História e classificação dos elementos !

História:

A tabela periódica consiste num ordenamento dos elementos conhecidos de acordo com as suas propriedades físicas e químicas, em que os elementos que apresentam as propriedades semelhantes são dispostos em colunas. Este ordenamento foi proposto pelo químico russo Dmitri Mendeleev , substituindo o ordenamento pela massa atômica. Ele publicou a tabela periódica em seu livro Princípios da Química em1869, época em que eram conhecidos apenas cerca de 60 elementos químicos.

¹Actinídios e lantanídios são conhecidos coletivamente como “metais terrosos raros”.

²Metais alcalinos, metais alcalinoterrosos, metais de transição, actinídios e lantanídios são conhecidos coletivamente como “metais”.

³Halogênios e gases nobres também são não metais.

Classificações dos elementos

Dentro da tabela periódica, os elementos químicos também podem ser classificados em conjuntos, chamados de séries químicas, de acordo com sua configuração eletrônica:

• Elementos representativos: pertencentes aos grupos 1, 2 e dos grupos de 13 a 17.
• Elementos (ou metais) de transição: pertencentes aos grupos de 3 a 12.
• Elementos (ou metais) de transição interna: pertencentes às séries dos lantanídios e dos actinídios.
• Gases nobres: pertencentes ao grupo 18.

Além disso, podem ser classificados de acordo com suas propriedades físicas nos grupos a seguir:

• Metais;
• Semimetais ou metalóides (termo não mais usado pela IUPAC: os elementos desse grupo distribuíram-se entre os metais e os ametais);
• Ametais (ou não-metais);
• Gases nobres;
• Hidrogênio
  .

Entendendo Alguns Conceitos Básicos ...

Matéria
Matéria é tudo o que tem massa e ocupa um lugar no espaço, ou seja, possui volume.
Ex.: madeira, ferro, água, areia, ar, ouro e tudo o mais que imaginemos, dentro da definição acima.


Obs.: a ausência total de matéria é o vácuo.


Corpo


Corpo é qualquer porção limitada de matéria.
Ex.: tábua de madeira, barra de ferro, cubo de gelo, pedra.


Objeto


Objeto é um corpo fabricado ou elaborado para ter aplicações úteis ao homem.
Ex.: mesa, lápis, estátua, cadeira, faca, martelo.


Energia


Energia é a capacidade de realizar trabalho, é tudo o que pode modificar a matéria, por exemplo, na sua posição, fase de agregação, natureza química. È também tudo que pode provocar ou anular movimentos e causar deformações.


Formas de Energia


Energia Cinética


Energia cinética é a energia associada ao movimento e depende da massa (m) e da velocidade (v) de um corpo.


É calculada pela expressão:


E = m.v2 
2


Energia Potencial


É aquela que se encontra armazenada num determinado sistema e que pode ser utilizada a qualquer momento para realizar uma tarefa.


Existem dois tipos de energia potencial: a elástica e a gravitacional.


A energia potencial gravitacional está relacionada com uma altura (h) de um corpo em relação a um determinado nível de referência.
É calculada pela expressão: Epg = p.h ou Epg = m.g.h


A energia potencial elástica está associada a uma mola ou a um corpo elástico.
É calculada pela expressão:


Epe = k.x2
2
K= Constante da mola (varia para cada tipo de mola, por exemplo a constante da mola de um espiral de caderno é bem menor que a constante da mola de um amortecedor de caminhão)


X= Variação no tamanho da mola


Energia MecÂNica Total


A energia mecânica total de um corpo é constante e é dada pela soma das energias cinética e potencial.


É calculada pela expressão: Em = Ec + Ep


Obs.: No Sistema Internacional de Unidades (SI), a energia é expressa em joule (J).


Obs II.: Existem outra formas de energia: energia elétrica, térmica, luminosa, química, nuclear, magnética, solar (radiante).


Lei da Conservação da Energia


A energias não pode ser criada nem destruída. Sempre que desaparece uma quantidade de uma classe de energia, uma quantidade exatamente igual de outra(s) classe(s) de energia é (são) produzida(s).


Classificação dos Sistemas


A partir das noções de matéria e energia, podemos classificar os sistemas em função da sua capacidade de trocar matéria e energia com o meio ambiente.


Sistema Aberto


Tem a capacidade de trocar tanto matéria quanto energia com o meio ambiente.
Ex.: água em um recipiente aberto (a água absorve a energia térmica do meio ambiente e parte dessa água sofre evaporação).


Sistema Fechado


Tem a capacidade de trocar somente energia com o meio ambiente. Esse sistema pode ser aquecido ou resfriado, mas a sua quantidade de matéria não varia.
Ex.: Um refrigerante fechado.


Sistema Isolado


Não troca matéria nem energia com o sistema.


Obs.: a rigor não existe um sistema completamente isolado.


Ex.: um exemplo aproximado desse tipo de sistema é a garrafa térmica.


Propriedades da Matéria


Propriedades são determinadas características que, em conjunto, vão definir a espécie de matéria.


Podemos dividi-las em 3 grupos: gerais, funcionais e específicas.


Propriedades Gerais


São propriedades inerentes a toda espécie de matéria.


Massa: é a medida da quantidade de matéria.
Obs.: é importante saber a diferença entre massa e peso. O peso de um corpo é a força de atração gravitacional sofrida pelo mesmo, ou seja, é a força de atração que o centro da terra exerce sobre a massa dos corpos. O peso de um corpo irá varia em função da posição que ele assumir em relação ao centro da terra, enquanto a massa é uma medida invariável em qualquer local. Em Química trabalhamos preferencialmente com massa.


Extensão: é o espaço que a matéria ocupa, o seu volume.
Inércia: é a propriedade que os corpos têm de manter o seu estado de movimento ou de repouso inalterado, a menos que alguma força interfira e modifique esse estado.
Obs.: a massa de um corpo está associada à sua inércia, isto é, a dificuldade de fazer variar o seu estado de movimento ou de repouso, portanto, podemos definir massa como a medida da inércia.


Impenetrabilidade: duas porções de matéria não podem ocupar, simultaneamente, o mesmo lugar no espaço.
Divisibilidade: toda matéria pode ser dividida sem alterar a sua constituição, até um certo limite ao qual chamamos de átomo.
Compressibilidade: sob a ação de forças externas, o volume ocupado por uma porção de matéria pode diminuir.
Obs.: de uma maneira geral os gases são mais compressíveis que os líquidos e estes por sua vez são mais compressíveis que os sólidos.


Elasticidade: Dentro de um certo limite, se a ação de uma força causar deformação da matéria, ela retornará à forma original assim que essa força deixar de agir.
Porosidade: a matéria é descontínua. Isso quer dizer que existem espaços (poros) entre as partículas que formam qualquer tipo de matéria. Esses espaços podem ser maiores ou menores, tornando a matéria mais ou menos densa.
Ex.: a cortiça apresenta poros maiores que os poros do ferro, logo a densidade da cortiça é bem menor que a densidade do ferro.


Propriedades Funcionais


São propriedades comuns a determinados grupos de matéria, identificados pela função que desempenham.
Ex.: ácidos, bases, sais, óxidos, álcoois, aldeídos, cetonas.


Propriedades Específicas


São propriedades individuais de cada tipo particular de matéria.


Podem ser: organolépticas, químicas ou físicas.


I- Organolépticas


São propriedades capazes de impressionar os nossos sentidos, como a cor, que impressiona a visão, o sabor, que impressiona o paladar, o odor que impressiona o nosso olfato e a fase de agregação da matéria (sólido, líquido, gasoso, pastoso, pó), que impressiona o tato.


Ex.: água pura (incolor, insípida, inodora, líquida em temperatura ambiente)


barra de ferro (brilho metálico, sólida)


II - Químicas


Responsáveis pelos tipos de transformação que cada matéria é capaz de sofrer. Relacionam-se à maneira de reagir de cada substância.


Ex.: oxidação do ferro, combustão do etanol.


III - Físicas


São certos valores encontrados experimentalmente para o comportamento de cada tipo de matéria quando submetidas a determinadas condições. Essas condições não alteram a constituição da matéria, por mais diversas que sejam. As principais propriedades físicas da matéria são:


Pontos de fusão e solidificação
São as temperaturas nas quais a matéria passa da fase sólida para a fase líquida e da fase líquida para a sólida respectivamente, sempre em relação a uma determinada pressão atmosférica.


Obs.: a pressão atmosférica (pressão exercida pelo ar atmosférico) quando ocorre a 0° C, ao nível do mar e a 45° de latitude, recebe o nome de pressão normal, à qual se atribuiu, convencionalmente, o valor de 1 atm.


Ex.: água 0° C; oxigênio -218,7° C; fósforo branco 44,1° C


Ponto de fusão normal: é a temperatura na qual a substância passa da fase sólida para a fase líquida, sob pressão de 1atm. Durante a fusão propriamente dita, coexistem essas duas fases. Por isso, o ponto de solidificação normal de uma substância coincide com o seu ponto de fusão normal.


Pontos de ebulição e condensação
São as temperaturas nas quais a matéria passa da fase líquida para a fase gasosa e da fase gasosa para a líquida respectivamente, sempre em relação a uma determinada pressão atmosférica.


Ex.: água 100° C; oxigênio -182,8° C; fósforo branco 280° C.


Ponto de ebulição normal: é a temperatura na qual a substância passa da fase líquida à fase gasosa, sob pressão de 1 atm. Durante a ebulição propriamente dita, coexistem essas duas fases. Por isso, o ponto de condensação normal de uma substância coincide com o seu ponto de ebulição normal.


Densidade
é a relação entre a massa e o volume ocupado pela matéria.


Ex.: água 1,00 g/cm3; ferro 7,87 g/cm3.


Coeficiente de solubilidade
É a quantidade máxima de uma matéria capaz de se dissolver totalmente em uma porção padrão de outra matéria (100g, 1000g), numa temperatura determinada.


Ex.: Cs KNO3 = 20,9g/100g de H2O (10° c)


Cs KNO3 = 31,6g/100g de H2O (20° c)


Cs Ce2(SO4)3 = 20,0g/100g DE H2O (0° c)


Cs Ce2(SO4)3 = 10,0g/100g DE H2O (25° c)


Dureza
É a resistência que a matéria apresenta ao ser riscada por outra. Quanto maior a resistência ao risco mais dura é a matéria.


Entre duas espécies de matéria, X e Y, decidimos qual é a de maior dureza pela capacidade que uma apresenta de riscar a outra. A espécie de maior dureza, X, Risca a de menor dureza, Y. Podemos observar esse fato, porque sobre a matéria X, mais dura, fica um traço da matéria Y, de menor dureza.


SUBSTÂNCIA DUREZA SUBSTÂNCIA DUREZA
TALCO 01 FELDSPATO 06
GIPSITA 02 QUARTZO 07
CALCITA 03 TOPÁZIO 08
FLUORITA 04 CORÍNDON 09
APATITA 05 DIAMANTE 10



Tenacidade
É a resistência que a matéria apresenta ao choque mecânico, isto é, ao impacto. Dizemos que um material é tenaz quando ele resiste a um forte impacto sem se quebrar.


Observe que o fato de um material ser duro não garante que ele seja tenaz; são duas propriedades distintas. Por exemplo: o diamante, considerado o material mais duro que existe, ao sofrer um forte impacto quebra-se totalmente.


Brilho
É a capacidade que a matéria possui de refletir a luz que incide sobre ela. Quando a matéria não reflete luz, ou reflete muito pouco, dizemos que ela não tem brilho. Uma matéria que não possui brilho, não é necessariamente opaca e vice-versa. Matéria opaca é simplesmente aquela que não se deixa atravessar pela luz. Assim, uma barra de ouro é brilhante e opaca, pois reflete a luz sem se deixar atravessar por ela.


AS FASES DE AGREGAÇÃO DAS SUBSTÂNCIAS


Fase Sólida


A característica da fase sólida é a rigidez. As substâncias apresentam maior organização de suas partículas constituintes, devido a possuir menor energia. Essas partículas formam estruturas geométricas chamada retículos cristalinos. Apresenta forma invariável e volume constante.


Fase Líquida


A característica da fase líquida é a fluidez. As partículas se apresentam desordenadas e com certa liberdade de movimento. Apresentam energia intermediária entre as fases sólida e gasosa. Possuem forma variável e volume constante.


Fase Gasosa


A característica da fase gasosa é o caos. Existem grandes espaços entre as partículas, que apresentam grande liberdade de movimento. É a fase que apresenta maior energia. Apresenta forma e volume variáveis.


Mudanças De Fases Das Substâncias


O estado de agregação da matéria pode ser alterado por variações de temperatura e de pressão, sem que seja alterada a composição da matéria. Cada uma destas mudanças de estado recebeu uma denominação particular:


Fusão: é a passagem da fase sólida para a líquida.
Vaporização: é a passagem do estado líquido para o estado gasoso.
Obs.: a vaporização pode receber outros nomes, dependendo das condições em que o líquido se transforma em vapor.


Evaporação: é a passagem lenta do estado líquido para o estado de vapor, que ocorre predominantemente na superfície do líquido, sem causar agitação ou o surgimento de bolhas no seu interior. Por isso, é um fenômeno de difícil visualização.


Ex.: bacia com água em um determinado local, roupas no varal.


Ebulição: é a passagem rápida do estado líquido para o estado de vapor, geralmente obtida pelo aquecimento do líquido e percebida devido à ocorrência de bolhas.


Ex.: fervura da água para preparação do café.


Calefação: é a passagem muito rápida do estado líquido para o estado de vapor, quando o líquido se aproxima de uma superfície muito quente.


Ex.: Gotas de água caindo sobre uma frigideira quente.


Sublimação: é a passagem do estado sólido diretamente para o estado gasoso e vice-versa.
Obs.: alguns autores chamam de ressublimação a passagem do estado de vapor para o estado sólido.


Liquefação ou condensação: é a passagem do estado gasoso para o estado líquido.
Solidificação: é a passagem do estado líquido para o estado sólido.
Observe o esquema abaixo:


Diferença Entre Gás e Vapor


Vapor: Designação dada à matéria no estado gasoso, quando é capaz de existir em equilíbrio com o líquido ou com o sólido correspondente, podendo sofrer liquefação pelo simples abaixamento de temperatura ou aumento da pressão.


Gás: Fluido, elástico, impossível de ser liqüefeito só por um aumento de pressão ou só por uma diminuição de temperatura, o que o diferencia do vapor.

Gases Tóxicos

Gases perigosos mais comuns na indústria

Nesta tabela estão indicados quais os gases perigosos mais comuns e frequentes por segmento de indústria. Indústria Gases perigosos Agricultura Explosivos, Oxigénio, NH3, CO2, CO, H2S, NO, NO2, PH3 Aviação Explosivos, Oxigénio, CO2, CO, COV´s Química Explosivos, Oxigénio, NH3, CO, CL2, H2, HCL, H2S, NO, NO2, SO2, COV´s Construção Explosivos, Oxigénio, CO, H2S, NO, NO2, COV´s Aliment./bebidas Explosivos, Oxigénio, NH3, CO2, CO, HCL, HCN, H2S, PH3 Metalúrgicas Explosivos, Oxigénio, CO, HCN, H2S, NO, NO2, SO2, COV´s Naval Explosivos, Oxigénio, CO2, CO, H2S Minas Explosivos, Oxigénio, CO2, CO, HCN, H2S, NO, NO2 Petroquímica Explosivos, Oxigénio, NH3, CO, H2S, COV´s Papel Explosivos, Oxigénio, NH3, CO, CL2, CLO2, H2S, SO2, VOC´s Farmacêutica Explosivos, Oxigénio, NH3, CL2, HCL, H2S, SO2, VOC´s Centrais energia Explosivos, Oxigénio, NH3, CO2, CO, H2, H2S, SO2 Obras públicas Explosivos, Oxigénio, CO, H2S, NO, NO2, O3, SO2 Águas ETA/ETAR Explosivos, Oxigénio, NH3, CO, CL2, H2S, O3, SO2, VOC´s Soldagem Explosivos, Oxigénio, NH3, CO2, CO, HCL, HCN, H2S, PH3

Diferenças entre Gases e Vapor

A diferença entre gás e vapor é dada a partir da temperatura crítica. O vapor é a matéria no estado gasoso, estado esse que pode ser liquefeito com o aumento da pressão. Com o gás não ocorre o mesmo. Ele é um fluido impossível de ser liquefeito com um simples aumento de pressão. Isso faz com o gás seja diferente do vapor.

Comportamento dos Gases

Uma determinada substância no estado gasoso é um gás se a sua temperatura for superior à temperatura crítica, se a temperatura for igual ou inferior à temperatura crítica a substância é vapor.

Os gases reais que normalmente conhecemos como, por exemplo, o hélio, o nitrogênio e o oxigênio, apresentam características moleculares diferentes e particulares de cada um. Contudo, se colocarmos todos eles a altas temperaturas e baixas pressões eles passam a apresentar comportamentos muito semelhantes. No estudo dos gases adota-se um modelo teórico, simples e que na prática não existe, com comportamento aproximado ao dos gases reais. Essa aproximação é cada vez melhor quanto menor for a pressão e maior a temperatura. Esse modelo de gás é denominado de gás perfeito.

Por volta do século XVII e XIX, três cientistas (Jacques Charles, Louis J. Gay-Lussac e Paul E. Clayperon), após estudarem o comportamento dos gases, elaboraboraram leis que regem o comportamento dos gases perfeitos, também chamados de gases ideais. As leis por eles determinadas estabelecem as regras do comportamento “externo” do gás perfeito, levando em conta apenas as grandezas físicas que estão associadas a eles, grandezas essas que são: volume, temperatura e pressão.

Lei geral dos gases perfeitos

A expressão que determina a lei geral para os gases perfeitos pode ser vista da seguinte forma:

Onde p_o, V_o e T_o são respectivamente a pressão inicial, volume inicial e temperatura inicial. Essa é uma expressão que é utilizada para quando as variáveis de um gás apresentar variações.

Lei de Boyle

Robert Boyle, físico e químico, foi quem determinou a lei que rege as transformações sofridas por um gás, quando sua temperatura é mantida constante. Sua lei diz que quando um gás sofre uma transformação isotérmica, a pressão dele é inversamente proporcional ao volume ocupado. Dessa lei obtemos que como T_o = T temos que:

p_oV_o = pV

Lei de Charles

A lei de Charles é a lei que rege as transformações de um gás perfeito a volume constante. Essas transformações são chamadas de transformações isocóricas ou isométricas. Segundo essa lei, quando uma massa de gás perfeito sofre transformação isocórica, a sua pressão é diretamente proporcional à sua temperatura absoluta. Matematicamente essa lei pode ser expressa da seguinte forma:

Onde p_o e T_o são respectivamente a pressão inicial e a temperatura inicial.

Lei de Gay-Lussac

A lei de Gay-Lussac é a lei que rege as transformações de um gás perfeito à pressão constante. Essa lei, apesar de levar o nome de Gay-Lussac, já havia sido descoberta pelo físico e químico A.C. Charles. Segundo a lei, quando um gás sofre uma transformação isobárica o volume do gás é diretamente proporcional à sua temperatura absoluta. Matematicamente essa lei pode ser expressa da seguinte forma:

Onde V_o e T_o correspondem respectivamente ao volume inicial e à temperatura inicial.

Pressão e Temperatura

Você já deve ter ido ao supermercado comprar um pacote de macarrão e - se você é como eu, que não sei cozinhar nada - lê as instruções contidas no pacote atendo-se, principalmente, ao tempo de preparo. Suponha que o espaguete que você comprou indique Tempo de cozimento: 10 minutos. Será que isso funciona?

Depende de onde você está. Pense primeiro em algo um pouco mais simples. Responda rapidamente: A que temperatura a água ferve? Garanto que você pensou em 100°C. Isso é verdade, mas só é verdade à pressão de 1 atmosfera. Você sabe que quando diminuímos apressão atmosférica, o ponto de ebulição de um líquido diminui também, mas por quê?

Pressão e temperatura

Um líquido, assim como todas as coisas, é formado por moléculas. As moléculas, por sua vez, estão em movimento e, um desses movimentos é o de translação (ir de um lugar a outro). Imagine uma molécula de água dentro de uma panela com água. Ela vai se transladando e pode, por exemplo, bater na parede da panela mudando sua direção, mas pode também ir em uma trajetória tal que se dirija à superfície da água, onde não há parede para segurá-la. O que acontecerá então?

Ao atingir a superfície da água, a molécula encontrará duas barreiras: a tensão superficial e a pressão que o ar faz sobre a superfície. A tensão superficial funciona como uma película que envolve o líquido e pode ser muito forte ou mais fraca, dependendo das forças intermoleculares e das moléculas em si.

Imagine a seguinte situação: você andando em uma sala que tem uma única porta. Você está andando em direção à porta, que está fechada. Se essa porta for feita de papel de seda, será fácil rompê-la e sair da sala, mas se for de aço reforçado a coisa complica. Assim funciona a tensão superficial. Se ela for fraca, a molécula não tem grande dificuldade em vencê-la, mas se for forte...

Eu disse anteriormente que havia duas coisas que seguravam a molécula: a tensão superficial (nossa porta) e a pressão do ar na superfície. É como se, para mantermos a porta fechada, colocássemos uma pessoa para segurá-la. Se essa pessoa for uma criancinha, não será difícil afastá-la, mas se for um lutador de sumô teremos algum problema em abri-la. Assim funcionará a pressão do ar sobre a superfície do líquido: quanto maior, mais difícil será para a molécula transpor a interface.

Vaporização

Se você deixar cair um pouco de água sobre uma mesa e não enxugar, essa água permanecerá lá para sempre? Você sabe que não, ela irá evaporar, ou seja, transformar-se em gás. Isso se dá à medida que as moléculas "aprisionadas" no líquido conseguem, aos poucos, romper as barreiras da interface líquido-ar e, por isso a quantidade de água vai diminuindo até "desaparecer". Quando você ferve água, aquela fumaça que você vê saindo nada mais é do que um monte de moléculas que romperam a barreira e estão livres, gasosas.

Até aqui, você deve ter entendido como funciona fisicamente o processo de evaporação. Agora, vamos entender mais um conceito: uma de nossas moléculas que está caminhando no líquido, ao se chocar com a parede da panela ou mesmo com a superfície, aplica nela uma força. Como essa força é aplicada em uma área, podemos dizer que existe uma pressão. Quando a pressão que essa molécula exerce é igual à pressão que o ar faz na superfície, dizemos que o líquido entra em ebulição.

Tecnicamente, essa pressão exercida pela molécula é chamada de pressão de vapor. Quando a pressão de vapor se iguala à pressão atmosférica, o líquido entra em ebulição.

Por que a temperatura influi nisso?

A pressão de vapor, como vimos, está relacionada com a força que a molécula faz ao colidir com um obstáculo. É fácil intuir que, quanto maior for a velocidade da molécula, maior será o choque, maior a força, maior a pressão. O que faz uma molécula "andar" mais rápido ou mais devagar é a energia cinética que ela tem, podendo ser traduzida diretamente pela temperatura: quanto mais quente, mais rápida a molécula, maior a força de impacto, maior a pressão de vapor.

O que isso tem a ver com a cozinha?

Pense um pouco: para a água ferver, a pressão de vapor deve se igualar à pressão atmosférica. Quanto menor for a pressão atmosférica, mais rapidamente essa igualdade acontecerá e menor será a temperatura da água para que ocorra. Sabemos que quando a pressão atmosférica é de 1 atm, a água entra em ebulição a 100°C mas, se diminuirmos a pressão, ela ferverá a uma temperatura menor, nunca atingindo os 100°C.

Se você for cozinhar ao nível do mar, a temperatura da água ao ferver será de 100°C, mas se você estiver no Himalaia, ela deve ferver a uma temperatura bem mais baixa, por exemplo, 75°C. Como o seu macarrão, de acordo com as instruções fica pronto em 10 minutos, supomos que o mestre-cuca que escreveu as instruções pensou em 100°C. Contudo se nossa fervura estiver a 75°C, dez minutos não serão suficientes, deixarão o macarrão duro, necessitaremos de um tempo de cozimento maior!

Fervendo água a mais de 100°C

Existem algumas situações em que precisamos que a água continue líquida com uma temperatura superior a 100°C e, para isso, a solução é bastante simples: mantenha a pressão atmosférica em um valor superior a 1 atm. Isso é muito utilizado em radiadores de automóveis onde, sob pressão, a água continua líquida mesmo acima de 100°C e o mesmo ocorre nas panelas de pressão que, ao contrário da nossa macarronada no Everest, cozinha mais depressa pois a pressão interna da panela é superior a 1 atm o que obriga a água a ferver acima de 100°C.

Como você vê, um bom mestre-cuca devia se valer da ajuda de um químico ou de um físico quando for publicar uma receita. A não ser que tenha sido um bom aluno de ciências exatas...

Imagem mostra as sombras do polo sul lunar

Para conseguir obter o mapa de iluminação multi-temporal acima, a câmera grande-angular na sonda Lunar Reconnaissance Orbiter 1700 coletou imagens durante um período de seis dias lunares (seis meses terrestres), abrangendo uma área centrada no polo sul da lua. Convertidas para valores binários (pixel sombreado definido como 0, os pixel iluminado definido como 1), as imagens foram empilhados para produzir um mapa que representa a porcentagem de tempo em que cada ponto da superfície deste parte da lua é iluminada pelo sol. Permanentemente na sombra, o solo da cratera Shackleton, de 19 quilômetros de diâmetro, é visto perto do centro do mapa.

Uma vez que o eixo de rotação da Lua é quase perpendicular ao plano da eclíptica, o solo das crateras perto dos polo sul e norte lunares pode permanecer numa sombra permanente, enquanto o topo de montanhas recebe luz do sol quase contínua. O interior das crateras sombreadas poderia oferecer reservatórios de água, gelo e as regiões iluminadas pelo sol no topo das montanhas seriam locais ideais para matrizes de energia solar . 

Telescópio mais complexo do mundo tira sua primeira foto

Depois de anos de planejamento, construção e montagem, um observatório gigantesco, considerado como a matriz de telescópios terrestres mais complexa do mundo, abriu seus olhos na América do Sul e capturou sua primeira imagem.
O ALMA, sigla do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, agora está oficialmente aberto no alto dos Andes chilenos. O enorme rádio telescópio de R$ 2,5 bilhões, uma colaboração de muitas nações e instituições, deve ajudar os astrônomos a explorar alguns dos objetos mais frios e distantes no universo.
Os cientistas foram a um dos locais mais extremos na Terra para construir o maior conjunto de telescópios de ondas milímetros e submilímetros, com um incrível nível de sofisticação técnica.

Para marcar o grande momento, os cientistas lançaram a primeira imagem tirada pelo ALMA. Ela mostra as galáxias Antena, um par de galáxias espirais encontradas a cerca de 70 milhões de anos-luz de distância, na constelação de Corvus.
As duas galáxias foram capturadas em duas faixas de comprimento de onda diferentes durante a fase de testes do observatório. As imagens no futuro serão ainda mais nítidas, quando as outras antenas forem acionadas.
O ALMA é um complexo de telescópios de rádio com 12 metros, elevados a uma altitude de 5 mil metros, no planalto Chajnantor no norte do Chile. Cada uma dessas antenas individuais captura a luz na faixa de milímetros e submilímetros – cerca de mil vezes mais do que o comprimento de onda da luz visível.
A observação desses longos comprimentos de onda permite que o ALMA detecte objetos extremamente frios, como as nuvens de gás a partir das quais as estrelas e os planetas se formam. O observatório deverá também ser capaz de capturar objetos muito distantes, abrindo uma nova janela no universo.
Os telescópios individuais de ALMA estão espalhados ao longo de distâncias consideráveis, mas eles vão trabalhar como uma equipe. Um supercomputador trabalhando em 17 quatrilhões de operações por segundo reunirá observações de cada antena, formando uma grande exibição.
Atualmente, a matriz abriga 19 telescópios individuais, embora 66 devam funcionar até 2013. O obsrvatório acabará com cerca de 18 quilômetros de largura.
Ainda assim, quase 20 antenas de rádio enormes são o suficiente para começar a observar o universo. ALMA só começou a fazer isso semana passada.
O observatório pode assumir 100 projetos, então muita ciência pode ser feita nos próximos nove meses.
Com a observação das ondas milimétricas e submilimétricas, os cientistas podem analisar a formação de planetas, investigar a astroquímica e detectar a luz que chega a nós desde as primeiras galáxias do universo. Os primeiros projetos irão testar as capacidades do telescópio em todos estes campos e muitos, muitos mais.
A construção do ALMA continuará durante a fase de início das observações. Mas as imagens já são surpreendentes.

Quem veio primeiro? Grandes buracos negros encontrados em pequenas galáxias

A relação entre uma galáxia e seu buraco negro é tão grande que poderia ser comparada com membros desgrudados de uma família aqui na Terra. É como se os dois fossem irmãos consanguíneos.

Os cientistas nunca souberam dizer quem veio primeiro, as galáxias ou seus buracos negros – regiões do espaço com matéria tão densa que são capazes de devastar tudo o que existe em um bom espaço a sua volta.

Agora o mistério por trás disso é ainda maior, pois foram descobertas pequenas galáxias anãs com buracos negros gigantes, uma descoberta que derruba as atuais teorias sobre a formação de galáxias.

Estudos anteriores haviam mostrado que, à medida que uma galáxia cresce e evolui, parecia acontecer o mesmo com o buraco negro, pelo menos nos grandes aglomerados.

Mas, usando dados do telescópio espacial Hubble, astrônomos acharam pequenas galáxias no universo desproporcionais ao tamanho de seus buracos negros.

“Eles parecem estar fora de sincronia, de alguma maneira fundamental”, explica a astrônoma Sandra Faber. “Estes buracos negros são muito maciços, dado o seu conteúdo estelar. Eles cresceram muito rápido. Os buracos ficaram à frente das galáxias jovens”, completa Sandra.

Algo ainda mais intrigante é que uma protuberância reveladora de estrelas associadas com super-buracos negros estão visivelmente ausentes nos buracos menores, sugerindo que possa haver mais de uma maneira de um buraco negro crescer.

As novas descobertas são baseadas no estudo de 28 galáxias anãs amontoadas a cerca de 10 bilhões de anos-luz da Terra. Apesar de buracos negros, por definição, não poderem ser vistos, os astrônomos olham para a radiação de estrelas em torno do buraco negro para descobrir seu tamanho e características.

A pesquisa poderá mudar o pensamento dos cientistas sobre os ambientes em que as galáxias crescem e sobre o desenvolvimento de buracos negros . 

As 5 partículas mais bacanas da natureza

Elas aparecem em diferentes tamanhos, cores e sabores – algumas são partes de duplas destrutivas que se vaporizam, outras têm nomes muito bizarros. Conheça as mais legais

1. A PARTÍCULA DIVINA

2. QUARKS

A famosa partícula conhecida como Bóson de Higgs é tão importante para a ciência que ficou conhecida como partícula “divina”. Acredita-se que ela dê massa a outras partículas – sua teoria foi criada em 1964, quando cientistas passaram a se perguntar porque algumas partículas eram mais massivas que outras. Muitos cientistas acreditam que essa partícula é o que falta para firmar o modelo tradicional da física, mas ela ainda não foi detectada.

Um dos nomes mais legais da física – são eles que constroem os prótons e os nêutrons. Eles estão sempre em grupos já que a força que os conecta fica cada vez maior quanto mais eles são afastados. Então quarks “soltos” não existem na natureza.

3. PARTÍCULAS SUPERSIMÉTRICAS

Fazem parte de uma teoria que diz que, para cada partícula que conhecemos há uma “gêmea”, uma partícula simétrica, que ainda não foi descoberta. Então porque ainda não conhecemos essas partículas? Cientistas acreditam que elas são muito mais pesadas que suas gêmeas – e quanto mais pesadas, menor é o período de vida dessas partículas.

4. NEUTRINOS

Eles são partículas leves, subatômicas que andam por aí a uma velocidade parecida com a da luz. Na verdade trilhões deles estão passando por seu corpo nesse momento, embora dificilmente eles interajam com a matéria. Alguns neutrinos vêm do Sol, enquanto outros vêm de raios cósmicos de outras galáxias.

5. ANTIMATÉRIA

Todas as partículas normais teriam sua partícula oposta, com a mesma massa mas com carga diferente. Quando a matéria e a antimatéria se encontram, elas se aniquilam. A antimatéria do próton, por exemplo, é o antipróton e a do elétron é o pósitron .