carbono(C), conhecido como carbono-14(14C), é formado na atmosfera pelo bombardeamento de nêutrons do espaço sobre o nitrogênio presente nessa região. Ele é fixado, na forma de gás carbônico (CO2) na fotossíntese de plantas e entra na cadeia alimentar assim como átomos de carbono não radioativos, chamados de carbono-12(12C). Os seres vivos, então, tendem a absorver e acumular o 14C ao longo da sua vida.
Assim, quando o corpo morre, ele deixa de acumular carbono. Entretanto, os núcleos de carbono-14 no organismo degradam-se com o passar dos séculos, diminuindo a relação entre carbono-14 e carbono-12. Portanto, esta relação está ligada ao tempo decorrido após a morte do indivíduo e, por isso, pode ser usada para estimar a sua idade.
Combustível radioativo”: A fissão nuclear (isto é a “quebra” de um núcleo em outros núcleos ou partículas menores) de 1,0g de urânio-235 (235U) libera cerca de 73x109Joules (1,3 milhão de vezes mais energia do que seria produzida pela queima de 1,0g de metano(CH4), o componente principal do gás natural.
Atividade humana”: Dos 118 elementos descritos na tabela periódica, 26 são artificiais: o ser humano criou cerca de 22% dos elementos conhecidos!
 “Durma com essa”: O hidrogênio (H) e o hélio (He) foram gerados poucos segundos depois do “Big Bang”. Todos os demais elementos descendem desses dois, como resultados de reações nucleares nas estrelas (em um processo chamado nucleossíntese), o que implica que cada átomo no nosso organismo e no mundo como um todo foi PRODUZIDO NO ESPAÇO. É por isso que Carl Segan, o astrônomo e astrofísico mundialmente conhecido, esta correto em afirmar que somos formados por poeira estelar!



Veja mais em:
https://elements.wlonk.com/index.htm
https://www.ptable.com/?lang=pt#Writeup/Wikipedia

Referências:
ATKINS, P.W.; JONES, Loretta. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. 5.ed. Porto Alegre: Bookman, 2006. p.611 – 728.
Consequências do Gás Radônio na Saúde Humana. O Arquivo. Disponível em: http://www.oarquivo.com.br/variedades/qualidade-de-vida/4105-consequências-do-gás radônio-na-saúde-humana. Acesso em: 16 fev. 2019.
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "O que é Carbono 14?"; Brasil Escola. Disponível em . Acesso em 16 fev. 2019;
KULKARNI, Mayuri. Synthetic Elements (em inglês). Disponível em: . Acesso em: 16 fev. 2019.

Sobre o autor:

Matheus Salgado D.N.Saula é estudante de Graduação em Química pelo Instituto de Química da Universidade de São Paulo (IQ-USP). Realiza pesquisa sobre materiais com luminescência persistente no Laboratório dos Elementos do Bloco-f (Leb-f).

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