Investigadores da Universidade do Arizona (Estados Unidos) desenvolveram um novo método para determinar os coeficientes de potencial de forças de van der Waals criadas pela interacção entre átomos e superfícies (também chamadas c3). O seu trabalho foi apresentado num artigo da revista Physical Review Letters, em Dezembro de 2010.
A figura seguinte apresenta os autores do artigo em torno do aparelho criado para determinar coeficientes de potencial de forças de van der Waals do tipo c3. Da esquerda para a direita Vincent Lonij, Alex Cronin, Will Holmgren e Catherine Klauss. (Credito: Norma Jean Gargasz/UANews).
A figura seguinte apresenta os autores do artigo em torno do aparelho criado para determinar coeficientes de potencial de forças de van der Waals do tipo c3. Da esquerda para a direita Vincent Lonij, Alex Cronin, Will Holmgren e Catherine Klauss. (Credito: Norma Jean Gargasz/UANews).
O novo método foi utilizado para determinar os coeficientes de potencial de van der Waals do tipo c3, relativos à interacção entre átomos individuais e superfícies para átomos de lítio (Li), sódio (Na), potássio (K) e rubídio (Rb), elementos químicos que pertencem ao grupo dos metais alcalinos (átomos com um electrão de valência).
O método envolve um aparelho, construído de raiz, constituído por uma grelha com a forma de uma cerca paliçada (ou picket fence), à qual e apontado um feixe da átomos. O feixe de átomos envia átomos individuais a grande velocidade. Ao passar pela grelha a interacção (atracção) entre cada átomo e a superfície da grelha (uma interacção de van der Waals) provoca alterações na trajectória (percurso) do átomo.
Este método baseia-se na Teoria da Química Quântica, segundo a qual um átomo também se pode comportar como uma onda. Ao passar pela grelha o feixe de átomos é difractado e é o resultado dessa difracção que permitem calcular os valores de os coeficientes de potencial de van der Waals do tipo c3.
A figura seguinte apresenta um esquema simplificado de um feixe de átomos passando por uma grelha com duas fendas. (Crédito: adaptado de Helmholtz Zentrum Berlin).
O método envolve um aparelho, construído de raiz, constituído por uma grelha com a forma de uma cerca paliçada (ou picket fence), à qual e apontado um feixe da átomos. O feixe de átomos envia átomos individuais a grande velocidade. Ao passar pela grelha a interacção (atracção) entre cada átomo e a superfície da grelha (uma interacção de van der Waals) provoca alterações na trajectória (percurso) do átomo.
Este método baseia-se na Teoria da Química Quântica, segundo a qual um átomo também se pode comportar como uma onda. Ao passar pela grelha o feixe de átomos é difractado e é o resultado dessa difracção que permitem calcular os valores de os coeficientes de potencial de van der Waals do tipo c3.
A figura seguinte apresenta um esquema simplificado de um feixe de átomos passando por uma grelha com duas fendas. (Crédito: adaptado de Helmholtz Zentrum Berlin).
A figura seguinte apresenta (de cima para baixo) o resultado da difracção de um feixe de luz monocromática (de uma cor só) por uma grelha com duas fendas, com três fendas, com sete fendas e com quinze fendas.
As forças de van de Waals estão directamente relacionadas com a distância entre partículas, levando à atracção entre estas desde que estejam suficientemente próximas. No entanto as forças de van der Waals são muito fracas e só se tornam importantes quando as partículas são átomos ou em situações à escala atómica, como as estudadas pela nanotecnologia e pela biotecnologia.
As forças de van de Waals são o resultado de o átomo, embora tendo carga total nula, são constituídos por protões (de carga positiva) situados no núcleo do átomo e por electrões (de carga negativa) que se movimentam em torno do núcleo, formando uma nuvem electrónica. É o movimento dos electrões que em torno do núcleo que gera variações locais (e pontuais) de carga no átomo.
Os resultados agora obtidos permitem confirmar que as forças de van de Waals do tipo c3 são pouco influenciadas pelas propriedades das superfícies envolvidas. Permitem confirmar também que estas interacções são influenciadas pelos electrões do cerne do átomo (os electrões situados mais no interior da nuvem electrónica que rodeia o núcleo do átomo).
Os investigadores envolvidos no desenvolvimento do novo método consideram que os resultados obtidos podem servir como “valores padrão” no estudo da estrutura do átomo e interacção entre as partículas sub-atómicas (electrões, protões e neutrões), que permitam desenvolver a teoria atómica.
Notas:
(1) Podemos “não dar por elas” mas as forças de van der Waals são muito importantes para os seres vivos. A estrutura e funcionamento das biomoléculas (proteínas, DNA, etc.) está inteiramente dependente destas forças;
(2) Abstract do artigo da revista Physical Review Letters;
(3) O artigo original está aqui.
As forças de van de Waals são o resultado de o átomo, embora tendo carga total nula, são constituídos por protões (de carga positiva) situados no núcleo do átomo e por electrões (de carga negativa) que se movimentam em torno do núcleo, formando uma nuvem electrónica. É o movimento dos electrões que em torno do núcleo que gera variações locais (e pontuais) de carga no átomo.
Os resultados agora obtidos permitem confirmar que as forças de van de Waals do tipo c3 são pouco influenciadas pelas propriedades das superfícies envolvidas. Permitem confirmar também que estas interacções são influenciadas pelos electrões do cerne do átomo (os electrões situados mais no interior da nuvem electrónica que rodeia o núcleo do átomo).
Os investigadores envolvidos no desenvolvimento do novo método consideram que os resultados obtidos podem servir como “valores padrão” no estudo da estrutura do átomo e interacção entre as partículas sub-atómicas (electrões, protões e neutrões), que permitam desenvolver a teoria atómica.
Notas:
(1) Podemos “não dar por elas” mas as forças de van der Waals são muito importantes para os seres vivos. A estrutura e funcionamento das biomoléculas (proteínas, DNA, etc.) está inteiramente dependente destas forças;
(2) Abstract do artigo da revista Physical Review Letters;
(3) O artigo original está aqui.
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