Química

Uma amostra do sal poliacrilato de sódio:
este polímeropossui a capacidade de
absorver até 400 vezes o seu peso em água
e esta propriedade é explorada em diversos produtos,
tais como fraldas absorventes. É também usado na
fabricação de detergentes, produtos agrícolas e na
obtenção de neve artificial. A imagem destaca uma
amostra de poliacrilato de sódio  absorveu a quantidade
máxima de água.

Química é a ciência que estuda a composição, estrutura, propriedades da matéria e as mudanças sofridas por ela durante as reações químicas e sua relação com a energia. O desenvolvimento desta ciência teve como base as observações e experimentos, sendo portanto considerada uma ciência experimental. O cientista irlandês Robert Boyle é tido por muitos o iniciador da química moderna, já que, em meados do século XVIII, ele executou experimentos planejados, estebelecendo através deles generalizações. Apesar dos méritos de Boyle, muitos consideram o francês Antoine Laurent Lavoisier, que viveu no século XVIII, o pai da química, especialmente devido ao seu trabalho sobre o conceito de conservação da massa, sendo este considerado o marco do estabelecimento da química moderna, ocasionando a chamada Revolução Química. Os estudos de Lavoisier foram referência para que cientificamente fosse proposto por John Dalton, no início do século XIX, o primeiro modelo atômico. A química experimentou grande desenvolvimento teórico e metodológico durante o século XX, especialmente pelo estabelecimento da mecânica quântica, métodos espectroscópicos e metodologias de síntese orgânica, que impulsionaram o descobrimento de novos fármacos, determinação da estrutura química de moléculas, como o ácido desoxirribonucleico e sofisticação das teorias já existentes. As disciplinas de química são agrupadas basicamente em cinco grande divisões a saber: a química inorgânica (que estuda a matéria inorgânica), a química orgânica (que estuda os compostos de carbono), a bioquímica (que estuda a composição e reações químicas de substâncias presentes em organismos biológicos), a físico-química (que compreende os aspectos energéticos dos sistemas químicos em escalas macroscópicas, molecular e atômica) e a química analítica (que analisa materiais e compreender a sua composição e estrutura). A química é chamada muitas vezes de ciência central porque é a ponte entre outras ciências como a física e outras ciências naturais, como geologia e biologia. É considerada, juntamente com a física e a matemática, uma ciência exata. A química possui papel fundamental no desenvolvimento tecnológico, pois a utilização dos conceitos e técnicas desta ciência permite a obtenção de novas substâncias, além de preocupar-se com a prevenção de danos e exploração sustentável do meio ambiente.

História

A história da química está intrinsecamente ligada ao desenvolvimento do homem, já que abarca todas as transformações de matérias e as teorias correspondentes.

Os Primeiros Passos

A ciência química surge no século XVII, a partir dos estudos de alquimia, populares entre muitos dos cientistas da época. Considera-se que os princípios básicos da química se recolhem pela primeira vez, na obra do cientista britânico Robert Boyle: The Sceptical Chymist (1661). A química, como tal, começa um século mais tarde, com os trabalhos do francês Lavoisier e suas descobertas em relação ao oxigênio, à lei da conservação da massa e à refutação da teoria do flogisto como teoria da combustão. A partir destas leis de Lavoisier teve-se o início da química moderna.

A racionalização da química

Um ponto crucial no desenvolvimento da química, como ciência, foi a racionalização dos conhecimentos empíricos obtidos, procurando criar leis racionais e simplificar, de forma coerente, as informações obtidas. O princípio de conservação da massa e o entendimento da influência da composição da atmosfera nos experimentos — ambos amplamente disseminados a partir dos trabalhos de A. Lavoisier, no final do século XVIII — permitiram que os experimentos se tornassem cada vez mais rigorosos e precisos, em oposição ao caráter qualitativo das experimentações alquimistas.

A partir desse momento, a medição de massas assume um caráter fundamental na história da química, tendo sido esse o principal impulsor para o desenvolvimento da balança, a partir da época de Lavoisier, tendo ele próprio construído os equipamentos mais precisos desse período.

A hipótese atomística

Em um período de 478 a.C, o filósofo grego Leucipo, que vivia na costa norte do Mar Egeu apresentou a primeira Teoria atômica , e seu discípulo Demócrito a aperfeiçoou e a propagou. "Considere a areia de uma praia .Vista de longe ela parece contínua ,porém, observada de perto ,notamos que é formada por pequenos grãos.Na realidade todas as coisas no universo são formadas por grãozinho tão pequenos que não podemos enxergar e,dessa forma,temos a impressão de que elas são contínuas." Esses "grãozinhos" foram chamados de átomos (a palavra átomo significa, em grego, indivisível). Demócrito postulou que todas as variedades de matéria resultam da combinação de átomos de quatro elementos: terra, ar, fogo e água.

Demócrito baseou o seu modelo na intuição e na lógica. No entanto foi rejeitado por um dos maiores lógicos de todos os tempos, o filosofo Aristóteles. Este reviveu e fortaleceu o modelo de matéria contínua, ou seja, a matéria como "um inteiro". Os argumentos de Aristóteles permaneceram até a Renascença.

Todo o modelo não deve ser somente lógico, mas também deve ser consistente com a experiência. No século XVII, experiências demonstraram que o comportamento das substâncias era inconsistente com a ideia de matéria contínua e o modelo de Aristóteles desmoronou.

Em 1808, John Dalton, um professor inglês, propôs a ideia de que as propriedades da matéria podem ser explicadas em termos de comportamento de partículas finitas, unitárias. Dalton acreditou que o átomo seria a partícula elementar, a menor unidade de matéria. Surgiu assim o modelo de Dalton: átomos vistos como esferas minúsculas, rígidas e indestrutíveis. Todos os átomos de um elemento são idênticos.

A racionalização da matéria

A teoria atomística de Dalton teve importantes repercussões. Baseado em dados experimentais, um cientista francês, chamado Joseph Proust, já tinha proposto formalmente o conceito de que toda substância tinha uma composição constante e homogênea. Assim, a água, por exemplo, independente da sua origem, era sempre composta pela mesma proporção de dois gases:oxigênio e hidrogênio. Juntando esse conceito e seus postulados atomísticos, Dalton organizou de forma racional as diversas substâncias conhecidas, criando uma tabela de substâncias que seriam formadas por apenas um tipo de átomo, e substâncias que eram formadas por uma combinação característica de átomos.

Assim, tanto a grafite como os gases hidrogênio e oxigênio, por exemplo, eram formados apenas por um tipo de átomo, enquanto que outras substâncias, como a água, eram formadas pela combinação de dois ou mais átomos, nesse caso, dos elementos hidrogênio e oxigênio (as dificuldades de obter certos dados com uma precisão razoável levaram Dalton a propor erroneamente para a água a fórmula HO, em vez de H₂O). Apesar das dificuldades experimentais, Dalton propôs formulas certas para diversos compostos conhecidos na época, tendo seu trabalho revolucionado de forma definitiva o entendimento da matéria.