Centenas de compostos de hélio podem estar escondidos no manto da Terra.

Apesar de não formar ligações, o gás nobre pode formar compostos com sais a alta pressão

Fonte: © 2018 Macmillan Publishers Ltd

Muito mais compostos de hélio podem ser possíveis do que se imagina e, em vez de serem feitos em laboratório, eles podem estar dentro da Terra (os átomos de Mg, O e F são mostrados como esferas laranja, vermelhas e azuis brancas).

Invertendo a sabedoria convencional sobre o elemento menos reativo da tabela periódica, os químicos norte-americanos descobriram que o hélio pode formar compostos com muitos sais - com as pressões certas. Isso significa que pode haver muito mais compostos de hélio do que se pensava anteriormente armazenados no manto inferior da Terra, 700 km abaixo da superfície.

Em uma descoberta surpresa de 2017, Artem Oganov, do Instituto de Ciência e Tecnologia Skolkovo, na Rússia, e seus colegas descobriram que o hélio forma um composto estável com sódio . "Mas mesmo nós pensamos na época que [nosso composto era] uma exceção", admite Oganov, que não estava envolvido no novo estudo.

Agora, Eva Zurek da University at Buffalo, Mao-sheng Miao da California State University Northridge e colegas descobriram que o hélio pode reagir com sais que possuem um número desigual de ânions e cátions, como fluoreto de magnésio, MgF 2 . Enquanto o fluoreto de magnésio deve ser estável a pressões equivalentes àquelas no centro da Terra - 300GPa - o fluoreto de cálcio pode reagir com o gás nobre a pressões tão baixas quanto 30GPa. Isto apesar do fato de que o hélio não forma realmente nenhuma ligação química.

Intrigado com o fato de que o hélio não parecia formar ligações no composto de sódio de Oganov, Miao e Zurek começaram a investigar o que mantém a estrutura em conjunto. Usando cálculos químicos quânticos realizados por Zhen Liu, um pós-doc no grupo de Miao, a equipe percebeu que o hélio assume um papel de manutenção da paz: reduz as interações entre os íons da mesma carga. 'Se você tem AB 2 tipos de compostos, você pode imaginar que os ânions não são tão felizes porque eles têm mais vizinhos aniões que se repelem,' Miao explica 'Isso se torna mais grave quando você pressiona. Se você colocar hélio lá, você aliviará essa situação. Isso também é verdade para o Na 2 He, no qual os pares de elétrons desempenham o papel dos ânions.

"Acho que essa descoberta tem muita importância", diz Oganov. Os cientistas podem até ter que reconsiderar seus modelos de maquiagem do planeta, acrescenta. "Muitos dos modelos relacionados à formação da Terra baseiam-se na suposição de que gases nobres são inertes e, portanto, completamente desgaseificados do interior do planeta".

Embora o segundo elemento mais abundante no universo, o hélio é raro na Terra. Sendo leve e não-reativo, o gás simplesmente escapa para o espaço - a razão da escassez de héliono planeta . Mas "é definitivamente possível que o hélio seja armazenado em compostos do manto que não conhecemos", diz Zurek.

Zurek e Miao agora planejam buscar a verificação experimental de seus cálculos, bem como descobrir se o hélio reage com compostos covalentes polarizados como o dióxido de silício . A equipe também está animada com a possibilidade de produzir materiais porosos ou alótropos de silício inserindo primeiro e depois removendo o hélio. "Este é realmente um pensamento selvagem, mas acho que nosso trabalho está abrindo uma ampla porta para possíveis aplicações", diz Miao.

Referências

Z Liu e outros , Nat. Comum. 2018, 9 , 951 (DOI: 10.1038 / s41467-018-03284-y )

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