Bronze de sódio-tungsténio
O bronze de sódio-tungsténio é uma forma de composto de intercalação com fórmula NaxWO3, em que x é igual ou menor que 1. Assim designado devido ao seu brilho metálico, as suas propriedades elétricas vão de semicondutoras a metálicas dependendo da concentração de iões de sódio presentes; pode também exibir supercondutividade.
História
Preparado em 1823 pelo químico Friedrich Wöhler, o bronze de sódio-tungsténio foi o primeiro bronze de metal alcalino a ser descoberto.[1]Por causa da estabilidade relativa do catião tungsténio (V) que se forma, só na década de 1960 foram descobertos os bronzes de molibdénio.[2]
Propriedade
O bronze de sódio-tungsténio, como ouros bronzes de tungsténio, é resistente à reação química tanto em condições ácidas como alcalinas. A cor depende da proporção de sódio no composto, indo do dourado com x≈0,9, passando pelo vermelho, laranja e púrpura, até ao preto-azulado para x≈0,3.
A resistividade elétrica do bronze depende da proporção de sódio no composto, com resistências específicas de 1,66 mΩ medidas em algumas amostras.[3] Foi sugerido que os eletrões, libertados quando os átomos de sódio são ionizados, são prontamente conduzidos pelas orbitais t2g do tungsténio e π do oxigénio.[2] Tal pode ser observado nos espectros de XPS[4] and UPS:[5] o pico que representa a banda 5d do tungsténio torna-se mais intenso à medida que x aumenta.
Para valores de x abaixo de 0,3, o bronze é semicondutor em vez de metálico.[2] Quando arrefecido suficientemente, o bronze de sódio-tungsténio torna-se supercondutor, com temperatura crítica (Tc) para Na0,23WO3 de aproximadamente 2,2 K.[6] O primeiro registo de supercondutividade num bronze de tungsténio foi feito em 1964, com Tc de 0,57 K.[7]
Estrutura
Quando x=1, o bronze de sódio-tungsténio adopta uma fase cúbica: a estrutura perovskite.[8] Nesta forma, a estrutura consiste de octaedros de WO6 partilhando vértices com iões de sódio nos espaços intersticiais. Para valores de x entre 0,9 e 0,3, a estrutura permanece semelhante mas com maior deficiência de iões de sódio e uma parâmetro de malha menor.[8]
Podem ser adoptados vários outros tipos de estruturas, com propriedades elétricas variáveis: as fases cúbica, tetragonal I e hexagonal são metálicas, enquanto as estruturas ortorrômbica e tetragonal II são semicondutoras.[9]
Síntese
A síntese feita por Wöhler em 1823, envolvia a redução de tungstato de sódio e trióxido de tungsténio com gás hidrogénio a temperatura elevada. Uma abordagem mais moderna reduz os reagentes fundidos com eletricidade em vez do hidrogénio.[10] Também é possível a síntese com micro-ondas,[11] usando pó de tungsténio como agente redutor.
Compostos relacionados
O sódio deste composto pode ser substituído por outros metais alcalinos para formar os seus bronzes de tungsténio, e por outros metais como o estanho e o chumbo.[12] Também existem bronzes de molibdénio mas são menos estáveis que os seus equivalente de tungsténio.[2]
Referências
- Este artigo foi inicialmente traduzido, total ou parcialmente, do artigo da Wikipédia em inglês cujo título é «Sodium tungsten bronze», especificamente desta versão.
