02 Evolução da Química: de Lavoisier até os dias atuais

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2AULA
Metas da aula
Apresentar os principais períodos da evolução da 
Química, desde Lavoisier até os dias atuais.
Descrever o modelo atômico de Dalton.
Esperamos que, após o estudo do conteúdo desta aula, você seja capaz de:
Evolução da Química: de 
Lavoisier até os dias atuais
 Aplicar a teoria atômica de Dalton à representação de 
processos químicos.
 Identifi car algumas áreas importantes da Química 
contemporânea.
Pré-requisito
Para acompanhar esta aula, você deverá rever 
o percurso histórico que foi apresentado na 
Aula 1 desta disciplina.
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Elementos de Química Geral | Evolução da Química: de Lavoisier até os dias atuais
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INTRODUÇÃO Vimos na aula anterior que, ao fi nal do século XVIII, as bases científi cas da 
Química foram estabelecidas, dando a ela o status de ciência exata. O químico 
francês Antoine Lavoisier foi fundamental neste processo. Graças a ele, as leis 
das combinações químicas fi caram bem estabelecidas, permitindo que, no início 
do século XIX, John Dalton propusesse o primeiro modelo atômico consistente 
com os dados experimentais disponíveis na época. A partir daí, um crescimento 
impressionante de técnicas de análise e síntese de compostos químicos marcou 
os séculos XIX e XX. Nesta aula, você vai acompanhar o notável desenvolvimento 
da Química, tanto na parte experimental quanto teórica, desde o fi nal do século 
XVIII até os dias atuais. 
LAVOISIER E DALTON
Em 1789, no seu Tratado elementar de Química, Antoine Lavoisier 
(1743-1794) fala das suas experiências com a combustão de metais e 
outros elementos. Ele observou que o aumento da massa do material 
queimado não se dá pela perda do fl ogisto (lembra do fi nal da aula 
anterior?), mas sim pela incorporação de uma certa quantidade de ar 
(mais precisamente de oxigênio) ao metal. Seus trabalhos de análise 
quantitativa dos produtos obtidos nas reações de combustão e em outras 
reações químicas o levaram a propor a LEI DA CONSERVAÇÃO DA MASSA, e 
ajudaram Joseph Proust (1754-1826) a estabelecer a LEI DAS PROPORÇÕES 
D E F I N I D A S . Estas duas leis formam a base da estequiometria, que você 
estudará detalhadamente mais adiante em nosso curso.
LE I D A 
C O N S E R V A Ç Ã O D A 
M A S S A (Lavoisier) 
Em uma reação 
química, a soma 
das massas dos 
reagentes é igual à 
soma das massas 
dos produtos. “Na 
Natureza nada 
se perde, nada 
se cria. Tudo se 
transforma”.
LE I D A S 
P RO P O R Ç Õ E S 
D E F I N I D A S (Proust) 
Um composto 
é formado 
por elementos 
específi cos 
combinados 
sempre na mesma 
proporção em 
massa.
Figura 2.1: Antoine Lavoisier.
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Além da lei da conservação da massa, podemos destacar como 
contribuições de Lavoisier:
a) a defi nição precisa de elementos químicos e sua descrição;
b) a descrição dos compostos químicos formados pelas 
combinações entre os elementos;
c) a primeira nomenclatura sistemática dos compostos inorgânicos, 
usando seus elementos constituintes;
d) a composição quantitativa dos compostos pelo uso de balanças 
de precisão;
e) medições quantitativas das propriedades térmicas dos 
elementos, dos compostos e das reações entre eles, pela construção e 
uso de calorímetros.
Se não inaugurou, Lavoisier fez avançar em muito a Química 
Analítica, Química Inorgânica e Termodinâmica Química. Os resultados 
das experiências de Lavoisier e Proust forneceram a base sobre a qual 
John Dalton (1766-1844) pôde formular, em 1808, o seu modelo atômico. 
Neste primeiro modelo quimicamente consistente, Dalton propôs que: 
a) a matéria é composta por partículas indivisíveis chamadas 
átomos;
b) todos os átomos de um elemento particular são idênticos em 
massa e outras propriedades;
c) os átomos de diferentes elementos diferem em massa e outras 
propriedades;
d) os átomos são indestrutíveis e simplesmente 
se rearrumam nas reações químicas. Eles não se 
dividem; 
e) quando os átomos de diferentes elementos 
se combinam para formar compostos, eles formam 
partículas novas, mais complexas. As partículas de 
qualquer composto sempre contêm a mesma proporção 
fi xa de átomos. 
Podemos imaginar o átomo de Dalton como uma 
esfera maciça e extremamente pequena. Átomos de um 
mesmo elemento correspondem a esferas iguais em 
natureza e tamanho. Átomos de elementos distintos são 
representados por esferas também distintas. A formação 
de um composto é descrita pela combinação de esferas, 
em proporção defi nida pela lei de Proust. 
Figura 2.2: John Dalton.
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O processo de formação da água a partir do hidrogênio e do 
oxigênio, por exemplo, seria descrito pelo modelo de Dalton como a 
aproximação de duas pequenas esferas ligadas entre si (representando 
a molécula de hidrogênio, H2) a uma esfera maior, representando um 
átomo de oxigênio. A molécula de H2O seria representada pela ligação 
destas três esferas, como ilustrado na Figura 2.3.
Figura 2.3: Formação da água segundo o modelo de Dalton. Neste modelo, os 
átomos são esferas maciças e de tamanho e massa característicos de cada átomo, e 
as moléculas são representadas por esferas unidas entre si.
A teoria atômica de Dalton sofreria, entretanto, profundas 
modifi cações, por já se saber ao fi nal do século XIX que os átomos não 
eram indivisíveis. Ainda assim, ela continua descrevendo precisamente 
como a matéria se combina quimicamente segundo as leis de Lavoisier 
e Proust.
1. Faça uma representação da reação H2 +CO2 → H2O + CO utilizando 
esferas de tamanho ou de cor diferente para representar os átomos de 
hidrogênio, carbono e oxigênio, segundo o modelo de Dalton. 
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RESPOSTA COMENTADA
Você deve desenhar inicialmente duas esferas pequenas unidas para 
representar a molécula de H2, e três esferas unidas para representar 
o dióxido de carbono. A forma como você vai unir as três esferas 
mostra se você percebe ou não como o carbono se liga aos átomos 
de oxigênio. A forma correta é colocar a esfera do carbono no centro 
e as esferas dos oxigênios uma em cada lado, com as três esferas em 
linha reta. Em seguida, você deve representar os produtos da reação. 
Para a água, faça como no CO2 , com o átomo de oxigênio no centro. 
A rigor, há um ângulo diferente de 180° entre as ligações O-H. Para 
entender mais sobre a geometria de moléculas, aguarde a Aula 11. 
A representação do CO é simples: duas esferas unidas representando 
a ligação C=O.
ATIVIDADE
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A QUÍMICA DO SÉCULO XIX
Os avanços tecnológicos ocorridos no século XIX – pelo 
desenvolvimento das máquinas térmicas, pelo domínio da eletricidade, 
pela melhora de equipamentos ópticos de precisão e pelos estudos sobre 
o magnetismo – permitiram a descoberta de muitos novos elementos 
químicos. Também, graças a esses avanços, houve grande progresso na 
caracterização de compostos por técnicas não só puramente químicas, 
mas também por determinações ESPECTROSCÓPICAS, POLARIMÉTRICAS E 
ELETROQUÍMICAS. 
Talvez a melhor forma de ilustrar a importância dos acontecimentos 
ocorridos naquele século, na área da Química, seja traçar uma pequena 
cronologia em que vamos destacar alguns eventos, bem como os químicos 
que os produziram. Acompanhe esta cronologia na Tabela 2.1 a seguir:
ESPECTROSCOPIA
É o estudo da 
luz absorvida 
ou emitida pelos 
corpos sólidos, 
líquidos ou gasosos.
PO L A R I M E T R I A
É o estudo do 
desviodo plano 
da luz polarizada 
quando atravessa 
uma substância 
quiral (nos 
compostos 
orgânicos, é a que 
apresenta carbono 
assimétrico). 
EL E T RO Q U Í M I C A
É o estudo dos 
efeitos da passagem 
de uma corrente 
elétrica sobre 
sólidos inorgânicos 
e orgânicos, 
líquidos puros ou 
soluções.
Tabela 2.1: Alguns eventos importantes na área da Química no século XIX
Ano Evento
1801
Humphrey Davis utilizou células eletrolíticas na decomposição de 
compostos
1803 Jön Berzelius realiza a decomposição eletrolítica de sais
1807 Humphrey Davis obtém sódio e potássio por eletrólise
1811
Amedeo Avogadro estabelece que volumes iguais de gases diferentes 
têm o mesmo número de partículas
1813
Jean-Baptiste Biot descobriu que a luz tem seu plano de propagação 
girado ao atravessar uma placa de quartzo e a seguir uma solução de 
sacarose
1815
Jön Berzelius calcula fórmulas de compostos orgânicos a partir de 
dados analíticos experimentais
1828
Franz Wöhler converteu o cianato de amônio em uréia, realizando 
assim a primeira síntese de um composto orgânico a partir de um 
inorgânico
1833
Michael Faraday expôs as leis da eletrólise e estabeleceu a 
nomenclatura ainda hoje usada em eletroquímica
1846
Thomas Graham explicou a lei da efusão dos gases em pequenos 
orifícios
1858
Stanislao Cannizzaro mostrou a diferença entre pesos atômicos e 
moleculares
1861
Friedrich Kekulé defi niu a química orgânica como a química dos 
compostos do carbono
1861
Robert Bunsen e Gustav Kirchhoff descobriram o césio e o rubídio por 
técnicas espectroscópicas
1869
Dimitri Mendeleev criou o sistema de classifi cação periódica dos 
elementos.
1874
Jacobus van’t Hoff demonstrou que as quatro ligações do carbono 
estão distribuídas em forma de tetraedro
1884
Svante Arrhenius demonstrou que os eletrólitos se dissociam em íons, 
átomos ou grupos de átomos que transportam carga elétrica positiva 
ou negativa
1896 Henri Becquerel descobre a radioatividade
1897 Joseph John Thomson descobre o elétron
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Você certamente não entendeu o signifi cado de muitos termos que 
apareceram na tabela anterior. Não se preocupe, pois a idéia aqui é apenas 
ilustrar a nossa discussão com eventos importantes na área da Química do 
século XIX. Você pode consultar alguns sites especializados em história 
da Química para obter mais informações sobre estes eventos. Podemos 
citar, por exemplo, o seguinte endereço: http://www.sobresites.com/
ciencia/historiadaciencia.html; além de outros que estão listados ao 
fi nal desta aula.
Apesar de parecer longa, a tabela apresentada está longe de ser 
completa. Ela ilustra apenas a evolução extraordinária da Química 
no século XIX e aponta claramente para a descoberta das partículas 
subatômicas, formadoras dos átomos. 
O vencedor do primeiro Nobel em Química foi Jacobus van’t Hoff (1952-1911), 
que recebeu esse prêmio em 1901 pelas suas pesquisas em dinâmica química 
e pelos estudos de pressão osmótica em soluções. Este assunto é de extrema 
importância em ciências biológicas e você vai aprender mais sobre ele no estudo 
das propriedades coligativas de soluções.
A QUÍMICA DO SÉCULO XX E DOS DIAS ATUAIS
Ao fi nal do século XIX, o desenvolvimento da Química era 
tão amplo que já existiam “divisões” dela em áreas de conhecimento 
específi co. A Química Inorgânica, Orgânica, Analítica e Físico-Química 
estavam estruturadas. A Química dos sistemas biológicos, devido à sua 
grande complexidade, ainda não tinha tido um desenvolvimento tão 
acentuado, mas este quadro se modifi caria rapidamente no século XX, 
quando ganhou impulso extraordinário graças aos sofi sticadíssimos 
equipamentos que começaram a surgir. 
Os avanços na Espectroscopia e o domínio das leis da eletricidade e 
do magnetismo permitiram descobrir e caracterizar partículas subatômicas. 
A determinação da relação entre a carga e a massa de partículas 
carregadas eletricamente levou à construção dos espectrômetros de 
massa. A espectroscopia de amostras na presença de campos magnéticos 
levou à construção dos aparelhos de ressonância magnética nuclear; hoje, 
versões destes aparelhos são amplamente utilizadas na medicina. 
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Figura 2.4: Aparelhos de ressonância magnética são hoje amplamente utilizados na 
área médica para diagnóstico.
A descoberta das partículas subatômicas levou à formulação 
de novos modelos atômicos, dos quais destacamos os de Niels Bohr 
(1871-1937) e de Erwin Schrödinger (1887-1961). Estes modelos serão 
discutidos com detalhes nas próximas aulas. 
Os modelos criados para explicar as ligações entre os átomos 
evoluíram a tal ponto que levaram a estabelecer um novo ramo: a 
Química Teórica. O notável desenvolvimento da eletrônica, levando-nos 
aos microcomputadores e equipamentos extremamente sofi sticados, 
tornou possível controlar experiências em nível molecular e realizar 
cálculos químicos que permitem prever as propriedades de moléculas 
tão grandes quanto polipeptídeos, carboidratos e polímeros. 
Novamente, um pequeno panorama cronológico pode ser traçado 
para facilitar a visualização da evolução da Química no século XX. Ele 
está apresentado na Tabela 2.2 a seguir.
Tabela 2.2: Alguns eventos importantes na área da Química no século XX
Ano Evento
1901
Mikhail Tsvet inventou o papel cromatográfi co como meio de 
separação de pigmentos
1909 Sören Sörensen inventou a escala de pH
1911 Niels Bohr propôs o seu modelo atômico
Figura 2.5: Niels Bohr.
Figura 2.6: Erwin Schrödinger.
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1912
Max Von Laue mostrou que os cristais eram compostos por camadas 
regulares e repetidas de átomos, através da difração de raios X
1914
Henry Moseley elaborou a tabela periódica baseada no número 
atômico, que ele igualou à carga positiva do núcleo de um átomo
1916 
Gilbert Lewis explicou a ligação covalente como sendo uma 
distribuição dos elétrons
1925
Erwin Schrödinger estabeleceu o modelo dos orbitais para o átomo de 
hidrogênio
1927
Heitler e London descrevem a formação da molécula de hidrogênio à 
luz da mecânica quântica
1930
Arne Tiselius inventou a eletroforese, que separa partículas em 
suspensão em um campo elétrico
1932 Harold Urey descobriu o deutério, um isótopo do hidrogênio
1940 
Edwin McMilan e Philip Abelson sintetizaram o primeiro elemento 
transurânico (de número atômico maior do que o urânio), o neptúnio, 
bombardeando urânio com nêutrons
1950
Derek Barton deduziu que as propriedades de compostos orgânicos 
são afetadas pela orientação dos seus grupos funcionais
1953
Francis Crick, Rosalind Franklin, James Watson e Maurice Wilkins 
determinaram a estrutura de dupla-hélice do DNA (ácido 
desoxirribonucléico) por difração de raios X
1962
Neil Bartlett preparou o primeiro composto de um gás nobre, o 
hexafl uoroplatinato de xenônio
1981
Roald Hoffmann e Kenichi Fukui aplicaram a mecânica quântica para 
prever o caminho de reações químicas
1985
Harold Kroto e David Walton descobriram os fulerenos, uma nova 
família de sólidos constituídos por coberturas fechadas de átomos de 
carbono
1993
Químicos norte-americanos da Universidade da Califórnia sintetizaram 
a rapamicina, testada como agente anticanceroso
A observação feita após a Tabela 2.1 vale também para as informações contidas nesta 
tabela: você não precisa se preocupar em entender o signifi cado de todos os termos 
que aparecem; muitos deles são altamente especializados e sua interpretação foge aos 
objetivos do nosso curso.
!
É notável que a Química dofi nal do século XX e dos dias atuais 
esteja voltada para as aplicações em sistemas biológicos. Você mesmo 
pode concluir este fato olhando a seqüência de eventos mostrada na 
Tabela 2.2. A moderna tecnologia permite não só sintetizar e analisar 
moléculas muito complexas (como os fármacos mais diversos), mas 
também modelar computacionalmente os efeitos destas moléculas 
nos seres vivos. Parece não existirem mais fronteiras na Química e as 
perspectivas futuras são ilimitadas.
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CONCLUSÃO
Numerosos produtos que consumimos no nosso dia-a-dia são 
produzidos em decorrência de décadas de pesquisa e desenvolvimento, 
visando a sua obtenção. A Química atual conjuga experiência prática, 
avançados métodos de síntese e análise química e teorias sofi sticadas 
que permitem desenhar fármacos, corantes e catalisadores antes mesmo 
de serem produzidos. Esses métodos tiveram sua origem nos esforços 
de outros grandes cientistas que, conhecendo o passado, avançaram em 
seu tempo, abrindo o caminho para a imensa tecnologia que dispomos 
nos dias atuais. 
2. A diversidade de conhecimento químico atual e a interdisciplinaridade 
geraram uma série de subdivisões na área de Química. Descubra do que 
tratam as seguintes subáreas da Química e descreva, de forma sucinta, 
suas aplicações:
 a) Bioeletroquímica
 b) Química Marinha
 c) Química Forense
 d) Geoquímica
 e) Petroquímica
RESPOSTA COMENTADA
Você encontrará facilmente o signifi cado destas importantes áreas 
de conhecimento, nas quais a Química e outras ciências têm uma 
importante interface. A Bioeletroquímica se ocupa do estudo dos 
princípios e aplicações da Eletroquímica nos processos biológicos. A 
Química Marinha está voltada para a análise de materiais encontrados 
no mar; tem um forte componente voltado ao meio ambiente. A Química 
Forense está ligada às análises químicas e determinações de substâncias 
em locais onde ocorreram fatos que podem estar relacionados a delitos. 
Ambas são ramos da Química analítica. Finalmente, a Geoquímica e 
a Petroquímica fazem a interface da química com as geociências. Na 
Geoquímica, estuda-se a composição química e processos químicos 
que ocorrem no globo terrestre; um ramo especial desta ciência é a 
química do petróleo (Petroquímica).
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INFORMAÇÕES SOBRE A PRÓXIMA AULA
Na próxima aula, você vai aprender os conceitos de matéria, propriedades e 
transformações. Eles são essenciais para defi nir a Química como ciência.
Uma seqüência de eventos importantes, das experiências rigorosamente 
quantitativas de Lavoisier até a formulação de modelos matemáticos extremamente 
sofi sticados para a compreensão da estrutura da matéria, levou a Química ao 
status de ciência e trouxe grande desenvolvimento a esta área do conhecimento 
humano. A descoberta de muitos equipamentos permitiu estabelecer vários ramos 
da ciência química, com desenvolvimento particularmente notável na química de 
sistemas biológicos.
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