quarta-feira, 22 de dezembro de 2010

IUPAC muda massa atómica de 10 elementos!

A revista Pure and Applied Chemistry apresentou a 12 de Dezembro a nova lista de massas atómicas dos elementos químicos recomendada pela IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry). A novidade está na forma como é definida a massa atómica de 10 elementos químicos. Em vez de um valor único é referido um intervalo de valores. Os elementos em causa são o azoto, o boro, o carbono, o cloro, o enxofre, o hidrogénio, o lítio, o oxigénio, o silício e o tálio.

A figura em baixo apresenta a representação de elementos químicos numa tabela periódica, seguindo as regras novas da IUPAC. O número de massa do cloro (Cl) é representado por um intervalo, indicando o menor valor “possível” (35,446) e o maior valor “possível” (35,457).


Cada quadrado apresenta informações sobre um elemento químico: nome (em inglês, em cima á esquerda), seguido de símbolo químico, número atómico e massa atómica. O círculo indica o número de isótopos estáveis e a sua abundância relativa. O número de massa de cada isótopo está indicado em volta do círculo. Só é conhecido um isótopo estável para o arsénico e o amerício (Am) não tem isótopos estáveis.

Cada elemento químico é identificado pelo número de protões que possui (número atómico). Por exemplo todos os átomos de hidrogénio têm 1 protão e todos os átomos de carbono têm 6 protões. Os protões situam-se no núcleo atómico, bem no centro do átomo e estão acompanhados por neutrões.

A figura seguinte é uma representação simplificada de um átomo, com os protões (bolas vermelhas) e os neutrões (bolas brancas) no núcleo. Em torno do núcleo movem-se os electrões (bolas azuis) com trajectórias bem menos “certinhas” do que as representadas na figura.

Ao contrário do que acontece com o número de protões, o número de neutrões dos átomos de um elemento pode variar. Por exemplo os átomos de hidrogénio podem ter até 3 neutrões e os átomos de carbono mais estáveis podem ter entre 6 e 8 neutrões.

Até agora o valor de massa atómica de um elemento era calculado tendo em conta a abundância relativa de cada isótopo estável do elemento na Terra. Por exemplo são conhecidos dois isótopos estáveis do carbono, 12C e 13C. O carbono é representado pelo símbolo químico C e o número à esquerda é o número de massa, ou seja a soma de protões e de neutrões do átomo de carbono.

No entanto a “abundância relativa” de cada isótopo estável de um elemento pode variar bastante, conforme a origem da amostra analisada. Por exemplo actualmente é possível determinar a origem de amostras de água, comida e minerais apenas pela análise da “abundância relativa” de isótopos de hidrogénio, carbono, oxigénio e outros elementos. Esta técnica é utilizada, entre outras, pela ciência forense.

São conhecidos actualmente 18 elementos em que a variação da abundância relativa dos isótopos estáveis é suficiente para causar algumas dores de cabeça para os cientistas que necessitam conhecer de forma rigorosa a massa molecular de reagentes comuns num laboratório. Dentro desta lista encontram-se os 10 elementos que foram alvo da “atenção da IUPAC.

A tabela em baixo indica, para cada um dos 10 elementos os valores de massa atómica antigos e novos (Fonte: IUPAC).

O valor novo corresponde a um intervalo de valores. Para cada intervalo o valor à esquerda é o valor mínimo e o valor à direita é o valor máximo. Ambos os valores são calculados tendo em conta a abundância relativa de isótopos em amostras de diversos materiais (rocha, ar, comida, etc.) recolhidas em diferentes locais da Terra.

Notas:
(1)
O artigo original da IUPAC publicado pela revista Pure and Applied Chemistry encontra-se aqui.

(2) A IUPAC também alterou o valor de massa atómica do germânio (Ge), de 72,64(1) para 72,63(1)!

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