Nova ligação quimica

Descoberto novo tipo de ligação química no espaço

Redação do Site Inovação Tecnológica - 21/07/2012

Um fenômeno que aqui na Terra significaria a quebra imediata de uma molécula, nas condições extremas do espaço serve para manter juntos dois átomos, formando uma "molécula magnética". [Imagem: Lange et al./Science]

Reação química espacial

Cientistas descobriram a possibilidade de um novo tipo de ligação química, mantida por campos magnéticos extremamente fortes.

A reação não poderia ocorrer nas condições naturais da Terra e nem mesmo do Sistema Solar inteiro: ela só ocorre nas proximidades de estrelas de nêutrons ou anãs brancas.

Na Terra, os átomos se ligam por ligações covalentes, ou ligações de hidrogênio - quando eles compartilham elétrons - ou por ligações iônicas - quando a atração eletrostática faz com que íons de cargas opostas se juntem.

No novo tipo de ligação, que Kai Lange e seus colegas da Universidade de Oslo, na Noruega, chamaram de ligação paramagnética, é o magnetismo que mantém os átomos coesos.

Ligação magnética

Os campos magnéticos presentes naturalmente na Terra mal perturbam as forças eletromagnéticas que ligam os átomos em moléculas.

Mas nas anãs brancas, estrelas no fim de suas vidas, extremamente densas, os campos magnéticos podem atingir 100.000 Teslas. As estrelas de nêutrons, por sua vez, podem gerar campos magnéticos de 10.000.000 de Teslas.

Para comparação o recorde de campo magnético mais forte já gerado na Terra é de exatos 100,75 Teslas.

Naquela atração magnética extrema, os cientistas calculam - a conclusão veio de uma simulação em computador, logicamente - que átomos podem se juntar magneticamente, por meio da interação entre os spins de seus elétrons.

Nessas condições, átomos como o pouco reativo hélio, podem se juntar em pares. O mesmo ocorre com o hidrogênio. Os cientistas não fizeram cálculos para átomos mais complexos.

Ligação química paramagnética

Aqui na Terra, as ligações químicas normalmente emparelham elétrons com spins opostos. Mas, nessas estrelas supercompactas, o campo magnético intenso interage com o spin dos elétrons, fazendo-os funcionar como pequenos ímãs.

Com isto, os spins dos dois elétrons se alinham com o campo magnético, forçando um deles a se mover para uma posição conhecida como orbital de anti-ligação.

Aqui na Terra, isso representaria a quebra da ligação química, o que mostra que a "química das estrelas" pode ser bem mais complexa do que aquilo que a "química terrestre" conhece.

Como elétrons em orbitais de anti-ligação são "proibidos" nos dois tipos de ligação química conhecidos - covalente e iônica - os cientistas afirmam ter descoberto um novo tipo de ligação química, que eles batizaram de "ligação paramagnética perpendicular".

Assim, os cálculos demonstram a existência de uma "química exótica" no espaço, o que pode ajudar a explicar estranhos comportamentos detectados nas condições extremas do Universo.

Bibliografia:

A Paramagnetic Bonding Mechanism for Diatomics in Strong Magnetic Fields
Kai K. Lange, E. I. Tellgren, M. R. Hoffmann, T. Helgaker
Science
Vol.: 337 no. 6092 pp. 327-331
DOI: 10.1126/science.1219703

Molecule Formation in Ultrahigh Magnetic Fields
Peter Schmelcher
Science
Vol.: 337 no. 6092 pp. 302-303
DOI: 10.1126/science.1224869