Pesquisadores conseguiram fabricar um cristal contendo uma ligação rara entre o urânio e o carbono.
Em uma molécula, os átomos permanecem unidos uns aos outros graças aos seus elétrons. Dependendo da maneira como interagem, eles podem formar ligações simples, duplas ou triplas. Nem todas são iguais, especialmente quando um metal está envolvido.
Distribuição dos 92 elétrons do átomo de urânio em suas diferentes camadas eletrônicas.
Crédito: Pumbaa, baseado em Greg Robson / Wikimedia Commons — CC BY-SA 2.0 UK.
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Os químicos sabem há muito tempo criar certas ligações triplas entre o carbono e metais. Mas, com o urânio, um metal pesado, tinham muito mais dificuldade para obter um tipo específico de ligação, chamado «carbino de Fischer». Outras ligações entre urânio e carbono já eram conhecidas, mas essa forma precisa resistia às tentativas de fabricação.
Uma equipe internacional finalmente encontrou uma solução. Os pesquisadores fizeram uma substância contendo urânio reagir com outra capaz de fornecer carbono. Obtiveram um pó vermelho e, depois, pequenos cristais. As moléculas fabricadas contêm dois átomos de urânio ligados por um grupo que inclui carbono e nitrogênio.
Esses cristais permitiram examinar a estrutura do composto por meio de raios X. Assim, os pesquisadores mediram a posição dos átomos e a distância muito curta entre o urânio e o carbono. Mas isso não era suficiente para conhecer exatamente a natureza da ligação entre eles.
Por isso, estudaram a distribuição dos elétrons usando outras medições e cálculos computacionais. O resultado confirma uma interação que apresenta as características de uma ligação tripla.
Por que essa descoberta exigiu tanto trabalho? Ligações triplas entre urânio e carbono já haviam sido observadas em situações muito específicas, por exemplo, em temperaturas extremamente baixas. Aqui, os pesquisadores conseguiram isolar um composto sólido e estudá-lo com métodos laboratoriais habituais.
A descoberta permite, sobretudo, compreender melhor como o urânio se liga a outros elementos. Isso é importante para estudar os metais pesados de sua família, cujos elétrons às vezes se comportam de maneira diferente dos elétrons dos metais mais comuns.
Agora, os pesquisadores vão examinar as possíveis reações desse composto e tentar fabricar outras moléculas do mesmo tipo. Eles dispõem de um novo exemplo concreto para compreender ligações químicas que, até então, eram particularmente difíceis de estudar.