Cientistas descobrem um novo estado de oxidação no ródio, e o terceiro maior na tabela periódica

 
Metais de transição (ex.: ferro, Fe, e cromo, Cr) possuem estados variados de oxidação (aumento do estado de oxidação: perda de elétrons; redução no estado de oxidação: ganho de elétrons). O ferro, por exemplo, pode estar na forma de Fe2+ ou Fe3+ (perda de dois ou três elétrons, respectivamente). Metais de transição (e compostos associados), além de inúmeras outras aplicações, são importantes no setor industrial, farmacêutico e de pesquisa como catalisadores e intermediários em reações químicas diversas.

Em um recente estudo publicado no periódico Angewandte Chemie (1), pesquisadores identificaram um novo estado de oxidação do Ródio (Rh) e o terceiro maior conhecido na tabela periódica. A espécie (Rh7+, ou ródio[VII]) foi isolada com o auxílio de uma armadilha de íons a baixa temperatura, e sua caracterização foi feita através de espectroscopia de absorção de raio-X, espectrometria de massa e estudo quântico-químico de fase gasosa. No caso, o Rh7+ isolado estava associado ao cátion trióxido de ródio ([RhO3]+).

> Espectro de absorção experimental (linha vermelha sólida) e computacional (linha preta pontilhada) associado à técnica de Raio-X TD-DFT para o estado de mais baixa energia do íon [RhO3]+, com boa concordância para as transições abaixo de 542 eV. Santos et al., 2022 

A descoberta é notável por ser muito difícil novos estados de oxidação serem encontrados após várias décadas de análises detalhadas desses metais. Além disso, o estado 6+ do Rh já é muito raro.

O achado também implica que potenciais caminhos em reações químicas que usam o Rh podem estar sendo ignorados. E apesar de altamente reativo, parece ser possível estabilizar o [RhO3]+ com ânions de coordenação fracos, o que abre as portas para futuras aplicações do Rh7+.

> O ródio possui número atômico (Z) 45, e 8 elétrons no seu subnível eletrônico mais energético (4d). É mais comumente encontrado no estado de oxidação 3+. Um dos mais raros elementos químicos da Terra, é usado em especial como catalisador no setor industrial.

> O mais alto estado de oxidação já identificado (9+) pertence ao irídio (Ir). É um elemento mais comumente encontrado em meteoritos.

REFERÊNCIA

• (1) Santos et al. (2022). The Highest Oxidation State of Rhodium: Rhodium(VII) in [RhO3]+. Angewandte Chemie, Volume61, Issue38, e202207688. https://doi.org/10.1002/anie.202207688