Nuno A. G. Bandeira, professor do Departamento de Química e Bioquímica da Ciências ULisboa e investigador principal do Grupo de Química para os Sistemas Biológicos do BioISI – Instituto de Biossistemas e Ciências Integrativas, em Ciências ULisboa, é o primeiro autor de um novo artigo publicado no jornal Physical Chemistry – Chemical Physics da Royal Society of Chemistry, onde foram estudados diferentes compostos de rádon e xénon - dois gases nobres – e onde as suas propriedades energéticas e de ligação química foram analisadas. Leia a entrevista para saber mais sobre esta investigação.

"A compreensão da química do radão é relevante pelo facto de este elemento ser emitido por determinados materiais de construção de origem geológica, usados na construção de edifícios."
Nuno A. G. Bandeira

BioISI Ciências ULisboa - Qual foi o ponto de partida que levou a esta investigação?

Nuno A. G. Bandeira (NAGB) - A ideia foi sondar, através de abordagens de química quântica com implementação computacional, a possível existência e estabilidade no que diz respeito à decomposição do tetróxido de rádon (RnO4). O tetróxido de xénon já é bem conhecido e é um gás explosivo que se decompõe piroforicamente [ou seja, por ignição espontânea, no ar, a uma determinada temperatura] em xénon e oxigénio elementares. Seria, pois, curioso saber se o composto análogo de radão se comportaria de forma semelhante, apesar da radioatividade deste elemento.

BioISI Ciências ULisboa - Qual é a principal descoberta reportada neste artigo?

NAGB - Verificou-se que, de facto, o tetróxido de radão é ainda menos estável do que o seu congénere de xénon. A razão para isso reside no efeito de par inerte, um princípio inicialmente estabelecido por Neville Sidgwick em 1933[1] para explicar a observação empírica da menor estabilidade termodinâmica na formação de compostos dos elementos do 6º período [da tabela Periódica] com eletrões de valência em níveis energéticos mais elevados nos seus estados de oxidação mais altos [Tálio(III), Chumbo(IV),Bismuto(V)]. No final da década de 1960, foi demonstrado que a razão para tal se deve à estabilização relativística do subnível energético s nestes elementos. Até então, estava em aberto se o mesmo se verificaria nos compostos análogos dos elementos do 6º período (polónio, ástato, radão). Neste artigo, demonstrámos claramente que o radão manifesta o efeito de par inerte e, consequentemente, também é provável que o mesmo esteja presente no polónio e no ástato.

O problema foi também desafiante porque os métodos computacionais necessários necessitam de ter em conta com o máximo de precisão possível os efeitos relativísticos nestes núcleos pesados. Tendo em conta que o potencial de Coulomb de um eletrão de cerne nestes núcleos pesados é enorme, isto leva os eletrões a adquirir velocidades médias (e por conseguinte massas) que só são bem descritas ao nível da relatividade. Isto por sua vez tem consequências ao nível da função de onda que descreve as ligações químicas.

"Há alguns aspetos que gostaria de explorar mais adiante, particularmente, a química de baixa valência de peróxidos e monóxidos de rádon ou os seus iões em fase gasosa."
Nuno A. G. Bandeira

BioISI Ciências ULisboa - De que forma é que essa descoberta é importante para a comunidade científica e para a sociedade em geral?

NAGB - A compreensão da química do radão é relevante pelo facto de este elemento ser emitido por determinados materiais de construção de origem geológica, usados na construção de edifícios. A motivação para esta investigação foi mera curiosidade, mas o seu impacto pode ser sentido a longo prazo na criação de tecnologias de eliminação de gases de radiação.

BioISI Ciências ULisboa - Quais são os próximos passos?

NAGB - Este trabalho foi realizado no âmbito de um projeto de investigação financiado pela Fundação para a Ciência e Tecnologia (PTDC/QUI-QFI/31896/2017) que terminou no ano passado. Há alguns aspetos que gostaria de explorar mais adiante, particularmente, a química de baixa valência de peróxidos e monóxidos de rádon ou os seus iões em fase gasosa. Neste sentido, Joaquim Marçalo, um investigador parceiro nesta investigação, está a tentar obter uma amostra de cloreto de rádio (o precursor do gás rádon) para realizar algumas experiências de espectrometria de massa com rádon e gerar algumas espécies iónicas na fase gasosa.