Química

Predefinição:Portal-química Química (do egípcio kēme (chem), significando "terra") é a ciência que trata das substâncias da natureza, dos elementos que a constituem, de suas características, propriedades combinatórias, processos de obtenção, suas aplicações e sua identificação. Estuda a maneira que os elementos se ligam e reagem entre si, bem como a energia desprendida ou absorvida durante estas transformações.

Química - O estudo das interações das substâncias químicas e com a energia baseado nas estruturas dos átomos, moléculas e outros tipos de agregações.

História

Ver artigo principal: História da química, Alquimia

O Alquimista, de Pietro Longhi

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 Antoine 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 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 principio 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

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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 de 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 à 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.

Conceitos fundamentais

Estados da matéria

Ver artigo principal: Estados físicos da matéria

Fases ou estados da matéria são conjuntos de configurações que objetos macroscópicos podem apresentar. São três os estados ou fases considerados: sólido, líquido e gasoso. Outros tipos de fases da matéria, como o estado pastoso ou o plasma são estudados em níveis mais avançados de física. No estado sólido considera-se que a matéria do corpo mantém a forma macroscópica e a posição relativa de suas partículas. É particularmente estudado nas áreas da estática e da dinâmica.

No estado líquido, o corpo mantém a quantidade de matéria e aproximadamente o volume; a forma e posição relativa da partículas não se mantém. É particularmente estudado nas áreas da hidrostática e da hidrodinâmica.

No estado gasoso, o corpo mantém apenas a quantidade de matéria, podendo variar amplamente a forma e o volume. É particularmente estudado nas áreas da aerostática e da aerodinâmica.

Substâncias e misturas

Ver artigo principal: Substância, Mistura

Uma substância possui uma composição característica, determinada e um conjunto definido de propriedades. Um dos exemplos de substâncias são o cloreto de sódio, a sacarose e o oxigênio, entre outros. Uma substância pode ser composta por um único elemento químico, como por exemplo o ouro, ferro ou o cobre, ou pode ser também composto por dois ou mais elementos numa proporção definida, como é o caso do cloreto de sódio (39,34% de sua massa é de sódio e 60,66%,de cloro).

Duas ou mais substâncias agrupadas constituem uma mistura, cuja composição e propriedade são variáveis. O leite, por exemplo, é uma mistura.

Átomo

Ver artigo principal: Átomo

Um átomo é a menor porção em que pode ser dividido um elemento químico, mantendo ainda as suas propriedades físico-químicas mínimas.

Elementos

Ver artigo principal: Elemento químico

Denomina-se elemento químico todos os átomos que possuem o mesmo número atômico (Z), ou seja, o mesmo número de prótons.

Compostos

Ver artigo principal: Composto químico

Um composto químico é uma substância química constituída por moléculas ou cristais de dois ou mais átomos ou íons ligados entre si numa proporção fixa e definida, isto é, as proporções entre elementos de uma substância não podem ser alterados por processos físicos. Por exemplo, a água é um composto formado por hidrogênio e oxigênio na proporção de dois para um.

Moléculas

Ver artigo principal: Molécula

Uma molécula é um conjunto electricamente neutro de dois ou mais átomos unidos por pares compartilhados de elétrons (ligações covalentes) que se comportam como uma única partícula. Uma substância que apresente somente ligações covalentes e seja formada por moléculas discretas é chamada de substância molecular cuja ligação suficientemente forte caracteriza como uma identidade estável.

Íons ou iões

Ver artigo principal: Íon

Um íon ou ião é uma espécie química eletricamente carregada, geralmente um átomo ou molécula que perdeu ou ganhou elétrons. Íons carregados negativamente são conhecidos como ânions, ou aniões (que são atraídos para ânodos), enquanto íons carregados positivamente são conhecidos como cátions, ou catiões (que são atraídos por cátodos).

Energia química

Ver artigo principal: Energia química

Energia química é a energia potencial das ligações químicas entre os átomos. Sua liberação é percebida mais claramente, por exemplo, numa combustão. A energia química é liberada ou absorvida em qualquer reação química.

Reações químicas

Ver artigo principal: Reação química

Uma reação química é uma transformação da matéria em que ocorrem mudanças qualitativas na composição química de uma ou mais substâncias reagentes, resultando em um ou mais produtos.

Leis da química

Ver artigo principal: Leis da química

As reações químicas são governadas por certas leis, as quais trazem conceitos fundamentais em química. Algumas delas são:

• Lei da conservação das massas, que de acordo com alguns físicos modernos considera que a energia é conservada, e que massa e energia são relacionadas; um conceito que se torna importante em química e física nuclear.
• Lei da conservação da energia que conduz aos importantes conceitos de equilíbrio, termodinâmica, e cinética.
• Lei de Proust ou "lei das proporções constantes", embora em muitos sistemas (notavelmente macromoléculas bioquímicas e minerais) as variedades possíveis tendem a requerer vastos números, e são freqüentemente representados como frações.
• Lei das proporções múltiplas
• Lei de Hess
• Lei de Beer-Lambert
• Lei da difusão de Fick
• Lei de Raoult
• Lei de Henry
• Lei de Boyle (1662, relacionando pressão e volume)
• Lei de Charles (1787, relacionando volume e temperatura)
• Lei de Gay-Lussac (1809, relacionando pressão e temperatura)
• Lei de Avogadro

Ligações químicas

Ver artigo principal: Ligação química

As ligações químicas são uniões estabelecidas entre átomos para formarem as moléculas, que constituem a estrutura básica de uma substância ou composto. Na Natureza existem aproximadamente uma centena de elementos químicos. Os átomos destes elementos químicos ao se unirem formam a grande diversidade de substâncias químicas.

Tabela periódica

Ver artigo principal: Tabela periódica

Tabela periódica dos elementos químicos é a disposição sistemática dos elementos, na forma de uma tabela, em função de suas propriedades. É muito útil para se preverem as características e tendências dos átomos.

Áreas de estudo e algumas de suas subdivisões

A divisão da química pode ser feita de diversas maneiras.

Por exemplo, a IUPAC divide a química em :

• Química física e biofísica
• Química inorgânica
• Química orgânica e química biométrica
• Polímeros
• Química analítica
• Química e meio ambiente
• Química e saúde humana
• Nomenclatura química e representação estrutural

Mais tradicionalmente, a química pode, também, ser dividida em diversas modalidades:

• Química orgânica

É a ciência da estrutura, das propriedades, da composição e das reações químicas dos compostos orgânicos que, em principio, são os compostos cujo elemento principal é o carbono. O limite entre a química orgânica e a química inorgânica, que segue, não é sempre nítido; por exemplo, o óxido de carbono (CO) e o anidrido carbônico (CO₂) não fazem parte da química orgânica.

• Química inorgânica

É o ramo da química que trata das propriedades e das reações dos compostos inorgânicos. Neste é incluída a geoquímica

• Físico-Química ou Química Física

É o estudo dos fundamentos físicos dos sistemas químicos e dos processos físicos. Em particular, a descrição energética das diversas transformações faz, por exemplo, parte deste ramo da química. Nela encontram-se disciplinas importantes como a termodinâmica química e a termoquímica, a cinética química, a mecânica estatística, a espectroscopia e a eletroquímica.

• Bioquímica

É o estudo dos compostos químicos, das reações químicas e das interações químicas que acontecem nos organismos vivos.

• Química analítica

É o estudo de amostras de material para conhecer a sua composição química e sua estrutura.

• Química nuclear

É o estudo dos fenômenos materiais e energéticos que aparecem no nível do núcleo dos átomos.

• Química dos polímeros

Alguns elementos como o carbono e o silício têm a propriedade de poder formar cadeias repetindo numerosas vezes a mesma estrutura. Estas macromoléculas tem propriedades químicas e físicas exploradas pela indústria.

Química em tópicos

• Química inorgânica - estuda as substâncias inorgânicas
• Química orgânica - estuda as substância orgânicas.
• Química analítica - trata da análise química de produtos.
• Físico-química - estuda as propriedades químicas e físicas da matéria.
• Bioquímica - trata dos processos químicos relativos aos seres vivos.
• Química industrial - estudo de reações com interesse em processos industriais (ver verbetes Engenharia química e Cálculo de reatores).
• Química ambiental
• Química medicinal
• Petroquímica - trata da obtenção e refinação do petróleo.
• Mineralogia
• Engenharia Química - ramo da Engenharia dedicado ao projeto e estudo de Indústrias de Processos Químicos.
• Cálculo de Reatores - ramo da Engenharia Química que estuda o projeto de conjunto de reatores industriais.
• Carboquímica - trata de processos envolvendo o carvão mineral.
• Catálise química - trata de procedimentos que alteram as cinética das reações.
• Ciência dos materiais - trata da composição, resistência e durabilidade de materiais.
• Cinética química - trata da velocidade das reações químicas.
• Combustão - trata das substâncias usadas na produção de energia.
• Eletroquímica - trata de reações químicas envolvendo energia elétrica.
• Estequiometria - Estudo quantitativo acerca dos reagentes e produtos de uma reação química.
• Química Quântica
• Operações Unitárias - ramo da Engenharia Química que estuda o projeto de equipamentos industriais de transformações físicas (por exemplo, filtração, destilação, cominuição, decantação, aquecimento) em oposição às Conversões Químicas (Cálculo de Reatores).
• Termoquímica - trata de reações químicas envolvendo energia térmica.

Tópicos Especiais

• Estudo da Corrosão
• Estudo da Combustão
• Estudo das Ligações químicas
• Estudo dos Orbitais atômicos
• Isomerismo
• Problemas insolúveis da Química
• Nomenclatura química
• Tabela periódica -

Literatura em Química

Além dos livros didáticos ou específicos sobre tópicos da Química no mundo, são publicados diariamente centenas de artigos técnicos e científicos. Há milhares de jornais e revistas periódicas de Química. A principal fonte de referência para uma pesquisa bibliográfica sobre os assuntos tratados na área química é o Chemical Abstracts, publicado pela American Chemical Society, o qual contém resumos dos principais artigos publicados mundialmente.

Veja também em:

• Associações de Química
• Instituições de Química
• Indústrias Químicas
• Periódicos de química

Funções e grupos químicos

Acetato | Ácido | Ácidos Orgânicos | Açúcar | Albumina | Alcali | Alcalóide | Alcool | Alcoolato | Aldeído | Amálgama | Amido | Amina | Aminoácido | base | bicarbonato | borato | brometo

Produtos e substâncias

Lista de produtos e substâncias químicas

Procedimentos e processos

Batimento | Branqueamento

Calcinação | Cromatografia

Micro-análise

Titração/Titulação

Equipamentos e instrumentos químicos

Vidrarias comuns em laboratórios

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balança | batedeira | batedor | balão de borracha | balão de destilação | balão volumétrico | becker | bico de bunsen | bureta | funil de Büchner | Mufla | pipeta | proveta | pHmetro | kitassato | bomba a vácuo | colorímetro | espectrofotômetro | tubo de ensaio | gobelé | caixa de Petri | vidro de relógio | pompete | vareta de vidro | conta-gotas | erlenmeyer | cristalizador | tina de vidro | tubo de ensaio | cápsula de porcelana | funil | espátula | almofariz com pilão | cadinho | manta de aquecimento | ampola de decantação | picnómetro

Ver também

• Acidimetria - métodos analíticos para a determinação da acidez de uma solução.
• Adubos - compostos químicos utilizados na agricultura para melhorar a produção.
• Alotropia - existência de diferentes substâncias formadas pelo mesmo composto químico.
• Alquimia - tradição filosófica que perdurou até ao século XVIII e que lançou algumas das bases de processos laboratoriais modernos.
• Associações de química - lista de associações importantes em Química.
• Átomo - a partícula fundamental que constitui um elemento químico.

• Anexo:Lista de químicos - biografias de químicos.
• Bioquímica - trata dos processos químicos e substâncias relacionados aos seres vivos.

• Carboquímica - trata de processos envolvendo o Carvão Mineral.
• Catálise química - trata de procedimentos que alteram as cinética das reações.
• Ciências dos materiais - trata da composição, resistência e durabilidade de materiais
• Cinética química - trata da velocidade das Reações Químicas.
• Colóides - misturas de partículas de grandes dimensões (macromoleculares) dispersas em solução.
• Combustão - reacções químicas exotérmicas (que produzem calor).
• Corrosão - degradação de materiais (usualmente metais) por transformações químicas.
• Cristais - sólidos constituídos por moléculas, átomos ou iões dispostos numa geometria definida.

• Eletrólise - separação de compostos em partes mais simples por quebra de ligações químicas através do uso de corrente eléctrica.
• Eletroquímica - trata de reações químicas envolvendo energia elétrica.
• Engenharia Química - ramo científico dedicado ao planeamento e construção de sistemas dedicados à produção industrial, utilizando processos químicos.
• Equilíbrio iônico - equilíbrio químico aplicado a iões em solução.
• Explosivos - compostos químicos instáveis, que expandem de forma rápida ao sofrer decomposição química, numa reacção exotérmica.

• Físico-química - trata das propriedades físicas gerais das substâncias.
• Fogo - libertação de calor e luz decorrente de certos tipos de combustão.
• Fórmula química - representação dos átomos que compõem um composto químico.
• Fotoquímica - trata de reações químicas envolvendo emissão ou absorção de luz.

• Grupo funcional - grupos de átomos que conferem determinadas características a compostos químicos.

• Halogênios - elementos químicos não-metálicos, muito reactivos, pertencentes ao grupo 17 da tabela periódica.
• Hidratos - compostos químicos que contêm água.
• História da química - síntese da evolução da Química ao longo da história.

• Indicador químico - compostos químicos que indicam determinadas propriedades de outros compostos, como o pH ou estado de oxidação.
• Indústrias químicas - indústrias que utilizam processos químicos (ver também Engenharia Química).
• Isomerismo - compostos com fórmulas moleculares idênticas mas fórmulas estruturais diferentes.

• Ligação química - uniões entre átomos para formação de compostos químicos.
• Ligas metálicas - compostos de natureza metálica, constituiídos por misturas de dois ou mais elementos em que pelo menos um é metálico.

• Metais - elementos químicos caracterizados por formar facilmente catiões e ligações metálicas.
• Mineralogia - ciência que se dedica ao estudo da química, estruturas moleculares e cristalinas e propriedades físicas de minerais.
• Misturas - combinação física de dois ou mais compostos químicos sem existência de reacção química entre eles.

• Nobel de Química - lista dos premiados com o Prémio Nobel de Química.
• Nomenclatura química - sistema de organização de nomenclatura em Química

• Orbitais atômicos - zonas do átomo em que se encontram electrões, descritas por funções de onda.
• Óxidos - grupo de compostos químicos contendo oxigénio.

• Periódicos de química - lista de periódicos especializados em Química.
• Petroquímica - trata da obtenção e refinação do petróleo.
• Polimeria - característica de moléculas longas (polímeros) obtidas pela união de moléculas mais simples por repetição (monómeros).
• Proteínas - macromoléculas constituiídas por aminoácidos, existentes em organismos vivos.

• Química ambiental - ramo da Química que estuda fenómenos químicos ocorrendo na Natureza.
• Química analítica - trata das técnicas e equipamentos de identificação das substâncias.
• Química industrial - ramo da Química que trata de processos industriais utilizando reacções químicas (ver também Engenharia Química)
• Química inorgânica - trata principalmente de compostos inorgânicos.
• Química orgânica - trata principalmente de compostos orgânicos.
• Química quântica - ramo teórico da Química que aplica teorias quânticas na resolução de problemas em Química, especialmente sobre a reactividade de diferentes compostos e elementos.
• Quimioluminescência - emissão de luz por reacção química, sem que haja grande libertação de calor.

• Tabela periódica - disposição sistemática dos elementos, na forma de uma tabela, em função de suas propriedades.
• Termodinâmica - ramo da Física que estuda a resposta de sistemas a variações de pressão, temperatura e volume.
• Termoquímica - trata de reações químicas envolvendo energia térmica.
• Tintas - produtos químicos contendo pigmentos para conferir diferentes cores a superfícies.
• Tinturaria - conjunto de processos químicos e físicos utilizados para conferir diferentes cores a produtos têxteis.
• Tratamento de água industrial - processo físico-químico de recuperação da qualidade da água utilizada pela indústria.

Ligações externas

• Sociedade Brasileira de Química (SBQ)
• Sociedade Portuguesa de Química (SPQ)
• QMCWEB - Revista eletrônica de Química
• Site sobre Química
• Clube da Química
• ChemSketch - Software que fornece e desenha compostos químicos.
• Emergências químicas
• IUPAC Nomenclature of Organic Chemistry