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RESUMO DE HISTÓRIA DA QUÍMICA Prof. Elisabeth do Carmo Mendes Casagrande Barbacena/ 2014 INÍCIO É impossível dizer precisamente quando a Química começou. O domínio do fogo, que ocorreu a 500 000 anos a. C., foi, provavelmente, a primeira transformação química que a espécie humana aprendeu a utilizar para facilitar o seu dia-a-dia, por exemplo, para se aquecer, manter os predadores afastados e a defumar os alimentos. Foi por volta de 7000 A.C que o ser humano começou a fabricar utensílios de cerâmica (para armazenar água e alimentos) e tijolos cozidos para construção de fornos que, além de permitirem a produção segura de fogo, possibilitaram o desenvolvimento da técnica da metalurgia. Os primeiros metais 1 com que o homem teve contato foram aqueles raros, encontrados puros na natureza, como o ouro, a prata, o cobre e o ferro dos meteoritos que caíam na Terra. Os minérios de cobre eram muito mais abundantes que o metal, e nossos ancestrais primitivos aprenderam, provavelmente por acidente, que, aquecendo ao fogo aquelas pedras azuis, poderiam obter cobre metálico, embora esse processo só tenha sido verdadeiramente reconhecido como técnica em torno de 4000 a . C. Acredita-se que o bronze – uma liga ou mistura de cobre e estanho – também tenha sido produzido pela primeira vez por simples acaso, quando os minérios desses metais foram aquecidos simultaneamente em um forno de cerâmica. Assim, por volta de 3000 a .C. teve início a ―idade do bronze‖ e civilização primitiva evoluiu. A metalurgia do cobre e do bronze abriu caminho à do ferro e à do aço (uma liga ou mistura de ferro e carbono). Por volta de 1500 a .C. teve início a ―idade do ferro‖, e com ele novas armas e utensílios foram produzidos. Criavam-se assim as técnicas metalúrgicas, isto é, os processos de se obterem e transformarem os metais e ligas metálicas, que são também processos químicos. Ao que tudo indica, a manufatura do vidro em larga escala teria iniciado-se cerca de 1400 a.C. O processo da produção de vidro envolvia a fusão de carbonato de sódio e quartzo, sendo que o vidro colorido(azul e verde) era produzido pela incorporação de compostos de cobre(em algumas amostras de vidro azul egípcio e mesopotâmico, compostos de cobalto também podem ser encontrados). No tocante aos corantes, o famoso índigo azul, obtido a partir de uma espécie vegetal (índigo) já era obtido pelos egípcios. No entanto é importante observar que, apesar de por volta de 400 a .C. já se conhecerem muitos produtos químicos (óxidos de ferro, de cobre de zinco, sulfatos de cobre e de ferro, etc.) e muitas técnicas de transformação química (fusão, dissolução, filtração, etc.), não existiam explicações para esses fenômenos. _______________________________________________ 1 Na antiguidade, eram sete os metais conhecidos: ouro, prata, cobre, ferro, mercúrio, estanho e chumbo. Por sua vez, esses sete metais eram associados aos sete ―planetas‖ então conhecidos: Sol, Lua, Vênus, Marte, Mercúrio, Júpiter e Saturno. Algumas associações são claramente devidas à cor, tais como do ouro com o Sol, da prata com a Lua e do ferro com Marte (a cor com que faz com que Marte seja chamado de ―planeta vermelho‖), é conseqüência do alto teor de óxido de ferro em seu solo. Esta simbologia sobrevive ainda na Astrologia, como símbolos para os respectivos planetas. 0S FILÓSOFOS Foram os filósofos gregos da Antiguidade os primeiros a se preocuparem com a explicação dos fenômenos da natureza. Assim, por exemplo, Demócrito (460-370 a .C) afirmava que todos os materiais existentes poderiam ser divididos em partículas cada vez menores, até se chegar a uma partícula mínima que não poderia mais ser dividida e que seria denominada átomo (do grego: a=não e tomos=partes). Propunha uma visão ―fragmentadora‖ da natureza, não apenas com relação à matéria, mas também com relação ao tempo e o espaço, que segundo ele, eram divididos em porções descontínuas. A despeito das descobertas posteriormente feitas no tocante à estrutura da matéria, as idéias de Demócrito e Leucipo estavam, em essência, corretas, e é mesmo admirável que, há mais de 1500 anos, e contando apenas com recursos de suas mentes, um conceito de partícula elementar tão próximo do atual tenha sido elaborado. A proposta atomística de Demócrito e Leucipo, para o qual a matéria era infinitamente divisível, seria posteriormente ―resgatada‖ pela química moderna. Aristóteles (384-322 a.C.), discípulo de Platão, acreditava, ao contrário de Demócrito, que a matéria poderia ser dividida infinitamente e que tudo o existia no Universo era formado pela reunião , em quantidades variáveis, de quatro elementos: terra, água, fogo e ar. Aristóteles introduziu a idéia de que esses quatro elementos podiam ser diferenciados por suas propriedades: — O fogo seria quente e seco. — O ar seria quente e úmido. — A água seria fria e úmida. — A terra seria fria e seca. Dessa maneira, seria possível transformar uma substância em outra, desde que se alterasse uma de suas propriedades. Por exemplo, se o ar — quente e úmido — fosse resfriado, poderia ser transformado em chuva. O conceito de Aristóteles foi aceito por mais de 2000 anos. Foi a mola propulsora para o surgimento da alquimia (300 a .C. e 1500 da era cristã) ATIVIDADE DE PESQUISA Enumere e discuta pelo menos três atividades de química prática que eram dominadas pelos ―povos primitivos‖ das Américas. ALQUIMIA O sonho dos alquimistas, até o século XV, era descobrir o elixir da longa vida, que poderia tornar o homem imortal, e a pedra filosofal, que teria o poder transformar metais baratos, como o chumbo, em ouro. Para a origem da alquimia a hipótese mais aceita entre os historiadores é que a palavras alquimia e química, derivam do árabe el-kimyâ que, por sua vez, tem raiz grega. A palavra el-kimyâ significaria a ―terra negra‖ sendo esta uma antiga designação para o Egito (a ―terra negra‖ seria a das férteis margens do Rio Nilo). Tal origem da palavra alquimia sugere que a prática alquímica teria se originado possivelmente no Egito. Contudo, afirmam alguns historiadores que a palavra kimia deriva do grego chymia, que significa fundir ou moldar um metal. Esta segunda hipótese aponta para o fato de que a arte alquímica teria sido iniciada pelos primeiros químicos práticos, envolvidos com metalurgia. Assim, a prática alquímica remontaria aos primórdios da civilização (Farias 2007). Tendo em vista um forte componente que chamaríamos, atualmente de mística, a alquimia, também no tocante aos aspectos de reatividade e, consequentemente, formação de ligações entre diferentes compostos, difere significativamente da Química atual. Assim enquanto a Química considera que apenas aspectos como composição química das substâncias, temperatura, pressão etc., irão determinar a ocorrência, ou não, de uma determinada reação, com a conseqüente formação de produtos de interesse: a alquimia, ou antes, o alquimista, considerava que para que houvesse reação, fatores como a influências dos astros e o grau de evolução espiritual do praticante eram fundamentais. Assim, um alquimista ―impuro‖, do ponto de vista moral e espiritual, não conseguiria, ainda que realizasse as operações químicas corretas, preparar, por exemplo, a pedra filosofal (Farias: Neves, 2005). Os alquimistas foram muito importantes para a Química. Tentando encontrar a pedra filosofal e o elixir da longa vida, criaram um grande número de aparelhos de laboratório e desenvolveram processos importantes para a produção de metais, de papiros, de sabões e de muitas substâncias, como o ácido nítrico, o ácido sulfúrico, o hidróxido de sódio e o hidróxido de potássio. Descobriram o antimônio, arsênio, bismuto e o fósforo. Inventaramalguns aparelhos de laboratório, como balão de destilação, retorta, banho-maria (homenagem a alquimista feminina mais famosa, Maria a judia) e balança. A Alquimia contribuiu muito para o desenvolvimento da técnica, embora não tenha contribuído para o desenvolvimento das explicações dos fenômenos químicos. Assim, se não podemos dizer que a Química se originou da alquimia, uma vez que se baseava na teoria do vitalismo, pelo menos devemos concordar que a alquimia contribuiu muito para o desenvolvimento de importantes técnicas experimentais utilizadas atualmente em experimentos químicos. Dentre alquimistas famosos podemos destacar Nicolau Flamel, onde segundo a lenda teria fabricado a pedra filosofal, o elixir da longa vida e realizado a transmutação de metais em ouro por meio de um livro poderoso. A natureza intrinsecamente mística e divina da atividade do alquimista fica refletida no apelo contido na oração de Nicolau Flamel: ―Deus todo poderoso, eterno pai da luz, de quem provêm todos os bens e todos os bens perfeitos, imploro vossa misericórdia infinita; deixai-me conhecer vossa sabedoria eterna; aquela que circunda vosso trono, que criou e fez, que conduz e conserva tudo. Dignai-vos enviá-la do céu a mim, de vosso santuário, e do trono de vossa glória, a fim de que ela esteja em mim e opere em mim; é ela que é a senhora de todas as artes celestes e ocultas, que possui a ciência e a inteligência de todas as coisas. Faz com que ela me acompanhe em todas as minhas obras que, por seu espírito, eu tenha a verdadeira inteligência, que eu proceda infalivelmente na nobre arte à qual estou consagrado, na busca de miraculosa pedra dos sábios que ocultastes ao mundo, mas que tendes o hábito de descobrir ao menos a vossos eleitos. Que essa grande obra que tenho a fazer cá embaixo seja começada, continuada e concluída ditosamente por mim; que, contente, goze-a para sempre. Imploro-vos, por Jesus Cristo, a pedra celeste, angular, miraculosa e estabelecida por toda eternidade, que comanda e reina convosco‖. Além do próprio Flamel, muitos alquimistas tornar-se-iam famosos, destacando- se, dentre outros: Paracelso (superior a Celso, médico romano) e São Tomás de Aquino. Além das contribuições para o que poderíamos chamar de química prática, a alquimia deixou ainda sua marca no sistema de notação e nomenclaturas químicas. Abaixo temos a título de ilustração, os símbolos alquímicos para alguns elementos. ATIVIDADES 1) Estabeleça as principais diferenças entre os aspectos exotéricos e esotéricos da prática alquímica. 2) Com base no que se sabe modernamente sobre a estrutura da matéria e as reações químicas, a transmutação, tal como buscada pelos alquimistas, é possível? Explique. 3) Se você fosse alquimista, como faria para proteger seus segredos, escrevendo de forma cifrada (alegórica, metafórica) a reação entre acetato de chumbo e o iodeto de potássio? E entre o cloreto de mercúrio e o iodeto de potássio? 4) A fim de conseguirem a transmutação da matéria, a calcinação e a destilação eram duas operações laboratoriais muito empregadas pelos alquimistas. À luz do moderno conhecimento da química nuclear, pode-se afirmar que a transmutação poderia ser efetuada mediante as operações descritas? Explique. IATROQUÍMICA No século XVI, na Europa, os pesquisadores abandonaram o ―sonho‖ da Alquimia e partiram para caminhos mais realistas e úteis, iniciando o movimento conhecido como iatroquímica, ou química médica que abrangeu o período de 1500 a 1650. Um dos principais representantes da iatroquímica foi o suíço Paracelsus que seguia a seguinte linha de raciocínio: se os processos que ocorrem no corpo humano são processos químicos, então os melhores remédios para expulsar a doença seriam aqueles preparados ―quimicamente‖. Passou, então, a administrar aos doentes pequenas doses de minerais e metais. Tendo aprendido medicina, mineralogia e alquimia com seu pai e em perambulações pela Europa, Paracelsus terminaria por unir essas três áreas do conhecimento, popularizando a chamada iatroquímica. Essencialmente um alquimista, acreditava na possibilidade da transmutação dos elementos, e, portanto, na possibilidade de produzir-se a pedra filosofal e o elixir da longa vida. Em seus tratamentos administrava aos doentes pequenas doses de minerais e metais. Seus pacientes eram gratos e o respeitavam por conseguirem a cura por procedimentos desconhecidos por outros médicos. Um desses procedimentos era a exigência de limpeza absoluta durante o tratamento e operações, tida como um preconceito místico, numa época em que ninguém falava de assepsia. De temperamento difícil e crítico colecionou muitos desafetos no meio médico e farmacêutico, pois ele preparava e distribuía gratuitamente drogas mais eficazes que os preparados pelos boticários. Quando ele incitou os alunos a queimarem os livros de Galeno e Avicena, conseguiram expulsá-lo da cidade. A partir desse ponto, sua carreira entrou em decadência. A figura do cientista experimental deu lugar ao místico. Paracelsus morreu em 1541, provavelmente vítima de auto-envenenamento acidental. ATIVIDADE O que é a chamada iatroquímica? Quem a ―fundou‖, e quais suas influências no desenvolvimento da química moderna? DESCOBERTA DO VÁCUO E DO AR RECONHECIMENTO DO OXIGÊNIO COMO COMPONENTE DO AR Os trabalhos de Robert Boyle no século XVII (desenvolvido, no sentido de estabelecer uma relação entre a pressão de um gás e o volume que ele ocupa), tiveram grande influência para o desenvolvimento da Química. Compartilhou com Newton, uma faceta típica de alguns dos grandes cientistas do século XVII: ser um homem do futuro e do passado, ou seja, ser influenciado, ao mesmo tempo, pelas nascentes idéias racionalistas, científicas e pela tradição mística herdada dos séculos anteriores. Era praticante da alquimia. Considerado por alguns como fundador da química moderna, por tê-la visualizado como ciência independente, e não como coadjuvante da medicina ou da alquimia, ter introduzido o rigor do método experimental na química e ainda ter mostrado que os ―elementos‖ aristotélicos não eram na verdade, elementos químicos, no sentido moderno, visto que não podiam ser obtidos (extraídos) de outros corpos (substâncias químicas). Seus experimentos sobre calcinação, nos quais é descrito o aumento de massa dos metais calcinados na presença de ar, contribuiriam para a elucidação da composição química da atmosfera. Em seu célebre livro O químico cético (1661), escrito em forma de diálogo entre um aristotélico e um alquimista, com um terceiro indivíduo, mais ―esclarecido‖ (esse personagem seria o próprio Boyle), está presente uma linguagem clara e recheada com pitadas de humor, derrubando aos pouco as muralhas da alquimia, lançando as bases para uma química moderna. Porém, depois de Boyle, ainda se passaram cerca de cem anos para que a Química conseguisse se libertar inteiramente do conceito aristotélico de matéria; esse período é marcado pela chamada ―teoria do flogístico‖. TEORIA DO FLOGÍSTICO A teoria do flogisto foi elaborada por Johann Joachim Becher (1635-1682) e estendida por seu discípulo Georg Ernest Stahl (1660-1734). O flogisto seria um princípio comum inflamável presente apenas nos materiais combustíveis; um material que não queima não contém flogisto. Portanto, o enxofre, o carvão, os óleos vegetais, a madeira, os metais, continham flogisto – um ―espírito‖ ou ―entidade imponderável‖ que lhes davam a propriedade de serem combustíveis, a qual era perdida durante o processo de calcinação. Esta teoria não conseguiu explicar porque os metais aumentavam de peso, em vez de diminuir, ao serem calcinados. Em última análise, o flogisto seria, na concepção de Becher, o próprio fogo, uma entidadeseca e adaptada para se combinar com os sólidos. A teoria do flogisto era, em seu nascedouro, influenciada pela teoria dos quatro elementos de Aristóteles; logo era um ―resquício‖ do pensamento medieval. Enquanto uma interpretação eminentemente qualitativa das reações químicas foi predominante na química, a teoria do flogisto floresceu, uma vez que conseguia explicar os processos de combustão e calcinação. Porém com a introdução de um enfoque eminentemente quantitativo, desenvolvido por Lavoisier, as inconsistências do flogisto ficaram evidentes, com os trabalhos de combustão, pondo um ponto final na teoria. Com contribuição indelével para a evolução da ciência química, a teoria do flogisto teve o mérito de direcionar os estudos da química para a mineralogia e os estudos relativos aos gases, afastando-a, assim, do aspecto médico-farmacológico que a caracterizara até então. QUÍMICA MODERNA A teoria do flogístico foi abandonada em meados do séculoXVIII, quando o francês Antoine Laurent Lavoisier introduziu métodos precisos de investigação, com utilização da balança em seus experimentos. Com seu interesse pelo fenômeno da combustão, queimando tudo o que pudesse ter em mãos, Lavoisier concluiu que alguma coisa do ar (o oxigênio) seria responsável pela queima. A explicação sobre o fenômeno da combustão causou verdadeira revolução nas idéias da época. Além de invalidar a teoria do flogístico, mudou completamente as antigas noções de transformações químicas. Numa anotação intitulada ―Sobre a causa do peso ganho por metais e diversas outras substâncias quando calcinados‖, Lavoisier escreveu: ‗Faz cerca de oito dias que descobri que o enxofre, ao queimar, longe de perder algum peso, pelo contrário, o adquire; isso quer dizer que de uma libra de enxofre se pode extrair bem mais que uma libra de ácido vitriólico, sendo a extração realizada na umidade do ar. O mesmo acontece com o fósforo. O aumento de peso resulta de uma quantidade prodigiosa de ar que se fixa durante a combustão e que se combina com os vapores‘. A constatação de que não há variação de massa em qualquer reação química se tornou uma das leis mais importantes, responsável pelo início da chamada ―Química Moderna‖. Dentre as diversas contribuições significativas de Lavoisier, podemos destacar: a teoria sobre o oxigênio, a teoria dos ácidos, o calorímetro (realizou o primeiro experimento em termoquímica) e a comprovação de que uma substância pode existir nos estados sólido, líquido e gasoso. Vítima da onda de perseguição e terror que se iniciou após a revolução francesa, Lavoisier seria guilhotinado em 1894. A mudança no modo de estudar os processos químicos que determinou o surgimento da Química como ciência experimental é denominada pelos historiadores de Revolução Química. É importante notar que a partir dessa época se juntou o trabalho experimental feito em laboratório (trabalho prático) com a correspondente busca das explicações da natureza da matéria e as razões de suas transformações químicas (trabalho teórico). MÉTODO CIENTÍFICO As principais características do método científico são: • realizar experimentos apropriados para responder a questões; • a partir da observação, estabelecer relações; • elaborar hipóteses; • fazer previsões sobre novos experimentos e testá-los. Nem sempre os experimentos confirmam as previsões, caso em que o processo é reiniciado. Assim, o cientista está sempre construindo o conhecimento a partir de um processo contínuo de acertos e erros. No século XIX ocorreu um desenvolvimento extraordinário na Química. Na parte prática, foram descobertos vários novos elementos químicos e produzidas muitas novas substâncias químicas. Na teoria, consolidaram-se as idéias de átomo, principalmente devido aos trabalhos de John Dalton (1766-1844) e de molécula, principalmente por Amedeo Avogadro (1776-1856). Mendeleyev (1834-1907) conseguiu ordenar os elementos químicos de forma racional, em sua Tabela Periódica. ATIVIDADE PRÁTICA Comprovação da Lei de Lavoisier TEORIA ATÔMICA DE DALTON John Dalton (1766-1844) foi o responsável pela aplicação das idéias atomistas aos sistemas químicos, conseguindo racionalizar grande parte dos conhecimentos então existentes. Mais do que resgatar as propostas atomísticas dos pensadores gregos, Dalton fez novas proposições, as quais, quando aplicadas aos sistemas químicos, permitiam entender o que então se sabia sobre estequiometria das reações químicas (leis das proporções definidas e das proporções múltiplas). Essa teoria possibilitaria, posteriormente, a criação do primeiro modelo de átomo, a qual expressa, em termos gerais, o seguinte: 1. A matéria é constituída de pequenas partículas esféricas maciças e indivisíveis denominadas átomos. 2. Um conjunto de átomos com as mesmas massas e tamanhos apresenta as mesmas propriedades e constitui um elemento químico. 3. Elementos químicos diferentes apresentam átomos com massas, tamanhos e propriedades diferentes. 4. A combinação de átomos de elementos diferentes, numa proporção de números inteiros, origina substâncias diferentes. 5. Os átomos não são criados nem destruídos: são simplesmente rearranjados, originando novas substâncias. Para melhor representar sua teoria atômica, Dalton substituiu os antigos símbolos químicos da alquimia por novos e criou símbolos para outros elementos que não eram conhecidos pelos alquimistas. Até 1808, quando surgiu a teoria atômica de Dalton, eram conhecido aproximadamente 50 elementos químicos. Por volta de 1810, o químico sueco Berzelius (1779-1848) organizou a notação química utilizada até essa data, que era bastante confusa, introduzindo como símbolo dos elementos as iniciais de seus nomes em latim. O atomismo de Dalton foi bem mais do que uma redescoberta, ou uma espécie de plágio das idéias dos antigos pensadores gregos. O atomismo grego era de natureza apenas intelectual, especulativa, enquanto que o atomismo de Dalton nasceu já revestido de um aspecto quantitativo e prático, verdadeiro modelo científico, capaz de racionalizar diversas das informações conhecidas sobre as reações químicas. Dalton fez uma espécie de síntese entre o atomismo filosófico de Demócrito e Leucipo com aspecto quantitativo das reações químicas, enfatizado por Lavoisier (Farias 2004). Chega a ser surpreendente o fato de que, após séculos, em linhas gerais e no que se refere apenas as reações químicas ordinárias, ou seja, as que não envolvam reações nucleares, as proposições de Dalton continuem válidas. TEORIA ATÔMICO-MOLECULAR DE AVOGADRO No início do século XIX, mais precisamente em 1811, Amedeo Avogadro enunciou sua famosa lei, também conhecida por Hipótese de Avogadro, segundo a qual volumes iguais de diferentes gases, a uma mesma temperatura e pressão, contêm igual número de moléculas. Este artigo foi publicado no Journal of Physique, permanecendo por cerca de meio século, ignorado pela comunidade científica mundial. A pouca repercussão inicial da hipótese de Avogadro pode ser atribuída ao fato de que a combinação química, para os químicos do século XIX, era vista como uma atração entre elementos diferentes, e por isso, a idéia de que dois átomos de hidrogênio poderiam combinar-se para formar um composto diatômico, não era bem aceita. A idéia de tal combinação estava implícita na hipótese de Avogadro. È importante lembrar que o ―número de Avogadro‖, não foi determinado pelo próprio Avogadro, sendo a idéia de ―mol‖, introduzida muito depois da sua hipótese. Aparentemente simples essa hipótese era, em verdade, a ―chave‖ para que se pudesse elucidar uma das questões, a saber: qual eram, efetivamente, os ―pesos‖ atômicos dos elementos? Toda a confusão vinha do fato de que, então,não se fazia uma correta distinção entre átomos e moléculas. A hipótese de Avogadro foi ressuscitada por Cannizzaro, em 1860. Cannizzaro provou que a fórmula molecular correta para determinado composto poderia ser calculada a partir da densidade do vapor do composto, uma vez conhecendo-se os elementos que o constituíam. Mostrou ainda que a hipótese de Avogadro era de grande valor na determinação de ―pesos atômicos‖dos elementos. A hipótese de Avogadro era o elemento teórico que faltava para tornar coerentes os resultados experimentais obtidos por Gay-Lussac com a teoria de Dalton, de que as substâncias gasosas combinavam-se de forma que os volumes que reagiam e o volume dos produtos mantinham entre si, uma relação expressa por números inteiros e pequenos. Por exemplo, um volume de nitrogênio combina-se com três volumes de hidrogênio produzindo dois volumes de amônia. Foram encontradas dificuldades para explicar as leis volumétricas de Gay- Lussac utilizando a hipótese atômica de Dalton. Amadeo Avogadro, mostrou em 1811, que a dificuldade poderia ser resolvida se a distinção fosse feita entre os átomos e as pequenas partículas constituintes de um gás. Avogadro considerou que as partículas de um gás são agregados de um número de átomos e as denominou de moléculas, para distingui-las dos átomos individuais. Postulou Avogadro que volumes iguais de gases, nas mesmas condições físicas apresentam o mesmo número de moléculas. Com isso foi possível interpretar as leis volumétricas de Gay-Lussac em termos das teorias atômica e molecular. MENDELEYEV E A TABELA PERIÓDICA Todo o conhecimento acumulado no século XVIII sobre o comportamento dos elementos químicos chamou a atenção de vários cientistas para a semelhança de propriedades de certos grupos de elementos. Tentativas em classificar os elementos culminaram na descoberta de uma das leis mais importantes da natureza: a Lei Periódica. O primeiro passo foi dado em 1829 pelo químico alemão Johann Wolfgang Dobereiner (1780-1849), que agrupou de três em três os elementos com propriedades químicas semelhantes. Dobereiner denominou esses grupos de tríades. Em 1862 o químico e geólogo francês Alexander Chancourtoir propôs um sistema para classificar os elementos conhecidos, denominado ―parafuso telúrico‖. Por volta de 1864 o químico inglês Newlands propôs uma tabela na qual arranjando-se os elementos na ordem de seus pesos atômicos, o oitavo elemento, contado a partir de um elemento escolhido , exibia propriedades semelhantes às do primeiro, como a oitava nota, numa oitava musical. Eram as chamadas ―oitavas‖ (lei das oitavas) de Newlands. A classificação de Newlands ―funcionava‖ bem até o cálcio, mas, a partir desse elemento apresentava sérias contradições. O que difere o trabalho iniciado em 1868 pelo químico russo Dimitri Mendeleyev (1834-1907) dos anteriores é que ele foi o único que procurou relacionar todos os elementos em uma única classificação. Tornou conhecida sua primeira tabela periódica em 1869. Na tabela de Mendeleyev os elementos eram distribuídos em linhas, de tal modo que elementos quimicamente semelhantes eram encontrados sob uma mesma coluna vertical, hoje chamada de grupos ou famílias. Mendeleyev deslocou de uma coluna para outra todo elemento cujas propriedades não fossem semelhantes com as dos outros membros do grupo, contrariando a ordem crescente de massa atômica. Surgiram então algumas lacunas que Mendeleyev destinou a elementos ainda não descobertos, prevendo inclusive suas propriedades. Os espaços vazios que estavam sob os elementos boro, alumínio e silício, foram denominados respectivamente eka-boro*, eka-alumínio** e eka-silício*** (o prefixo eka significa abaixo de). Verificou que propriedades idênticas repetiam-se periodicamente ao longo dessa ordenação, no qual chamou de Lei Periódica: ―As propriedades dos elementos, assim como as fórmulas das substâncias simples e compostas que eles formam, são funções periódicas das massas atômicas dos elementos‖. Para ―prever as propriedades dos elementos ainda não descobertos‖, Mendeleyev relacionou da seguinte maneira: o lugar que deveria ser ocupado pelo eka-boro, por exemplo, se encontra entre o cálcio ( massa atômica 40) e o titânio ( massa atômica 48). Deste modo, a massa atômica do eka-boro deve ser aproximadamente igual ao valor médio, isto é, 44. Seis anos mais tarde (1875) as previsões de Mendeleyev começaram a ser confirmadas. Lecoq isolou um novo elemento e o designou de Gálio em homenagem a sua pátria- a França- cujo antigo nome era Gália. Em 1879, foi descoberto o escândio e em1886 o germânio. A tabela a seguir mostra algumas propriedades previstas por Mendeleyev em 1871 para o eka-silício(germânio) em comparação com as propriedades desse elemento determinadas experimentalmente em 1886 quando ele foi descoberto. Propriedade Eka-silício Germânio Massa atômica 72 73,32 Densidade 5,5 5,47 Cor Cinzento Cinzento-claro Calor específico 0,073 0,076 Composto com o oxigênio XO2 GeO2 Composto com o cloro XCl4 GeCl4 Embora mais tarde ficasse provado que a periodicidade das propriedades dos elementos é função do número atômico, e não da massa atômica, a tabela de Mendeleyev não perdeu a validade. Acontecimento marcante na história da química, a descoberta da lei periódica foi, sem dúvida, o trabalho mais importante de Mendeleyev, que também se dedicou ao estudo da natureza e à origem do petróleo, tendo lutado incansavelmente pela indústria petrolífera na Rússia. É ainda considerado o fundador da agroquímica em seu país. *Eka-boro (escândio) ** Eka-alumínio (gálio) ***Eka-silício (germânio) DESCOBERTA DA ELETRICIDADE Uma das principais fontes de energia da civilização contemporânea é a energia elétrica. O princípio físico em função do qual uma das partículas atômicas, o elétron, apresenta uma carga que, por convenção, se considera de sinal negativo constitui o fundamento dessa forma de energia, que tem uma infinidade de aplicações na vida moderna. Eletricidade é o fenômeno físico associado a cargas elétricas estáticas ou em movimento. Seus efeitos se observam em diversos acontecimentos naturais, como nos relâmpagos, que são faíscas elétricas de grande magnitude geradas a partir de nuvens carregadas. Modernamente, confirmou-se que a energia elétrica permite explicar grande quantidade de fenômenos físicos e químicos. A constituição elétrica da matéria se fundamenta numa estrutura atômica em que cada átomo é composto por uma série de partículas, cada uma com determinada carga elétrica. Por isso se define carga elétrica como propriedade característica das partículas que constituem as substâncias e que se manifesta pela presença de forças. A carga elétrica apresenta-se somente em duas variedades, convencionalmente denominada positiva e negativa. Foi descoberta por um filosofo grego chamado Tales de Mileto que, ao esfregar um âmbar a um pedaço de pele de carneiro, observou que pedaços de palhas e fragmentos de madeira começaram a ser atraídas pelo próprio âmbar. Do âmbar (gr. élektron) surgiu o nome eletricidade. No século XVII foram iniciados estudos sistemáticos sobre a eletrificação por atrito, graças a Otto von Guericke. Em 1672, Otto inventa uma maquina geradora de cargas elétricas onde uma esfera de enxofre gira constantemente atritando-se em terra seca. Meio século depois, Stephen Gray faz a primeira distinção entre condutores e isolantes elétricos. Foi Benjamin Franklin quem demonstrou, pela primeira vez, que o relâmpago é um fenômeno elétrico, com sua famosa experiência com uma pipa (papagaio). Ao empinar a pipa num dia de tempestade, conseguiu obter efeitos elétricos através da linha e percebeu, então, que o relâmpago resultava do desequilíbrio elétrico entre a nuvem e o solo. A partir dessa experiência,Franklin produziu o primeiro pára-raios. No final do século XVIII, importantes descobrimentos no estudo das cargas estacionárias foram conseguidos com os trabalhos de Joseph Priestley, Lord Henry Cavendish, Charles- Augustin de Coulomb e Siméon-Denis Poisson. Os caminhos estavam abertos e em poucos anos os avanços dessa ciência foram espetaculares. No século XVIII foi feita a famosa experiência de Luigi Aloisio Galvani em que potenciais elétricos produziam contrações na perna de uma rã morta. Essa diferença foi atribuída por Alessandro Volta ao fazer contato entre dois metais a perna de uma outra rã morta. Essa experiência foi atribuída a sua invenção chamada de pilha voltaica. Ela consistia em um serie de discos de cobre e zinco alterados, separados por pedaços de papelão embebidos por água salgada. Com essa invenção, obteve-se pela primeira vez uma fonte de corrente elétrica estável. Por isso, as investigações sobre a corrente elétrica aumentaram cada vez mais. Depois de um tempo, são feitas as experiências de decomposição da água. Em 1802, Humphry Davy separa eletronicamente o sódio e potássio. Mesmo com a fama das pilhas de Volta, foram criadas pilhas mais eficientes. John Frederic Daniell inventou-as em 1836 na mesma época das pilhas de Georges Leclanché e a bateria recarregável de Raymond-Louis-Gaston Planté. O aproveitamento dos novos conhecimentos na indústria e na vida cotidiana se iniciou no fim do século XIX. Em 1873, o cientista belga Zénobe Gramme demonstrou http://www.coladaweb.com/ http://www.coladaweb.com/ que a eletricidade pode ser transmitida de um ponto a outro através de cabos condutores aéreos. Em 1879, o americano Thomas Edison inventou a lâmpada incandescente e, dois anos depois, construiu, na cidade de Nova York, a primeira central de energia elétrica com sistema de distribuição. A eletricidade já tinha aplicação, então, no campo das comunicações, com o telégrafo e o telefone elétricos e, pouco a pouco, o saber teórico acumulado foi introduzido nas fábricas e residências. DESCOBERTA DA RADIOATIVIDADE A descoberta dos raios-X Na noite de 8 de novembro de 1895, o físico alemão Wilhelm C. Röntgen trabalhava em uma sala totalmente escura, utilizando uma válvula com a qual estudava a condutividade dos gases. A certa distância da válvula, havia uma folha de papel tratada com platinocianeto de bário usada como tela. Röntgen viu com espanto a tela brilhar, emitindo luz. Achou que esta luz não poderia ser proveniente da válvula, pois a mesma estava coberta por uma cartolina negra e nada (luz ou raio catódico) poderia ter vindo dela. Surpreso, fez várias investigações. Virou a tela, expondo o lado sem o revestimento de platinocianeto de bário, e esta continuava a brilhar. Colocou diversos objetos entre a válvula e a tela e viu que todos pareciam transparentes, mas não demorou a ter uma surpresa maior, quando sua mão escorregou em frente à válvula e viu seus ossos na tela. Registrou em chapas fotográficas suas observações e só então teve certeza de que estava diante de algo novo. Em 28 de dezembro de 1895, Röntgen entregou à Sociedade Físico-Médica de Wurzburg, Alemanha, um relatório preliminar de sua descoberta, descrevendo as pesquisas que fizera nas sete semanas anteriores: os objetos tornavam-se transparentes diante dos novos raios que, por serem desconhecidos, chamou-os de raios-X . Em 1901, Röntgen foi laureado com o primeiro Prêmio Nobel da Física. Mais recentemente, seu nome foi dado ao novo elemento 111. A descoberta da radioatividade: as partículas alfa e beta e os raios gama Antoine H. Becquerel, membro de uma família de quatro gerações de físicos de renome, tinha grande interesse pelas áreas de fosforescência e fluorescência moleculares. A descoberta de Röntgen o levou a fazer observações para verificar se substâncias fosforescentes ou fluorescentes emitiam raios-X. Seus primeiros resultados foram negativos 3 . Com experimentos adicionais utilizando urânio, Becquerel chegou à conclusão de que a radiação penetrante era originária do próprio elemento e não tinha relação com o fenômeno da fluorescência. Esta radiação, que inicialmente ficou conhecida como raios de Becquerel, foi chamada de radioatividade pela polonesa Marie S. Curie, em 1898, e logo passou a ser investigada por importantes nomes da época, tais como J. J. Thomson, e também por vários cientistas em começo de carreira. Dessa forma, em 1900, pouco tempo após as descobertas de Becquerel, o físico neozelandês Ernest Rutherford e o físico francês Pierre Curie identificaram, de forma independente e quase simultaneamente, dois tipos distintos de emissões oriundas dos elementos radioativos. Essas radiações foram denominadas de partículas alfa () e beta (). No mesmo ano, o físico francês Paul U. Villard identificou outra espécie de radiação eletromagnética, que também era emitida por esses elementos, que denominou radiação gama () . Em 1903, Rutherford propôs a existência do núcleo atômico e verificou-se posteriormente que a radioatividade, com suas emissões , e , era um fenômeno que ocorria com os núcleos instáveis de alguns elementos químicos. Este fenômeno ficou conhecido como decaimento radioativo, onde os átomos do elemento original eram eventualmente transformados em novos elementos. Também foi descoberto que a velocidade do decaimento por unidade de massa é fixa para qualquer radioelemento específico, não dependendo de sua composição química ou de seu estado físico; porém, varia drasticamente de um radioelemento para outro. O decaimento poderia ser expresso em termos de meia-vidas, que é o tempo que leva para a atividade de um radioelemento decair à metade do seu valor original. As descobertas de novos elementos radioativos Em 1895, a polonesa Marya Sklodowska, que já adotara o nome francês Marie, casou-se com Pierre Curie. Aparecia assim, para o mundo científico, o casal Curie, dois dos pesquisadores mais notáveis de todos os tempos. À procura de um tema para sua tese de doutorado, Marie interessou-se profundamente pelos trabalhos do físico Antoine H. Becquerel. Marie e Pierre Curie começaram então a pesquisar de onde eram provenientes as radiações observadas por Becquerel no minério de urânio. Para isso, instalaram, em um lugar úmido da Escola de Física e Química em Paris, alguns instrumentos de detecção, incluindo alguns construídos por Pierre e seu irmão, Jacques. Usando um eletroscópio e, mais tarde, o seu novo piezoeletrômetro, o casal Curie conseguiu medir tais radiações, afirmando que eram uma propriedade intrínseca do elemento urânio. Sua intensidade era proporcional à quantidade de urânio presente na substância, não dependendo da combinação química, da fase de agregação, nem das condições exteriores. O casal Curie descobriu ainda que o urânio não era o único elemento que apresentava essa propriedade. Os sais de tório emitiam radiações semelhantes. Como resultado de todo esse longo trabalho, iniciado pelo físico alemão Röntgen, que teve prosseguimento com os trabalhos de Becquerel e de Pierre e Marie Curie, nasceu o estudo do fenômeno da radioatividade. Por suas descobertas, Becquerel, Pierre e Marie Curie foram laureados com o prêmio Nobel de Física em 1903. Pierre e Marie Curie foram ainda mais longe: em uma comunicação à Academia de Ciências, em 12 de abril de 1898, anunciaram que a pechblenda – um minério contendo óxido de urânio - era bem mais radioativa que o urânio metálico isolado. Isso significava que o minério continha, além do urânio, outro elemento radioativo. Conseguiram do governo austríaco uma tonelada de pechblenda, proveniente das minas de Joachimstal e, em julho de 1898, anunciaram que haviam conseguido isolar da pechblenda um metal que, na tabela periódica, seria vizinho do bismuto. Em homenagem à pátria de Marie, este novo elemento foi chamado de polônio. No finaldo mesmo ano, anunciaram a descoberta de outro elemento radioativo isolado da pechblenda – o rádio. Marie Curie passou mais quatro anos trabalhando com a pechblenda, até conseguir isolar uma quantidade significativa de rádio, determinar a massa atômica (226) e algumas de suas propriedades, como o fato de ser 1,4 milhões de vezes mais radioativo que o urânio. Marie e Pierre começaram a receber propostas, pois muitos países planejavam explorar economicamente minerais radioativos. O casal confabulava como proceder. Tinham dois caminhos para isso: descrever os resultados das investigações, pormenorizadamente, sem reserva alguma; ou, se quisessem passar a ser considerados inventores dos métodos de isolar e empregar rádio, poderiam tirar patente, assegurar os direitos de fabricação e sair da miséria. Concordaram em não comercializar a sua descoberta: porque seria a negação do espírito científico, além de optarem por uma das aplicações do rádio, que seria a cura de doenças. Ganhar dinheiro com a descoberta seria, a seu ver, explorar comercialmente aquela situação. Resolveram publicar sem nenhuma restrição, os resultados de todas as pesquisas prontas, bem como a indicação de todos os processos. Em 1911, recebeu seu segundo Nobel, agora de Química, por essas últimas descobertas. Pierre Curie morreu, tragicamente, em 1906, após ter sido atropelado. Marie Curie morreu de leucemia com 67 anos, em 4 de julho de 1934, provavelmente vítima das radiações a que ficara exposta durante grande parte de sua vida. A descoberta do nêutron Nos anos 20, Rutherford, na Inglaterra, W. D. Harkins, nos EUA, e Orme Masson, na Austrália, propuseram, de forma independente, a possível existência de uma outra partícula, sem carga, que chamaram de "nêutron", que resultaria da combinação de um elétron (negativo) e um próton (positivo). Somente em 1932, James Chadwick, na Inglaterra, comprovou a existência do nêutron, após irradiação de uma folha de berílio com partículas a, oriundas do decaimento do polônio. Para pesquisar. OUTROS MARCOS NA HISTÓRIA DA RADIOATIVIDADE 1. O projeto Manhattan. 2. Hiroshima e Nagasaki. 3. O acidente nuclear de Chernobyl. 4. O acidente radioativo de Goiânia. MODELO ATÔMICO ATUAL: ENERGIA QUANTIZADA Com o surgimento da mecânica quântica, e sua consolidação, no final dos anos 20, a Química ganhou uma poderosa ferramenta para a elucidação do comportamento químico da matéria. Linus Pauling seria um dos primeiros a aplicar, de forma extensiva, a nova ferramenta físico-matemática aos sistemas químicos. Talvez seus trabalhos mais significativos sejam os que envolvam a utilização da teoria quântica na resolução de problemas químicos, tal como o desenvolvimento da chamada teoria da ligação de valência, quando propôs a exist6encia das chamadas estruturas de ressonância. Pauling ganhou o pr6emio Nobel de Química de 1954, por suas pesquisas sobre a natureza da ligação química e suas aplicações para a elucidação da estrutura de subst6ancias complexas. A escala de eletronegatividade proposta por ele é ainda hoje a mais utilizada. Nos anos 50, Pauling envolveu-se ativamente em movimentos pacifistas, contra a continuidade de testes nucleares. Por sua atividades pacifistas, ganhou o prêmio Nobel da Paz, em 1962, sendo até hoje a única pessoa a ganhar dois prêmios Nobel individuais. Em 1966, sua atenção foi despertada para a vitamina C, de quem tornou-se propagandista ferrenho, recomendando overdoses diárias dessa vitamina para a prevenção de uma série de doenças, inclusive o câncer. Pauling tornou-se um dos fundadores da chamada medicina ortomolecular. O átomo de Bohr Em 1912, Bohr foi trabalhar com Rutherford. Desta união surgiram os importantes trabalhos de Bohr sobre a estrutura atômica. Após a apresentação do modelo atômico de Rutherford em 1911, nos anos seguintes, 1912 e 1913, Bohr inicia os estudos nos quais aplica conhecimentos quânticos para explicar a estrutura atômica. Quais as razões que conduziram Niels Bohr a considerar instável o modelo atômico de Rutherford? Fundamentalmente, as leis da Eletrodinâmica clássica. Os elétrons, sendo partículas carregadas negativamente, ao serem submetidas a uma força de atração coulombiana do núcleo positivo, deveriam emitir uma radiação, perdendo gradativamente energia e acabando por cair no núcleo. Haveria uma perda contínua de energia, o que contrariava os resultados experimentais de espectroscopia atômica que tinham sido obtidas no final do século. Foi o físico dinamarquês Niels Bohr quem introduziu a justificava energética para o eletron, aceitando-se o modelo de Rutherford. Bohr achou que nem todas as leis que eram válidas na Física Clássica (resultantes de observações experimentais) deveriam ser seguidas pelas partículas constituintes do átomo. Foi o caso do elétron girando em torno do núcleo. Para este, Bohr estabeleceu certas proposições baseadas na teoria quântica de Planck, que se tornaram conhecidas como ―POSTULADOS DE BOHR" fugindo das restrições impostas pela física Clássica. Os constituintes do átomo passam a respeitar novas leis que são baseadas na mecânica quântica. Em simples palavras, os postulados de Bohr são: A) "Os elétrons giram em redor do núcleo em órbitas circulares bem definidas e, espontaneamente, ao fazê-lo, eles não irradiam energia." B) "Quando um elétron passa de uma órbita para outra, ele emite ou absorve, determinada energia dada pela expressão: ∆E = h.f , sendo: h - constante de Planck = 6,6 x 10 -27 erg x seg. f - frequência da radiação absorvida ou emitida. Bohr não enunciou esses postulados apenas com base intuitiva; muitos cientistas já haviam estudado os espectros de emissão do hidrogênio e seus resultados permitiram que fossem enunciados aqueles postulados. A teoria de Rutherford-Bohr foi muito bem sucedida, quando aplicada ao átomo com apenas 1 elétron (Hidrogênio, deutério e hélio ionizado). Quando se tratava de espectros de átomos mais complexos, com diversos elétrons, surgiram dificuldades em adaptar a teoria, e houve necessidade de adaptar novas grandezas quânticas. Foi Sommerfeld, quem deu o primeiro passo para a ampliação da teoria de Bohr. Ele admitiu a possibilidade de órbitas elípticas com diferentes excentricidades, além dos esféricos, para um mesmo número quântico principal n. Em 1924, o físico francês Louis de Broglie sugeriu que o elétron também pudesse ser encarado como uma onda. Quando um fóton colide com um elétron, este adquire mais energia e, o fóton resultante, após o choque, perde parte da energia. Esse fenômeno e denominado efeito Compton. A proposição de "de Broglie" era simples: Se os fótons.que comumente afirmamos serem ondas, podem algumas vezes apresentar propriedades de corpúsculos (como no efeito Compton), por que os elétrons não poderiam apresentar propriedades ondulatórias? Inicialmente, a proposição recebeu diversas criticas, mas logo apareceram provas que corroboravam a teoria. Experiências de Germer e Davisson vieram provar que, elétrons podem sofrer difração obedecendo as leis ondulatórias como se fossem ondas sonoras, luminosas, etc. Em 1927 Werner Heisenberg lançou o ―princípio da incerteza‖. Segundo este conceito, jamais poderemos determinar simultaneamente a posição de uma partícula e a sua velocidade num dado instante. Em outras palavras: quanto mais exata for a determinação da posição de uma partícula, em determinado instante, maior incerteza te remos na sua velocidade, e vice- versa. Torna-se absurdo falar na trajetória de um elétron em redor do núcleo (como supôs Bohr), para um elétron com energia e momento angular determinados. Pode-se falar numa região de máxima probabilidade de se encontrar determinado elétron. Um físico austríaco Erwin Schrodinger conseguiu adaptar ao elétron as teorias deHeisenberb e De Groglie. Utilizando-se equações do movimento de ondas, em coordenadas cartesianas, ele conseguiu deduzir equações matemáticas que determinam regiões no espaço, onde temos a máxima probabilidade de se encontrar determinado elétron. Esta região é denominada ORBITAL do elétron. Estabeleceu três números quânticos para definir os orbitais atômicos: n= número quântico principal, define o volume do orbital; l= número quântico secundário ou azimutal, define a forma do orbital; m= número quântico magnético, define a orientação do orbital no espaço. DESENVOLVIMENTO DA QUÍMICA ORGÂNICA O homem vem usando compostos orgânicos e suas reações por milhares de anos. Sua primeira experiência deliberada com uma reação orgânica data provavelmente da descoberta do fogo. Os antigos egípcios usaram compostos orgânicos, como o índigo e a alizarina, para tingir fazendas. A famosa ―púrpura real‖, usada pelos fenícios, era também uma substância orgânica obtida de moluscos. A fermentação de uvas para produzir álcool etílico, e as qualidades ácidas do ―vinho azedo‖ estão descritas na Bíblia e já eram provavelmente bastante conhecidas. Até o início do século XIX, sabia-se muito pouco sobre Química Orgânica, portanto como ciência ela tem menos de 200 anos. Durante certo tempo, antes de 1850, os químicos acreditaram que havia alguma coisa especial com os compostos orgânicos que impedia sua preparação fora dos organismos vivos. Supuseram então que as substâncias originadas de organismos vivos, como gorduras, perfumes, corantes e álcoois, eram diferentes das provenientes de minerais. Para estabelecer a diferença entre essas duas classes, em 1807, o químico sueco Jöns Jacob Berzelius (1779-1848) usou o termo substância orgânica para descrever substâncias extraídas de matéria viva. Acreditava-se que elas possuíam uma ―força vital‖ e por isso seria impossível sintetizá- las a partir de substâncias inorgânicas. O atraso no desenvolvimento da Química Orgânica em grande parte é atribuído a uma herança filosófica deixada pelos alquimistas, que teria levado o químico Berzelius a formular a teoria da força vital. De fato, essa concepção vitalista, amplamente aceita na época, não dava margens a questionamentos sobre a possibilidade da síntese de substâncias orgânicas em laboratório, portanto, não havia discussões nem pesquisas a respeito. Entre 1828 e 1850 uma série de compostos que eram claramente ―orgânicos‖ foram sintetizados de fontes claramente ―inorgânicas‖. A primeira destas sínteses foi realizada por Friederich Wöhler, em 1828. Wöhler descobriu que o composto orgânico uréia (um constituinte da urina) podia ser preparado aquecendo-se o cianato de amônio, um composto inorgânico. Esse resultado foi surpreendente para a época, por mostrar a possibilidade de síntese de substâncias orgânicas a partir de inorgânicas, sem a interferência de um organismo vivo. NH2 NH4OCN O = C NH2 Nos anos que se seguiram à síntese de Wöhler, muitas outras substâncias orgânicas foram sintetizadas (acetileno, metanol, etc). Em 1845. Adolphe Wilhelm Kolbe conseguiu realizar a primeira síntese de um composto orgânico (o ácido acético) a partir de seus elementos. Desse modo, já na metade do século XIX os químicos passaram a acreditar na possibilidade de síntese de qualquer substância química. As sínteses orgânicas aumentaram, vertiginosamente, na segunda metade do século XIX. Na Inglaterra, em 1856, Perkin preparou o primeiro corante sintético – a mauveína. Na Alemanha, Hofmann descobriu vários corantes: a magena (1858), a alizarina (1869) e o índigo (1880). A primeira metade do século XX assistiu ao grande desenvolvimento da indústria química dos Estados Unidos, com a descoberta de inúmeros plásticos, como o raiom, o náilon, o teflon, o poliéster, etc. O século XX marcou também a substituição do carvão pelo petróleo como principal fonte de matéria- prima para a indústria química orgânica. Durante séculos, a Teoria da Força Vital foi considerada a única possível, segundo a qual apenas os organismos vivos eram capazes de sintetizar composto de origem animal e vegetal e parecia se constituir em espelho da verdade divina. Sua generalidade, simplicidade e perfeição entravaram o avanço da química do século XIX. Não foi sem embaraços e dificuldades que Wöhler contestou a teoria vigente. Ele estava subvertendo uma ordem natural e clara, virando o mundo pelo avesso. O constrangimento produzido pela novidade e a conseqüente ruptura com o senso comum eram inevitáveis. De geral e absoluta, a teoria passa a ter um domínio de aplicação, restringe-se e passa a ocupar um lugar específico no quadro da química (compostos bioquímicos). A maior contribuição filosófica de Wöhler reside, portanto, no fato de este quebrar o universalismo da ―teoria da força vital‖. A negação não tem o caráter de rejeição do vitalismo por considerá-lo errôneo, mas somente a recusa de um monismo. Os compostos derivados do carbono constituem um novo sistema de referência, o qual exige que o pensamento se situe em outro patamar teórico. Ele não nasce de dentro do sistema antigo (vitalismo), ao contrário, representa um corte ou ruptura em relação a ele. Nega-o ao contradizer a validade absoluta de suas verdades; reordena-o ao limitar o campo de sua aplicação (OLIVEIRA, 2000). Hoje, a Química Orgânica é conceituada como o ramo da Química que estuda as substâncias que contêm átomos do elemento químico carbono 1 . Os compostos de carbono constituem a matéria da qual são feitas todas as coisas vivas do planeta. Os compostos de carbono incluem os DNA, gigantescas moléculas que contém todas as informações genéticas para uma dada espécie. Compõem também as proteínas de nossa pele e músculos, enzimas que catalisam as reações que ocorrem em nossos corpos. Os compostos de carbono presentes nos alimentos, juntamente com o oxigênio do ar que respiramos, fornecem a energia necessária à vida . Atualmente, a humanidade dispõe de compostos orgânicos naturais, cujas fontes principais são o petróleo, o carvão mineral, o gás natural, os produtos agrícolas,etc. e os compostos orgânicos sintéticos, produzidos artificialmente pelas indústrias químicas, que fabricam desde plásticos e fibras têxteis até medicamentos, corantes, inseticidas, etc. Já é possível sintetizar compostos de estruturas extremamente complexas, como por exemplo, a vitamina B12, C66H88N14PCo ou a clorofila, C55H72Mg N4O5. __________________________________ 1 Algumas substâncias, como CO2, CO, carbonatos (CO3 2- ) entre outros, possuem carbono e são compostos inorgânicos. HISTÓRIA DA QUÍMICA NO BRASIL Na carta de Pero Vaz de Caminha (1500) foram relatados, além da nudez das índias e de suas pinturas, alguns ouriços que os índios levaram aos portugueses. Esses ouriços eram o urucu (vermelho). A tintura dos indígenas era feita com o corante extraído de suas sementes e a extração era feita geralmente com óleo de andiroba. Outro corante muito usado pelos indígenas era obtido da seiva do fruto do jenipapo que após reagir com as proteínas da pele produziam a cor preta. Mas foi o pau-brasil o produto de maior valor levado para a metrópole, nos primeiros anos da colonização. O corante extraído da árvore foi usado tanto para tingir roupa como para tinta de escrever. A importância da indústria açucareira e a descoberta das minas de ouro e diamantes fizeram com que D. João V incentivasse o ensino da engenharia militar para garantir a posse da colônia. Essa modalidade de ensino iniciou-se em 1699, no Rio de Janeiro. Modernizações nas técnicas de mineralogia e metalurgia se tornaram necessárias com a descoberta das minas no sudeste do país.As técnicas de cultivo, colheita e produção foram substituídas pelas técnicas de escavação, purificação de metais e cunhagem, iniciando-se assim o ciclo do ouro, que coincidiu com o surgimento da química moderna na Europa, a chamada Revolução Química de Lavoisier. O século XVIII, no Brasil, foi marcado pelo aparecimento dos primeiros químicos brasileiros. Nesse século foi criado a Academia Científica (1772) destinada ao cultivo da ciência e a Sociedade Literária do Rio de Janeiro (1786). Alguns brasileiros deste século merecem destaque pelos seus estudos pioneiros relacionados à química: Vicente Coelho de Seabra Silva Telles (1764-1804) cresceu num período de grande alvoroço iluminista e foi considerado um dos principais químicos da época no Brasil. Dentre suas obras a de maior destaque é Elementos de Química, (1o livro de química escrito em língua portuguesa) onde ele demonstra seus conhecimentos sobre a história da química desde a alquimia e trata de outros temas como a influência do calor nas reações químicas e a nomenclatura das substâncias. João Manso Pereira foi um autodidata que conseguiu publicar obras de riquíssimo valor histórico e científico da época. Sua primeira obra foi “Memória sobre a Reforma dos Alambiques ou de hum Próprio para a Distillação das Águas Ardentes”, impressa em Lisboa em 1797, onde ele cita diversas técnicas de como obter uma aguardente de boa qualidade e como construir um bom alambique e de baixo custo. José Bonifácio de Andrada e Silva nasceu em Santos, em 1763, foi enviado para estudar em Portugal e formou-se na Universidade de Coimbra. Em Portugal, desenvolveu inúmeras atividades científicas em instituições de pesquisa e ensino. Tinha um grande fascínio pela ciência e pelos pensamentos iluministas, especialmente os de Voltaire. Publicou no Annales de Chemie sobre os diamantes no Brasil e suas localizações no território brasileiro. Segundo Farias (2006), o estudo de Química no Brasil foi iniciado pela Academia Real Militar, fundada no Rio de Janeiro em 1810, tendo em vista que a química fazia parte do currículo a ser seguido na formação dos futuros militares. O primeiro lente 2 de química no Brasil foi o escocês Daniel Gardner, o qual era autor de obra intitulada Sillabus ou Compendio das lições de chimica. Publicado em 1810, seria o primeiro livro de química publicado (impresso) no Brasil. Um decreto de 1858 previa a criação de laboratório químico, demonstrando o relativo prestígio que o ensino de química havia então adquirido naquela instituição (FARIAS, 2006:47-48). Segundo o autor, merece destaque, ainda durante o século XIX, o Laboratório Químico do Museu Nacional, fundado em 1818, que desempenharia papel de destaque na produção e difusão dos conhecimentos químicos no país, uma vez que lá seriam realizadas análises de espécies vegetais brasileiras, além do fato de vários de seus diretores terem se dedicado ã produção de tratados de química, obras precursoras de uma literatura química nacional mais avançada.Assim, apenas em 1818 viriam os portugueses a criar, em solo brasileiro, uma instituição que visasse ao desenvolvimento de atividades químicas em larga escala. D. Pedro II (1825-1891), imperador do Brasil se destacou nos estudos da química. A influência do seu tutor, José Bonifácio, seguido do seu professor de ciências, Alexandre Vandelli, foi determinante pelo gosto do imperador pela química. Alexandre Vandelli era filho de Domingos Vandelli, que em Portugal fez diversos estudos a favor da química, sendo o primeiro professor de Química em Coimbra. O interesse do imperador pela química o levava para aulas, exames, encontros e debates científicos. Em sua casa, D. Pedro II possuía um laboratório de química, onde ele estudava, executava experimentos e lia obras de Dalton, Laurent, e outros importantes químicos europeus [14]. Em suas viagens a Europa, o imperador visitou várias instituições químicas e conheceu diversas personalidades científicas como Pasteur, Berthellot entre outros. Em passagem por Paris, o imperador teve um encontro com o diretor da Escola de Minas de Paris e após voltar da viagem, decidiu fundar uma Escola de Minas em Ouro Preto, em 1876. No século XX, foi um marco na evolução do ensino de química no Brasil, a criação do Instituto de Química do Rio de Janeiro, em 1918, por Mário Saraiva. O caráter eminentemente prático fez-se sentir, uma vez que a finalidade precípua da escola seria a formar mão de obra para a emergente indústria química nacional. Neste mesmo ano a Escola Politécnica de São Paulo criou o seu ―Curso de Químicos‖ (FARIAS, 2006:60). Destaque-se ainda, durante o século XX, a criação, na década de 30, da Escola Nacional de Química, no Rio de Janeiro (1933) e da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras da Universidade de São Paulo (USP) em 1934, com a criação do curso de Química. Hoje há um grande número de cursos de química oferecidos pelas instituições de ensino superior no Brasil. As escolas vêm oferecendo facilidades laboratoriais e oportunidades para a iniciação científica, há razoável disponibilidade de periódicos e de patentes e farto material em português (INTERNET) há também um reconhecimento internacional de que várias instituições no Brasil estão formando bons Químicos. ______________________________________________________________________ 2 Tal denominação vem do fato de que as aulas eram lidas pelo professor, tal como se fora uma conferência, por exemplo. BIBLIOGRAFIA OLIVEIRA, R. J. A escola e o ensino de ciências. São Leopoldo: Ed. Unisinos, 2000. SOLOMONS, T.W. Química Orgânica, Vol. 1. Rio de Janeiro. Editora LTC, 1985. FONSECA, M. R. M.. Completamente Química: química geral. São Paulo: FTD, 2001 BELL, MADISON SMARTT. Lavoisier no Ano Um: nascimento de uma nova ciência numa era de revolução. São Paulo: Companhia das Letras, 2007. MULLER, ROBERTO ANDREA. Resumo de História da Química. UFV-2008. FARIAS, R. F. de. História da química no Brasil. Campinas, SP: editora Átomo, 2006. _________. História da alquimia. Campinas: Editora Átomo, 2007. _________; Neves, L.S. das, Naturam matrem – da natureza física e química da matéria. Campinas: Editora Átomo,2005. _________; Para gostar de ler a História da Química, vol.2. Campinas: Editora Átomo, 2004. XAVIER, ALLAN MOREIRA ET AL. Marcos da história da radioatividade e tendências atuais Quím.Nova vol.30 no.1 São Paulo Jan./Feb. 2007. http://www.mundociencia.com.br/fisica/eletricidade/historiaeletricidade.htm. PINTO, Â. C. O Brasil dos Viajantes e dos Exploradores e a Química de Produtos Naturais Brasileiros, Química Nova, v.18, n.06, 608 - 614, 1995. FILGUEIRAS, C. A. L Origens da Ciência no Brasil. Química Nova, vol. 13, n. 03, 222 - 229 1990. OLIVEIRA, L.H. M; CARVALHO, R.S. Um olhar sobre a História da Química no Brasil. Revista Ponto de Vista - Vol.3, Colégio de Aplicação: UFV. CHALIBA, G. Mulheres que mudaram o mundo. 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