Química (do egípcio kēme (chem), significando "terra") é a ciência que trata das substâncias da natureza, dos elementos que a constituem, de suas características, propriedades combinatórias, processos de obtenção, suas aplicações e sua identificação. Estuda a maneira pela qual os elementos se ligam e reagem entre si, bem como a energia desprendida ou absorvida durante estas transformações.
Química - O estudo das interações das substâncias químicas e com a energia, baseado nas estruturas dos átomos, moléculas e outros tipos de agregações.
A história da Química está intrinsecamente ligada ao desenvolvimento do homem, já que abarca todas as transformações de matérias e as teorias correspondentes.
A ciência química surge no século XVII, a partir dos estudos de alquimia, populares entre muitos dos cientistas da época. Considera-se que os princípios básicos da Química se recolhem pela primeira vez, na obra do cientista britânico Robert Boyle: The Sceptical Chymist (1661). A Química, como tal, começa um século mais tarde, com os trabalhos do francês Lavoisier e suas descobertas em relação ao oxigênio, à lei da conservação da massa e à refutação da teoria do flogisto como teoria da combustão. A partir destas leis de Lavoisier teve-se o início da Química Moderna.
A racionalização da Química
Um ponto crucial no desenvolvimento da Química, como ciência, foi a racionalização dos conhecimentos empíricos obtidos, procurando criar leis racionais e simplificar, de forma coerente, as informações obtidas. O princípio de conservação da massa e o entendimento da influência da composição da atmosfera nos experimentos — ambos amplamente disseminados a partir dos trabalhos de A. Lavoisier, no final do século XVIII — permitiram que os experimentos se tornassem cada vez mais rigorosos e precisos, em oposição ao caráter qualitativo das experimentações alquimistas.
A partir desse momento, a medição de massas assume um caráter fundamental na história da Química, tendo sido esse o principal impulsor para o desenvolvimento da balança, a partir da época de Lavoisier, tendo ele próprio construído os equipamentos mais precisos desse período.
A hipótese atomística
Uma das maiores vitórias da Química, devido ao uso de balanças nos experimentos, foi, sem dúvida, devida a John Dalton. Esse cientista inglês ficou intrigado com o fato de que, ao decompor qualquer substância em seus constituintes mais simples, as razões entre as massas das diversas substâncias obtidas poderem ser sempre escritas a partir de números inteiros de pequeno valor, ocorrendo frequentemente razões, do tipo 1:2, 2:3, 5:2 etc.
Com base nesse curioso dado experimental, Dalton propôs, em 1881, um modelo para a constituição da matéria: tais dados seriam facilmente explicados se toda a matéria fosse constituída por unidades indivisíveis, nomeadas de átomo (do grego "indivisível"). Tal conceito, cuja primeira descrição provinha do filósofo grego Demócrito, agora surgia, naturalmente, de medidas quantitativas rigorosas.
A racionalização da matéria
A teoria atomística de Dalton teve importantes repercussões. Baseado em dados experimentais, um cientista francês, chamado Joseph Proust, já tinha proposto formalmente o conceito de que toda substância tinha uma composição constante e homogênea. Assim, a água, por exemplo, independente da sua origem, era sempre composta pela mesma proporção de dois gases: oxigênio e hidrogênio. Juntando esse conceito e seus postulados atomísticos, Dalton organizou de forma racional as diversas substâncias conhecidas, criando uma tabela de substâncias que seriam formadas por apenas um tipo de átomo, e substâncias que eram formadas por uma combinação característica de átomos.
Assim, tanto a grafite como os gases hidrogênio e oxigênio, por exemplo, eram formados apenas por um tipo de átomo, enquanto que outras substâncias, como a água, eram formadas pela combinação de dois ou mais átomos, nesse caso, dos elementos hidrogênio e oxigênio (as dificuldades de obter certos dados com uma precisão razoável levaram Dalton a propor erroneamente para a água a fórmula HO, em vez de H2O). Apesar das dificuldades experimentais, Dalton propôs formulas certas para diversos compostos conhecidos na época, tendo seu trabalho revolucionado de forma definitiva o entendimento da matéria.
Conceitos fundamentais
Fases ou estados da matéria são conjuntos de configurações que objetos macroscópicos podem apresentar. São três os estados ou fases considerados: sólido, líquido e gasoso. Outros tipos de fases da matéria, como o estado pastoso ou o plasma, são estudados em níveis mais avançados de física.
No estado sólido, considera-se que a matéria do corpo mantém a forma macroscópica e a posição relativa de suas partículas. É particularmente estudado nas áreas da Estática e da Dinâmica. No estado líquido, o corpo mantém a quantidade de matéria e, aproximadamente, o volume; a forma e a posição relativa das partículas não se mantêm. É particularmente estudado nas áreas da Hidrostática e da Hidrodinâmica. No estado gasoso, o corpo mantém apenas a quantidade de matéria, podendo variar, amplamente, a forma e o volume. É particularmente estudado nas áreas da aerostática e da aerodinâmica.
Uma substância possui uma composição característica, determinada, e um conjunto definido de propriedades. Exemplos de substâncias são o cloreto de sódio, a sacarose e o oxigênio, entre outros. Uma substância pode ser formada por um único elemento químico (substância simples), como, por exemplo, o ouro, o ferro ou o cobre, ou por dois ou mais elementos, numa proporção definida (substância composta), como é o caso do cloreto de sódio (39,34% de sua massa é de sódio e 60,66%,de cloro).
Duas ou mais substâncias agrupadas constituem uma mistura, cuja composição e propriedade são variáveis. O leite, por exemplo, é uma mistura.
Denominam-se elemento químico todos os átomos que possuem o mesmo número atômico (Z), ou seja, o mesmo número de prótons.
Um composto químico é uma substância química constituída por moléculas ou cristais de dois ou mais átomos, ou íons, ligados entre si numa proporção fixa e definida, isto é, as proporções entre elementos de uma substância não podem ser alteradas por processos físicos. Por exemplo, a água é um composto formado por hidrogênio e oxigênio, na proporção de dois para um.
Um íon ou ião é uma espécie química eletricamente carregada, geralmente um átomo ou molécula que perdeu ou ganhou elétrons. Íons carregados negativamente são conhecidos como ânions, ou aniões' (que são atraídos para ânodos), enquanto íons carregados positivamente são conhecidos como cátions, ou catiões (que são atraídos por cátodos).
Uma molécula é um conjunto, electricamente neutro, de dois ou mais átomos unidos por pares compartilhados de elétrons (ligações covalentes), que se comportam como uma única partícula. Uma substância que apresente somente ligações covalentes e seja formada por moléculas discretas é chamada de substância molecular, cuja ligação suficientemente forte caracteriza-a com uma identidade estável.
As ligações químicas são uniões estabelecidas entre átomos para formarem as moléculas, que constituem a estrutura básica de uma substância ou composto. Na Natureza, existem, aproximadamente, uma centena de elementos químicos. Os átomos desses elementos químicos, ao se unirem, formam a grande diversidade de substâncias químicas.
Energia química é a energia potencial das ligações químicas entre os átomos. Sua liberação é percebida mais claramente, por exemplo, numa combustão. A energia química é liberada ou absorvida em qualquer reação química.
Uma reação química é uma transformação da matéria, na qual ocorrem mudanças qualitativas na composição química de uma ou mais substâncias reagentes, resultando em um ou mais produtos.
A tabela periódica dos elementos químicos é a disposição sistemática dos elementos, na forma de uma tabela, em função de suas propriedades. É muito útil para se preverem as características e tendências dos átomos.
