Porque é que o ouro é dourado? É relativo

ZAP//Myimagine/depositPhotos/(pd) Arthur Sasse

O brilho único do ouro deve-se a uma intrigante interação entre a mecânica quântica e a teoria da relatividade de Einstein.

A aparência e valor que distinguem o ouro não se devem apenas à sua raridade e natureza não reativa. A sua tonalidade única, apreciada há séculos, deve a sua existência a uma intrigante interação entre a mecânica quântica e a teoria da relatividade de Einstein.

Como elemento, o ouro (Au) é relativamente pouco reativo, tal como o seu vizinho da tabela periódica, a prata (Ag). Ambos os metais têm um único eletrão na sua camada mais externa, mas a sua reatividade e cor diferem significativamente.

A prata reflete toda a luz visível, dando-lhe um aspeto brilhante e prateado. O ouro, no entanto, absorve a luz azul e reflete o resto, produzindo a sua caraterística cor amarelo-dourada. Esta discrepância intrigou os cientistas durante anos, até que surgiu uma ideia chave: efeitos relativistas.

O núcleo do ouro, com os seus 79 protões, exerce uma forte carga positiva que puxa os seus eletrões para perto de si. Os eletrões das camadas mais internas orbitam o núcleo a velocidades superiores a metade da velocidade da luz para evitar colidir com ele. A tais velocidades relativistas, estes eletrões ganham massa efetiva e são atraídos ainda mais para perto do núcleo, comprimindo a estrutura do átomo.

Esta compressão afeta os eletrões mais exteriores do ouro, particularmente as duas camadas mais exteriores. A proximidade entre estas camadas reduz a energia necessária para fazer com que um eletrão passe para um estado de energia mais elevado quando exposto a fotões de luz.

Na prata, este limiar de energia situa-se no espetro ultravioleta, o que significa que a luz visível não é absorvida e o metal reflete um tom prateado uniforme. No ouro, o limiar cai na região azul do espetro visível, permitindo que a luz azul seja absorvida enquanto reflete os vermelhos e os verdes. A combinação destas cores refletidas produz o brilho quente caraterístico do ouro.

“A diferença química entre a prata e o ouro tem recebido muita atenção durante a história da química”, explica um artigo de 1978 sobre o tema, que aponta para o tal efeito relativista, cita o IFL Science.

O fenómeno relativista não explica apenas a aparência do ouro, mas também a sua excecional estabilidade. A mesma contração das camadas de eletrões torna o ouro menos reativo do que a prata, e é por isso que o material é usado na moeda, na eletrónica e na joalharia.