Pauling e as Estruturas Cristalinas

Logo após a descoberta da difração dos raios X, no ano de 1912, os pesquisadores passaram a dispor de importante método para determinar as estruturas de muitas substâncias, iniciando pelas que apresentam-se na forma cristalina. Os cristais, com átomos distribuídos de forma regular, ordenada e distanciados por o valor de alguns angstrons, difratam os raios X. Explorando assiduamente tal propriedade, foi possível esclarecer a ordenação cristalina.

O método começou a ser aplicado, com imenso êxito, por sinal, pelo físico e químico britânico Sir William Henry Bragg (1862-1942) e por seu filho, também físico, William Lawrence bragg (1890-1971). A tal estudo, também dedicou o grande bioquímico e químico quântico norte-americano Linus Carl Pauling (1901-1994) (retratado na fotografia acima) os primeiros anos da pesquisa.

Por volta do ano de 1926, já haviam sido determinadas as estruturas cristalinas da maioria dos elementos químicos, de vários sais simples e de um pequeno número de substâncias complexas, incluindo um ou dois compostos orgânicos. Chocava-se, todavia, com a dificuldade de encontrarem-se outras substâncias cujas estruturas pudessem ser analisadas pelas técnicas de difração de raios X. No ano de 1928, Linus Carl Pauling resolve com sucesso a divergência. Em um renomado trabalho, intitulado A Teoria da Coordenação da Estrutura de Cristais Iônicos, afirma: "No estudo da estrutura de um cristal por meio dos raios X, vários pesquisadores, especialmente dos Estados Unidos, têm-se esforçado por eliminar rigorosamente todos os possíveis arranjos atômicos, com exceção daquele formado pela unidade estrutural permitida pelos dados experimentais, sem levar em conta o fato de essas estruturas serem ou não quimicamente admissíveis ou estarem ou não de acordo com as distâncias interatômicas admitidas. A importância deste processo provém da certeza com que seus resultados podem ser aceitos (...). Mas, infelizmente, o trabalho envolvido em sua aplicação a cristais complexos é insuperável. (...) Os cristais complexos, entretanto, são de grande interesse, e é de se desejar que a determinação de suas estruturas possa ser feita mesmo com o sacrifício do rigor do método. Procede-se então da seguinte maneira: dentre todos os arranjos atômicos possíveis, escolhe-se um e examina-se sua concordância com os dados experimentais. Se a concordância for completa e extensa, admite-se que a estrutura escolhida é a correta. A principal dificuldade enfrentada nessa tratamento é a seleção da estrutura a ser testada". Como resultado de tais investigações, Pauling formula cinco regras, das quais a primeira estabelece que "ao redor de cada cátion forma-se, por coordenação, um poliedro de ânions, no qual a distância entre o cátion e o ânion é determinada pela soma dos raios, sendo o número de coordenação do cátion fornecido pela relação dos raios".