Localização incorreta do Grupo 3 na Tabela Periódica

Fig.1

Fig. 2

Fig. 3

Figura 1  - tabela periódica na forma longa mostrando todos os elementos em ordem crescente de números atômicos. Figura 2 - tabela periódica na forma longa mostrando os canais alternativos de Lu e Lr. A sequência contínua de números atômicos mostrada na Figura 1 é perdida - o lantânio, o elemento 57, aparece entre os elementos 71 e 72, enquanto o actínio, 89, aparece entre os elementos 103 e 104. Figura 3 - Terceira opção para a apresentação da tabela periódica em formato longo em que o bloco-d é dividido em duas partes desiguais de um e de nove grupos. A quinta idéia em nossa série é a visão de que o grupo 3 da tabela periódica consiste de Sc, Y, La e Ac. Há agora provas suficientes para mostrar que isso é incorreto. Em 1982, um artigo no Journal of Chemical Education argumentou que o grupo 3 por sua vez consistem em Sc, Y, Lu e Lr.  Alguns autores de livros didáticos tem tomado esta iniciativa, mas a maioria parece relutantes. Agrupamentos: início - O autor do artigo de 1982 não foi o primeiro a agrupar os elementos do grupo 3 desta forma. Muitas tabelas periódicas anteriores tinham o mesmo agrupamento. Os físicos nos anos 1950 e 60 sugeriu que o lutécio deve estar no grupo 3, em vez de o membro final da primeira linha do f-bloco.   O artigo de 1982 sugeriu que uma atribuição incorreta da configuração eletrônica do átomo de itérbio levou à colocação de lantânio, em vez de lutécio, diretamente abaixo do ítrio no grupo 3. Itérbio foi comprovado ter uma configuração  [Xe] 4f ¹³ 5d ¹ 6s ² e lutécio como [Xe] 4f ¹⁴ 5d ¹ 6s ^2. Como resultado, a diferenciação dos elétrons 4f no lutécio implícitou que ele deve ser o último membro da primeira linha do bloco-F. No entanto, medições espectroscópicas revelaram que ambos os elementos possuíam 14 elétrons-F. Isso significava que ambos tinham igual direito de ser o último membro da primeira linha do bloco-F. Se esta posição era ocupada pelo itérbio, o elemento posterior, lutécio, teria que ser o primeiro elemento na terceira fila dos metais de transição.  Da mesma forma, porque lantânio e lutécio terem as configurações [Xe] 5d ¹ 6s ² e [Xe] 4f ¹⁴ 5d ¹ 6s ² respectivamente, ambos poderiam ocupar o primeiro lugar na terceira fila da série de metal de transição abaixo do escândio e ítrio, em princípio. Se o lutécio ocupa esta posição, a seguir à sua remoção do bloco-f como discutido acima torna o lantânio o primeiro membro dos elementos do bloco f. Alguns objetos com esta colocação porque o lantânio carece de elétrons do orbital-f. Mas, isso não é uma anomalia, pois os casos mais graves são tolerados. O átomo de tório não possui nenhum elétron no orbital-f, contudo não há nenhuma dúvida de que ele pertence ao bloco-f. Configurações eletrônicas são em última análise aproximações ao que é mais fundamental descrito como uma superposição de várias configurações ideais. Átomos de um elemento não requer um tipo específico de diferenciação de elétrons para que pertençam ao bloco correspondente da tabela periódica.O hélio, cujos átomos têm elétron do orbital-s como diferenciação, é quase sempre colocado no bloco p. Tabelas periódicas na forma longa  - Há uma razão diferente por que colocar lutécio e lawrencium, ao invés de lantânio e actinium, no grupo 3 seja a melhor opção.  Se incorporar quer lutécio e lawrencium ou lantânio e actinium no grupo 3 da tabela periódica de longa forma, apenas a primeira colocação é consistente porque resulta numa sequência continuamente crescente de números atômicos (Figura 1). Por outro lado, a incorporação de lantânio e actinium no grupo 3 na tabela de forma longa resulta em duas anomalias gritantes em termos de sequências de números crescentes atômicos (Figura 2). Existe uma dificuldade - Para mim, este é um argumento praticamente conclusivo em favor do grupo 3 consistindo de Sc, Y, Lu e Lr, mas trata-se de uma sub-divisão estranha dos elementos do bloco-d (Figura 3). Como tal, não é uma objeção fatal para a atribuição do grupo 3 que está a ser proposta neste artigo. Um recente artigo na revista Nature foi divulgado na imprensa de ciência popular como tendo contribuído para a resolução do enigma do grupo 3. Infelizmente, vários membros da sua grande equipe de autores parecem ter usado os mesmos dados para chegar a conclusões opostas. Isso destaca a necessidade de um meio categórico de resolver a questão, que alegam ter fornecido no meu artigo em Química Internacional.  Em qualquer caso, é  tempo da idéia do grupo 3 consistindo de Sc, Y, La e Ac ser abandonada. Editor Paulo Gomes de Araújo Pereira.  

Melhoramentos em Fotossíntese Artificial

Uma equipe internacional conseguiu aumentar consideravelmente a eficiência de separação de a água solar direta com uma célula solar em tandem cujas superfícies foram seletivamente modificadas. O novo valor recorde é de 14 por cento e, portanto, encabeça o recorde anterior de 12,4 por cento, quebrado agora, pela primeira vez em 17 anos. A energia solar é abundante disponível globalmente, mas infelizmente não constantemente e não em todos os lugares. Uma solução especialmente interessante para armazenar esta energia é a fotossíntese artificial. Isto é o que cada folha pode fazer, ou seja, converter a luz solar em energia química. Isso pode realizar-se bem com sistemas artificiais baseados em semicondutores. Estes usam a energia elétrica que a luz solar cria em componentes individuais de semicondutores para separar a água em oxigênio e hidrogênio. Hidrogênio possui muito alta densidade de energia, pode ser empregue de muitas maneiras e pode substituir os combustíveis fósseis. Além disso, o dióxido de carbono, não nocivo para o clima, é libertado a partir de hidrogênio durante a combustão, em vez disso apenas água. No entanto até agora, a fabricação de hidrogênio solar ao nível industrial falhou devido aos custos. Isto é porque a eficiência da fotossíntese artificial, isto é, o teor de energia do hidrogênio em comparação com o da luz solar, tem sido simplesmente demasiado baixo para produzir economicamente hidrogênio a partir do sol. Valor recorde agora excedido - Nas instalações científicas em todo o mundo, portanto, tenho pesquisado por muitos anos como quebrar o recorde existente para a fotossíntese artificial de 12,4%, o que tem sido realizado há 17 anos pela NREL nos EUA. Componente central: Cell Tandem Solar -  Agora, uma equipe de TU Ilmenau, Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB), o Instituto de Tecnologia da Califórnia, bem como o Fraunhofer ISE superou consideravelmente este valor recorde. O autor Matthias, ativo em TU Ilmenau e no Instituto HZB para Combustíveis Solares, havia processado ​​e pesquisado ​​cerca de cem amostras para o conseguir. Os componentes fundamentais são as células solares em tandem do que são conhecidos como semicondutores III-V. Usando um processo de foto-electroquímica agora patenteado, poderia modificar certas superfícies destes sistemas semicondutores, de tal maneira que eles funcionaram melhor na separação da água. Estabilidade melhorada - "Temos eletronicamente e quimicamente passivado in situ as camadas de alumínio-índio-fosforeto em particular, e assim eficientemente acoplado à camada de catalisador para a produção de hidrogênio. Deste modo, nós fomos capazes de controlar a composição da superfície em escalas sub-nanômetros, "explica. Houve enorme melhoria na estabilidade a longo prazo. No início, as amostras só sobreviveram alguns segundos antes de sua potência entrar em colapso. Seguindo cerca de um ano de otimização, eles permanecem estáveis ​​por mais de 40 horas. Novos passos em direção a um objetivo a estabilidade a longo prazo de 1000 horas já estão em andamento. Próximas metas visíveis - "As previsões indicam que a geração de hidrogênio a partir da luz solar usando semicondutores de alta eficiência poderia ser economicamente competitiva para as fontes de energia fósseis em níveis de eficiência de 15% ou mais. Isso corresponde a um preço de hidrogênio de cerca de 4 dólares por quilo", diz o Prof. Thomas Hannappel, do grupo fotovoltaico em TU Ilmenau, que era conselheiro acadêmico para o trabalho. Prof. Hans-Joachim Lewerenz do Centro Conjunto de Fotossíntese Artificial do Instituto de Tecnologia da Califórnia, que trabalhou em estreita colaboração com May, disse: "Estamos quase lá se formos bem sucedidos agora em reduzir as perdas dos transportadores de carga nas interfaces que podem ser capaz de armazenar mais do que quimicamente até 17% da energia solar incidente na forma de hidrogênio, usando este sistema de semicondutores." Editor Paulo Gomes de Araújo Pereira.  

A ligação entre poluição do ar, aumento de números de mortes e mortes por doenças do coração

Cidade da China

[A poluição atmosférica urbana. As partículas finas podem contribuir para o desenvolvimento de doenças cardíacas e pulmonares potencialmente fatais porque elas deslizam pelas defesas do corpo e podem ser absorvidas profundamente nos pulmões e na corrente sanguínea. Elas não são espirradas ou tossidas, partículas naturais no percurso maiores, como o solo transportado por via aérea e areia são removidos das vias aéreas do corpo.] No que se acredita ser o maior estudo, mais detalhado de seu tipo nos Estados Unidos, os cientistas confirmaram que as partículas minúsculas químicas no ar que respiramos estão ligadas a um aumento global do risco de morte precoce. No que se acredita ser o maior estudo, mais detalhado de seu tipo nos Estados Unidos, cientistas da NYU Langone Medical Center e em outros lugares têm confirmado que as partículas químicas minúsculas no ar que respiramos estão ligadas a um aumento global do risco de morte. Os pesquisadores dizem que esse tipo de poluição do ar envolve partículas tão pequenas que são invisíveis ao olho humano (pelo menos de um décimo de milésimo de uma polegada de diâmetro, ou não mais do que 2,5 micrômetros de diâmetro). Em um relatório sobre os resultados, publicados na revista Environmental Health Perspectives on-line de 15 de setembro, os cientistas concluem acrescentar ainda minúsculas partículas na quantidade dessas partículas (10 microgramas por metro cúbico de ar, por exemplo) que podem levar a um aumento global de risco de morte por todas as causas em 3 por cento - e aproximadamente um aumento de 10 por cento no risco de morte por doença cardíaca. Para os não-fumantes, o aumento do risco sobe para 27 por cento nos casos de morte devido a doença respiratória. "Nossos dados adicionam a um corpo crescente de evidências de que a matéria particulada é realmente prejudicial à saúde, aumentando a mortalidade global, principalmente mortes por doença cardiovascular, bem como mortes por doença respiratória em não-fumantes", diz estudo conduzido pelo investigador de saúde epidemiologista George Thurston, ScD, professor de saúde da população e medicina ambiental na NYU Langone. "Nosso estudo é particularmente notável porque todos os dados utilizados na análise vem pelo governo e fontes mantidas de forma independente." De acordo com Thurston, as partículas finas podem contribuir para o desenvolvimento de doenças cardíacas e pulmonares potencialmente fatais porque elas deslizam pelas defesas do corpo e pode ser absorvida profundamente nos pulmões e na corrente sanguínea. Elas não são espirradas ou tossidas como partículas naturais maiores no percurso, como o solo transportado por via aérea e areia, são removidos das vias aéreas do corpo. Além disso, Thurston diz, partículas finas são normalmente feitas de produtos químicos prejudiciais, como arsênico, selênio e mercúrio, e também pode transportar gases poluentes, incluindo ENXOFRE e ÓXIDOS DE NITROGÊNIO, com eles para os pulmões. Para sua pesquisa Thurston e seus colegas avaliaram dados de uma pesquisa de saúde e dieta detalhado realizadas pelos Institutos Nacionais de Saúde (NIH) e da Associação Americana de Aposentados (AARP). O estudo NIH-AARP envolveu 566.000 voluntários masculinos e femininos, com idades entre 50-71, da Califórnia, Flórida, Louisiana, New Jersey, Carolina do Norte, Pensilvânia, e as áreas metropolitanas de Atlanta e Detroit. Analisando as informações recolhidas sobre os participantes entre 2000 e 2009, os pesquisadores calcularam o risco de morte por exposição a partículas para as pessoas em cada distrito do censo nacional por informações de referência cruzada sobre a quantidade e o tipo de material particulado do Sistema de Qualidade do Ar da Agência de Proteção Ambiental e outros bancos de dados. Os pesquisadores então acrescentaram  estatisticamente outras variáveis ​​que impactam a saúde e longevidade, incluindo idade, raça ou etnia, grau de instrução, estado civil, tamanho corporal, consumo de álcool, o quanto os participantes fumavam ou não, e fatores sócio-econômicos, como renda em bairros medianos e como muitas pessoas no bairro não se formou no ensino médio. Na verdade, a equipe não encontrou nenhuma diferença significativa no efeito da exposição à partículas entre sexos diferentes ou grupos etários ou por nível de ensino. Os pesquisadores também observaram que a limitação da análise de apenas o estado da Califórnia, que tem os controles mais rigorosos sobre a poluição do ar, não produziu um nível global diferente de risco; em vez disso, eles encontraram a mesma associação entre a exposição a partículas e aumento no risco de morte por todas as causas não acidentais e de doença cardiovascular. O investigador sênior do estudo e epidemiologista em saúde Richard B. Hayes, DDS, PhD, MPH, diz que os próximos planos da equipe é estudar quais os componentes de partículas são mais prejudiciais e se eles vêm de escape de automóveis, fábricas de produtos químicos, ou usinas de queima de carvão. "Nós precisamos de melhor informar os decisores políticos sobre os tipos e fontes de poluição por partículas para que eles saibam onde concentrar os regulamentos", diz Hayes, professor de saúde da população e medicina ambiental na NYU Langone. Editor Paulo Gomes de Araújo Pereira. 

Que idade tem o seu coração?

Sua idade é 53. Mas a de seu coração é de 75 anos de idade, porque ela fuma e tem pressão arterial alta não controlada. Ela não está sozinha porque a maioria dos adultos americanos tem um coração que é mais velho do que sua idade real. Uma maneira de entender o risco de um ataque cardíaco ou acidente vascular cerebral é saber a "idade de seu coração." Idade cardíaca é a idade do seu coração e vasos sanguíneos, como resultado de seus fatores de risco para ataque cardíaco e acidente vascular cerebral. Há algumas coisas que o coloca em risco de um ataque cardíaco ou acidente vascular cerebral que você não pode mudar com a envelhecer ou a sua história familiar; ainda há muitas outras que você pode mudar. Se você fuma ou tem pressão arterial elevada, a sua idade cardíaca será muito maior do que sua idade real. As razões mais comuns para a idade cardíaca mais alta que podem ser alteradas ou geridas são: pressão arterial alta, colesterol alto, tabagismo, obesidade, dieta não saudável, sedentarismo e diabetes. Em qualquer idade, você pode fazer seu coração mais jovem fazendo alterações que reduzem o seu risco. Mesmo se você não ter tido um ataque cardíaco ou acidente vascular cerebral, a maioria dos adultos norte-americanos têm uma idade do coração mais velha do que sua idade real e o coloca em maior risco de ter um. O que você pode fazer? - Saiba sua idade cardíaca e como melhorá-lo. Comece por escolher um fator de risco ou dois que você está pronto para mudar, como fumar ou pressão arterial elevada, e se concentrar em melhorar-los primeiro. Trabalhar com o seu médico para fazer escolhas saudáveis ​​do coração para uma idade cardíaca mais baixa. Tome uma atitude em qualquer idade para diminuir sua idade cardíaca e mantê-la baixa ao longo do tempo. (1 em cada 2 homens tem a idade de seu coração 5 anos mais velha que a sua idade. 2 em cada 5 mulheres têm idades de seus corações 5 anos mais velha. 3 em cada 4 ataques cardíacos (acidente vascular cerebral) são devidos a fatores que aumentam o risco pela idade do coração. Adultos norte-americanos têm corações 7 anos mais velho do que deveriam ser - Embora existam outras maneiras de olhar para o seu risco de ter um ataque cardíaco ou acidente vascular cerebral, a idade do coração é uma maneira fácil para nós falar sobre isso. Você quer uma idade do coração que é a mesma ou mais jovem do que sua idade real. Usando informações do estudo e dados coletados de todos os estados americanos, as projeções do CDC mostram que cerca de 69 milhões de adultos norte-americanos que não tiveram um ataque cardíaco ou acidente vascular cerebral, têm uma idade do coração que é de 5 ou mais anos mais velho do que sua idade real. Isso é sobre o número de pessoas que vivem nas 130 maiores cidades dos EUA combinados. Um em cada 2 homens e 2 em cada 5 mulheres têm idades cardíacos 5 ou mais anos mais velho do que sua idade real, com uma média de 7 anos mais velhos. Editor PGAPereira.