Compartilhamento incomum de elétrons é encontrado em cristal frio

Os átomos de tungstênio são vistos se juntando de uma forma semelhante a um íon do espaço sideral. A descoberta sugere que muitos mais tipos de compartilhamento de elétrons entre átomos podem existir na natureza.

Uma equipe de cientistas liderada pela Universidade de Nagoya, no Japão , detectou uma configuração atômica altamente incomum em um material à base de tungstênio. Até agora, a configuração atômica só tinha sido vista no trihidrogênio, um íon que existe entre os sistemas estelares no espaço. 

As descobertas, publicadas na revista Nature Communications , sugerem que mais estudos podem revelar compostos com propriedades eletrônicas interessantes.

Os átomos que constituem os humanos, as árvores e as mesas da cozinha geralmente se unem compartilhando elétrons – pense nos elétrons como a cola atômica da vida. 

O físico aplicado da Universidade de Nagoya Yoshihiko Okamoto e seus colegas descobriram uma versão altamente incomum dessa cola: uma molécula triangular regular era formada por três átomos ligados por dois elétrons.

“Esse tipo de ligação só havia sido visto anteriormente nos íons trihidrogênio encontrados no material interestelar”, diz Okamoto. “Ficamos entusiasmados em ver essa configuração em um cristal à base de tungstênio resfriado.”

As chamadas moléculas de tritungstênio foram descobertas em cristais únicos de óxido de césio e tungstênio (CsW 2 O 6 ) resfriados abaixo de -58°C. 

O “CsW 2 O 6” conduz eletricidade em temperatura ambiente, mas se transforma em um material isolante quando é resfriado abaixo de -58 ° C. Tem sido um desafio estudar como a estrutura atômica desse tipo de material muda em resposta à temperatura. Para superar isso, Okamoto e seus colegas no Japão sintetizaram cristais simples muito puros de CsW 2 O 6 e os bombardearam com feixes de raios-X em temperatura ambiente e -58 ° C.

As moléculas de tungstênio no cristal condutor formam redes tridimensionais de pirâmides tetraédricas conectadas em seus cantos, conhecidas como estrutura pirocloro. As ligações entre as moléculas se formam devido a um compartilhamento simétrico de elétrons entre elas.

No entanto, quando o composto é resfriado, os elétrons se reorganizam e dois tipos de átomos de tungstênio emergem dentro do tetraedro, cada um com uma ‘valência’ diferente, ou poder de ligação com outros átomos. Isso, por sua vez, distorce os comprimentos das ligações de tungstênio com átomos de oxigênio no composto, levando a uma forma mais comprimida. É importante ressaltar que os átomos de tungstênio com menor valência formam triângulos pequenos e grandes nas laterais do tetraedro de tungstênio, com as moléculas de tritungstênio altamente incomuns se formando nos pequenos triângulos. Os três átomos de tungstênio que formam as pontas desses triângulos compartilham apenas dois elétrons entre eles para mantê-los unidos.

“Até onde sabemos, CsW 2 O 6 é o único exemplo em que este tipo de formação de ligação, onde vários átomos compartilham apenas alguns elétrons, aparece como uma transição de fase”, diz Okamoto.

A equipe tem como objetivo investigar mais a fundo compostos com estruturas de pirocloro, com o objetivo final de descobrir materiais com propriedades novas e interessantes.

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O artigo, “Trímero do triângulo regular e ordem de carga preservando a condição de Anderson na estrutura do pirocloro de CsW2O6”, foi publicado na revista Nature Communications em DOI: 10.1038 / s41467-020-16873-7 .

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Se você aceitar que tudo isso vibra, que formas vibram sob as leis do número (frequências) compreenderá o atalho mais importante para chegar na Teoria das Cordas, ou o Verbo Criador do Universo.
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Ps: essa disposição triangular dos elétrons, existentes no Cosmos, vista no trihidrogênio, um íon que existe entre os sistemas estelares no espaço, me lembrou a sequência das ligações do recente crop circle de 8 de agosto.

JP em 14.08.2020

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