A disciplina da química é um assunto que pode ser estudado durante o ensino básico ou, mais aprofundadamente, no ensino superior. Alguns estudantes optam por aprender mais sobre química devido ao fato da curiosidade e de desejarem expandir os seus conhecimentos, enquanto outros são forçados a estudar esta matéria ao longo dos últimos anos do ensino básico.

É de conhecimento geral que estudar quimica é um gosto adquirido que nem toda a gente tem. Isto significa que, nem todos apreciam esta disciplina científica que envolve o exame de elementos, compostos, átomos, moléculas e iões. A compreensão da sua composição, da estrutura, das propriedades e comportamentos pode ser o maior prazer de um aluno, ou o pior pesadelo de outro.

No entanto, o estudo de conceitos básicos de quimica tem muitas vantagens devido ao fato de ser conhecido como uma ciência central, pois trata-se de uma disciplina que combina muitas outras como a matemática, a física, a biologia e a medicina. Isto quer dizer que, o âmbito da química é bastante amplo, com muitas práticas diferentes, e abrangem vários tópicos interessantes que intrigam profundamente qualquer pessoa que seja apaixonada pela ciência. Se quiser saber mais sobre este assunto, deve ler o nosso artigo sobre a terminologia quimica. Temos certeza que vai adorar!

Não obstante, e neste artigo, serão expostos alguns dos conceitos básicos do curso de química, como as reações químicas, os elementos, a estrutura de Lewis, a tabela periódica e a composição dos líquidos e gases. Não importa se gosta de ciências ou não, pois temos a certeza que este artigo instruirá qualquer pessoa sobre os fundamentos da química!

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O que é uma reação quimica?

As reações químicas podem acontecer em qualquer lugar e em qualquer momento do seu dia. Ou seja, se estiver a cozinhar, a respirar ou a tentar criar fogo numa superfície.

Numa reação química, as moléculas ou os iões são reorganizados e moldados numa nova estrutura e o núcleo atómico permanece intacto. Assim, apenas os eletrões serão modificados e transferidos para formar ligações químicas. Isto significa que, o número de átomos dos elementos permanece o mesmo desde o início até ao fim da reação química. Este fenómeno foi descoberto por Antoine Lavoisier, um dos químicos mais famosos de todos os tempos.

Bolas de sabão como reação quimica
As bolas de sabão são um resultado de uma reação química. | Fonte: Unsplash

Dito isto, é importante perceber que as reações químicas são diferentes das mudanças físicas, uma vez que, numa reação química, os átomos formam novos resultados, moléculas e compostos, enquanto numa mudança física, os átomos mantêm a mesma disposição. E esta foi uma das maiores descobertas da história da quimica.

Contudo, é impossível notar a mudança molecular de uma reação química à primeira vista. Porém, existem sinais que ajudam a perceber a diferença, como a mudança de temperatura, o surgimento de bolhas ou a mudança de cor.

Os átomos e moléculas que comunicam entre si são chamados de reagentes e os átomos e moléculas que são produzidos pela reação (ou experiência quimica) são chamados de produtos. Portanto, a equação química seria a seguinte:

REAGENTE1 + REAGENTE2+... = PRODUTO1 + PRODUTO2+...

Aqueles que estudaram química ou bioquimica e têm uma base de reações químicas podem escrever a equação numa versão abreviada:

A A + b B + ... -----> C C + d D + ...

Dito isto, é importante referir que as reações químicas podem ser divididas em quatro grupos diferentes:

  • Síntese ou combinação direta;
  • Decomposição;
  • Substituição única;
  • Metátese ou duplo deslocamento.

Porém, existem muitos exemplos de diferentes reações químicas que podem ser observadas no nosso dia-a-dia, tais como:

  • Acender o fogo;
  • Assar um bolo;
  • Ferver, fritar ou mexer um ovo;
  • Ver a banana apodrecer;
  • Grelhar um hambúrguer.

Uma das maiores curiosidades da quimica é que, no nosso quotidiano acontecem várias reações químicas, das quais nem nos apercebemos, nem as consideramos como tal.

Conceitos de fisico quimica e a tabela periódica

Um elemento químico é uma substância pura na sua forma mais simples. Ou seja, é uma substância que não pode mais ser decomposta.
Sabe-se que, até ao dia de hoje, os cientistas descobriram 118 elementos químicos, dos quais 94 estão presentes na natureza e os 24 restantes são sintéticos, ou seja, fabricados pelo homem.

Para além disso, descobriu-se também que "o elemento mais abundante no nosso universo é o hidrogénio e, na Terra, o ferro. O elemento mais comum da terra é o oxigénio."

Um elemento possui um único átomo e é caracterizado pelo seu número de protões presentes nos núcleos dos seus átomos. Este conceito é conhecido como o "número atómico" e é indicado pela letra Z. Os elementos que não resultam de uma mistura e estão no seu estado mais puro têm o mesmo número de protões, sendo que, aqueles que são considerados misturas têm diferentes quantidades de protões e átomos.

Aulas de engenharia bioquimica
Nas aulas de engenharia bioquimica, poderá aprender muito mais do que a tabela periódica. | Fonte: Unsplash

Elementos como o cobre, a prata, o ouro e o enxofre são considerados elementos puros, enquanto o ar atmosférico é uma mistura de nitrogénio, oxigénio e argónio.

Na tabela periódica podem ser observados vários exemplos de elementos, sendo que, o primeiro elemento, com apenas um protão, é o hidrogénio. O segundo elemento é o hélio com dois protões e o terceiro é o lítio com três protões.

Sabe-se que os elementos e o número de protões continuam na tabela periódica até ao número 118, que foi o último elemento descoberto até à data de hoje.

A função da tabela periódica é organizar e dividir os elementos por número de átomos, pela sua configuração eletrónica e pelas propriedades químicas recorrentes. Assim, as linhas da tabela são chamadas de períodos e as colunas são chamadas de grupos.

Dito isto, podemos afirmar que existem 18 grupos ou colunas na tabela periódica que foram criados para colocar elementos com comportamentos químicos semelhantes no mesmo local, ou no mesmo grupo, sendo que, apenas 7 dos 18 grupos usufruem de uma nomenclatura:

  • Grupo 1: Metais alcalinos;
  • Grupo 2: Metais alcalino-terrosos;
  • Grupo 15: Nitrogénios;
  • Grupo 16: Calcogénios;
  • Grupo 17: Halogénios;
  • Grupo 18: Gases nobres.

É ainda importante saber que, as cores de fundo dos elementos identificam a subcategoria como por exemplo, o metal, a metaloide e não-metal. Porém, há uma variedade de tabelas periódicas e as cores não são padronizadas pois dependem principalmente da preferência pessoal, sendo que, as categorias devem ser mantidas da mesma forma.

Assim, afirmamos que aprender mais sobre a tabela periódica pode ser muito interessante para desenvolver a capacidade de entender o uso dos diferentes termos da linguagem quimica e frequentar um curso de engenharia química pode ajudá-lo a tornar-se um profissional nesta área.

Curso rápido de engenharia bioqímica e a estrutura de Lewis

A ligação química é a atração que existe entre os átomos, os iões e as moléculas que permite a formação dos vários compostos químicos.

Estas ligações possuem forças diferentes: mais fortes como as ligações covalentes, iónicas e metálicas, e outras são mais fracas, como interações, força de dispersão e ligações de hidrogénio.

Isto acontece porque as ligações mais fortes são as que mantêm as moléculas unidas, e por isso, são consideradas permanentes, enquanto as ligações mais fracas são chamadas de temporárias.

Os cientistas descobriram que a razão mais comum pela qual as ligações químicas são formadas é porque os átomos tentam alcançar o nível de energia mais estável possível.

Assim, podemos dizer que, nesta disciplina e na vida, os opostos se atraem porque a atração dos eletrões com carga negativa que estão a circularo no núcleo e os protões com carga positiva que estão dentro do núcleo criam uma ligação química, ou seja, uma atração.

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Nas aulas de fisico quimca ou de bioquimica é ensinado o que são os átomos, os iões e as moléculas. | Fonte: Unsplash

Não se assuste tudo isto e muito mais pode aprender através explicaçoes fisica quimica online ou presenciais.

Existem vários tipos de ligações químicas que podem ser observadas, entre as quais:

  • Ligações iónicas: são formadas por iões com cargas opostas. Um exemplo disso é o sal de mesa. Os iões de sódio com carga positiva e os iões com carga negativa são atraídos um pelo outro e criam o cloreto de sódio;
  • Ligações covalentes: os átomos que se tornam mais estáveis ​​ao compartilhar eletrões, em vez de os perder. As ligações covalentes são muito mais comuns que as ligações iónicas nas moléculas dos organismos vivos. Isto significa que, quantos mais eletrões forem compartilhados entre dois átomos, mais forte será a ligação covalente;
  • Ligações covalentes polares: neste tipo de ligação, os eletrões são desigualmente compartilhados pelos átomos e passam mais tempo próximos um do outro. Devido à distribuição desigual de eletrões entre os átomos, as cargas desenvolvem-se em diferentes partes da molécula;
  • Ligações covalentes não polares: são formadas entre dois átomos do mesmo elemento ou entre átomos de diferentes elementos que compartilham eletrões de forma igual;
  • Ligações de hidrogénio: ligações covalentes polares que possuem hidrogénio, com uma leve carga positiva devido ao fato dos eletrões serem puxados em direção ao outro elemento.

Como resultado desta atração, o hidrogénio será atraído por quaisquer cargas negativas e isso fenómeno é chamado de ligação de hidrogénio.
As estruturas de pontos de Lewis mostram a ligação entre átomos e moléculas e os pares de eletrões que podem existir na constituição da molécula.

Esta estrutura mais clara foi divulgada em 1916 por Gilbert N. Lewis num artigo intitulado "O átomo e a molécula". Neste artigo percebe-se que a estrutura de pontos de Lewis expandiu o conceito do diagrama de pontos de eletrões adicionando algumas linhas para representar os pares que partilham uma ligação química.

Somos da opinião que esta é uma maneira rápida e fácil de mostrar a configuração de eletrões e a valência de átomos separados quando nenhuma conexão ou ligação foi feita anteriormente.

Explicações de química sobre a acidez e a basicidade

As substâncias podem ser determinadas como um elemento ácido ou uma base. Uma reação ácido-base é uma reação química comum entre um ácido e uma base. Esta, pode ser usada, inclusive, para determinar o pH de uma substância ou de um líquido.

O sal é o resultado de uma reação quimica
O sal é o resultado de uma mistura e concentração química de vários agentes. | Fonte: Unsplash

Assim, muitos cientistas criaram as suas próprias teorias de ácido-base para conseguirem calcular os níveis de pH, definir corretamente as substâncias e observar cuidadosamente as reações.

As mais conhecidas são as teorias de:

Svante Arrhenius

Esta teoria foi criada em 1884 e é uma das mais referidas nas aulas de fisico quimica 9 ano, dos dias de hoje. Arrhenius passou a maior parte do tempo observando o sal e as suas mudanças quando colocado na água. Nesta teoria, defende-se que a água é necessária e apenas os ácidos próticos são permitidos para produzir iões de hidrogénio. Os ácidos produzem iões H+ em soluções aquosas e as bases produzem iões OH- nos líquidos.

Gilbert Newton Lewis

É conhecida como a teoria menos estrita, devido ao fato de que apenas pares de eletrões são examinados e os protões são deixados de lado. Os conceitos básicos desta teoria incluem o fato de que os ácidos são recetores de pares de eletrões, enquanto as bases são doadoras de pares de eletrões.

Teoria dos ácidos de Brønsted-Lowry

Aqui defende-se que as reações ácido-base são como um ácido que liberta um protão e uma base que aceita um protão. Algumas das características desta teoria são que os ácidos são doadores de protões e as bases são recetoras de protões.

Os ácidos têm propriedades diferentes e podem ser distinguidos pelo seu sabor azedo ou pela a ação corrosiva. Por outro lado, as soluções de água conduzem correntes elétricas e reagem com bases para criar sais e água. Estas são apenas algumas das propriedades, já que os ácidos também podem ser descritos de outras maneiras.

As bases, por sua vez, podem ser diferenciadas dos ácidos se forem amargas, escorregadias e não mudarem a cor do tornassol (um corante vegetal azul).

Os diferentes tipos de ácido que podem ser observados regularmente no dia-a-dia são:

  • Ácido cítrico;
  • Ácido lático;
  • Vinagre;
  • Ácido carbónico;
  • Ácido ascórbico.

Alguns exemplos das bases mais comuns incluem:

  • Detergentes;
  • Sabonetes;
  • Amónia doméstica.

Assim, ácidos e bases podem ser estudados mais detalhadamente, aprendendo informações adicionais sobre a quimica e sobre as teorias mencionadas anteriormente.

A quimica ou a fisica e quimica podem ser assuntos muito diversos e intrigantes. Se este tópico lhe interessou, é importante observar que os conceitos básicos podem ser analisados ​​por si no conforto de sua própria casa.

Porém, se este artigo o motivou a aprender mais sobre as  descobertas fundamentais de química ou os principais equipamentos das aulas de química, aconselhamos que procure um curso de bioquimica ou um professor particular. Na plataforma da Superprof poderá encontrar vários professores disponíveis a ensinar-lhe as descobertas fantásticas do mundo da química.

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Marília

Sou licenciada em História da Arte e Mestre em Estudos Artísticos, na vertente de Teoria e Crítica da Arte. No passado, escrevi também alguns artigos para a revista Umbigo (online) e criei e geri todos os conteúdos da plataforma pensarte.pt.