Já tínhamos a tabela periódica dos elementos: é hora de ter a das moléculas

Para construir uma tabela periódica para moléculas com vários tipos de simetrias, pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Tóquio apresentaram uma nova abordagem propor regras periódicas para prever a existência de certas moléculas.

A nova abordagem é baseada em uma observação aguda do comportamento dos elétrons de valência de átomos que formam grupos moleculares.

Quatro dimensões

O tabela periódica de elementos Foi proposto em 1869 e depois se tornou uma das pedras angulares das ciências naturais. Esta tabela foi projetada para conter todos os elementos encontrados na natureza em um design especial que os agrupa em linhas e colunas de acordo com uma de suas características mais importantes, a quantidade de elétrons.

A nova tabela para as moléculas seria na verdade quadridimensional, porque as moléculas seriam organizadas de acordo com quatro parâmetros: grupos e períodos (com base em seus elétrons de "valência", semelhantes à tabela periódica normal), espécies (dependendo da os elementos constituintes) e famílias (dependendo do número de átomos). De acordo com Kimihisa Yamamoto, co-autor do estudo:

Entre as infinitas combinações de elementos constituintes, a tabela periódica proposta será uma contribuição significativa para a descoberta de novos materiais funcionais.

O caminho a seguir agora é expandir ainda mais essas tabelas para grupos moleculares com outras formas e simetrias e prever moléculas estáveis ​​que ainda não foram desenvolvidas.

Nós moleculares

Outra tabela que foi apresentada recentemente é a dos nós moleculares. Considere um pequeno pedaço de corda: Poderíamos adivinhar quais nós têm maior probabilidade de se formar se enrugarem e tremerem? Os químicos sintéticos vêm trabalhando há muito tempo em uma versão molecular desse problema e, até agora, conseguiram sintetizar meia dúzia de tipos de nós usando técnicas de auto-montagem molecular.

Mas que outros tipos de nós poderiam ser feitos no futuro? Esta é a questão que os cientistas do SISSA, em associação com a Universidade de Pádua, abordaram usando simulações de computador neste novo trabalho publicado em Comunicações da natureza.

De acordo com Mattia Marenda, investigador principal deste estudo, há um crescente interesse científico em moléculas complexas. Nesse contexto, a possibilidade de projetar e sintetizar novos tipos de nós moleculares é particularmente atraente:

Com esses modelos, nosso objetivo era descobrir que novos tipos de nós moleculares, se houver, seriam mais fáceis de obter com as técnicas químicas sintéticas atuais, particularmente a auto-montagem. Descobrimos que esses tipos de nós privilegiados existem, mas são muito raros. Somente uma dúzia de topologias diferentes pode ser feita entre milhões de tipos de nós simples.

A lista reduzida é semelhante a uma tabela periódica, pois é organizada em linhas e colunas que refletem diferentes aspectos da dificuldade esperada de realização prática. Os resultados são apoiados por experiências recentes e isso sugere que a tabela pode ser útil para químicos experimentais escolherem topologias de destino para estudos e aplicações futuras.