O estado de oxidação mais alto encontrado na natureza

Henrique
By Henrique novembro 21, 2016 07:57 Updated

O estado de oxidação mais alto encontrado na natureza

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  • Estado de Oxidação
  • Platina

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O estado de oxidação formal é um dos identificadores mais amplamente utilizados para a compreensão dos mecanismos de reações de oxidação-redução e catálise. Os metais em estados de oxidação elevados são conhecidos por possuírem fortes propriedades catalíticas e poder oxidante e, por conseguinte, existe um intenso interesse na preparação de espécies com metais em estados de oxidação elevados. Além disso, o estudo das variações no estado de oxidação contribui para a nossa compreensão geral das tendências periódicas através da tabela periódica e para a nossa compreensão da viabilidade de várias reações redox. Os mecanismos de reação e os produtos das reações são frequentemente determinados pelo estado de oxidação dos reagentes e pelos possíveis produtos. A busca de estados de oxidação mais elevados de metais de transição é central para muitas pesquisas atuais sobre a catálise, bem como de importância fundamental na química. A questão surge naturalmente então do que é o estado de oxidação mais alto que pode ser encontrado na natureza. Anteriormente, o intervalo de estados de oxidação era de -4 a +9. Agora o estudante de pós-graduação Haoyu Yu e o professor Donald Truhlar têm um “Hot Paper”, publicado em Angewandte Chemie (DOI: 10.1002 / anie.201604670) que revela que o estado de oxidação 10 existe. Este trabalho é destaque nas notícias C & EN e Química Mundo.

Para chegar a esta conclusão, eles examinaram a estabilidade de vários compostos de metais de transição com um estado de oxidação formal metálico de 10 usando a Teoria do Funcional de Densidade de Kohn-Sham, e PtO42+ mostrou-se estável. PtO42+ tem uma densidade eletrônica semelhante, mas uma carga atômica parcial maior no metal do que se encontra em IrO4+, que é o composto com o estado de oxidação anteriormente mais alto. Note-se que PtO42+ e IrO4+ são isoeletrônicos com a espécie química OsO4. PtO42+ é o mais estável no estado +10 com uma vida útil de 313 dias. A equipe também observou que o composto compartilha uma estrutura eletrônica semelhante à do [IrO4]+.

PtO4

Até 2010, assumiu-se que o número de oxidação de um átomo num composto só poderia variar entre -4 e +8. Mas um grupo internacional de cientistas previu que o estado de oxidação +9 poderia existir em um catodo de óxido de irídio, [IrO4]+. Uma equipe na China confirmou essa previsão em 2014, formando [IrO4]+ através da vaporização de irídio com pulsos de laser.

Curiosamente, o estado de oxidação mais baixo na natureza foi também determinado no Departamento de Química da Universidade de Minnesota, em particular pelo Professor John Ellis, que relatou (J. Am. Chem. Soc. 1983, 105, 2296) para a espécie super-reduzida Na4M(CO)4, onde M pode ser Cr, Mo ou W nos seus estados de oxidação mais baixos de -4.

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