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Descrição da ciência Química

É costume representar o químico, de maneira alegórica, como uma figura rodeada de um conjunto de complexos aparelhos e balões de vidro, concentrada na tarefa mágica de transformar os corpos da natureza. Esse espírito criador, que alimenta a força investigadora da ciência, encontrou na química um ambiente rico em conotações místicas, que ocultavam sob o véu de fórmulas rituais impregnadas de uma linguagem quase esotérica as conquistas científicas. A química moderna, cujo nascimento é situado tradicionalmente por volta do início do século XIX, conseguiu livrar-se do lastro pseudocientífico que a acompanhara durante milênios para integrar-se ao campo da investigação racional, característico das ciências contemporâneas. Disciplina encarregada do estudo das transformações ocorridas nos corpos, em virtude de mudanças em sua natureza ou estrutura interna, a química compreende um conjunto de especialidades das ciências naturais, que faz uma ponte entre o estudo das qualidades da matéria inanimada e das propriedades mais essenciais dos organismos vivos. Os princípios metodológicos e técnicos da química se assemelham àqueles que fundamentam todas as disciplinas de estudo da natureza. Os principais deles dizem respeito à importância da experimentação, ao raciocínio dedutivo e à necessidade de comprovação empírica das hipóteses. A partir dessas diretrizes, a química apresenta estreitas relações com especialidades das ciências naturais como a física, a biologia e as ciências do universo e da Terra, com as quais apresenta campos de estudo comuns. O extraordinário poder dos recursos científicos para a transformação dos elementos da natureza -- traço que define as técnicas químicas -- alimenta o desenvolvimento de numerosas indústrias pertencentes a um setor da economia em permanente crescimento. A fabricação de substâncias e materiais úteis para uma vasta gama de aplicações, que caracterizou as incipientes empresas de produção em grande escala da revolução industrial, aumentou notavelmente com o surgimento de novas áreas de exploração mineral durante o século XX. O crescimento das indústrias de petróleo e derivados, entre os quais os plásticos e outros tipos de polímeros, somou-se à crescente importância das indústrias químicas nos países desenvolvidos. Dessa forma, a repercussão das descobertas na área da química ultrapassaram em muito os limites da pesquisa individual ou artesanal, própria dos estágios iniciais de evolução dessa ciência, transformando-a numa ferramenta de valor excepcional tanto nas áreas científicas como industriais da civilização atual. Resumo histórico Embora possamos situar o nascimento da química como ciência no início do século XIX, a história dos esforços humanos para compreender os segredos da transformação das substâncias naturais remonta a períodos remotos. As técnicas de fabricação da cerâmica e do vidro desenvolvidas pelas sociedades pré-históricas se situam entre os primeiros procedimentos conhecidos de aplicação de conhecimentos químicos. Processos de maior sofisticação tecnológica, como o tratamento metalúrgico do ouro, do ferro e de outros metais, as técnicas de embalsamamento praticadas pelos egípcios, a invenção da pólvora e o emprego da tinta na antiga civilização chinesa são uma amostra dos avanços da química nas civilizações antigas. Apesar das notáveis descobertas de diversas técnicas de transformação, as noções sobre química das culturas pré-cristãs do Mediterrâneo e das que se desenvolveram no Oriente eram poucas, e os trabalhos desenvolvidos nesse campo tinham uma base teórica muito frágil. As hipóteses sobre a constituição da matéria e a causa de suas mudanças químicas se baseavam em normas de inspiração cosmológica sobre a existência de elementos básicos, como o fogo, a água, a terra e o ar, citados pela maioria das escolas filosóficas helênicas. Dessa forma, exposições corretas sobre a estrutura da matéria, como as defendidas pela escola atomista de Leucipo e Demócrito, não passavam de reflexões abstratas sem nenhuma constatação experimental. Os precursores dos químicos modernos surgiram na Idade Média. Eram eles os alquimistas, seguidores das doutrinas filosóficas do período helenístico grego e do pensamento órfico e pitagórico do Oriente Médio. O termo alquimista, de etimologia árabe, designa na história da química os estudiosos islâmicos e cristãos que, desde aproximadamente o século IX, se dedicaram a obter substâncias por procedimentos de transformação química, em busca dos corpos nobres, cujo tratamento lhes revelaria o segredo das mudanças e flutuações do universo. Por meio de processos como a amalgamação de metais, a sublimação, a destilação e a dissolução, os alquimistas aprenderam técnicas de alteração dos compostos e idealizaram métodos de obtenção de numerosas substâncias já conhecidas ou novas. A tradição alquimista árabe e oriental se perpetuou no continente europeu com força renovada. Apesar de sua carga mística, pela qual as reações químicas eram associadas a forças ocultas do cosmo, a alquimia medieval foi responsável por um importante impulso no conhecimento dos compostos químicos e dos mecanismos de sua transformação em outras substâncias de natureza diferente daquelas que lhes deram origem. Os primeiros sinais da evolução para atitudes mais consoantes com as grandiosas doutrinas científicas da época foram observados durante o Renascimento. Os químicos dos séculos XVI e XVII imbuíram-se do espírito das novas concepções da matemática, da física e da astronomia e se inclinaram gradualmente para a adoção de critérios eminentemente experimentais. Como fruto dessa postura, produziu-se uma longa sucessão de descobertas de substâncias e elementos, com ajuda de técnicas de pesquisa cada vez mais aperfeiçoadas. Durante o século XVIII, enunciaram-se teorias universais sobre a metamorfose da natureza. Ao nascimento da química dos gases -- que tornou possível o estudo científico do ar, o isolamento do hidrogênio e a determinação da importância da combustão nas reações metálicas -- seguiu-se a hipótese do flogístico. Esse ente fictício, imanente de toda substância natural, se transmitiria de uns corpos a outros no curso das combinações químicas e produziria os fenômenos da combustão. A descoberta do oxigênio nos óxidos e sais, associada à exposição de leis sobre o comportamento dos gases, foi obtida no final do século por Antoine-Laurent Lavoisier, quando este elaborava sua teoria sobre a composição do ar e da água. O emprego de um instrumental químico aperfeiçoado permitiu que o cientista criasse um compêndio das leis fundamentais da química. Ao mesmo tempo, efetuavam-se tentativas de estabelecer sistemas de nomenclatura e a metodologia geral das ciências naturais era adotada nas pesquisas químicas, de tal forma que essa disciplina se afastou das posturas históricas do passado e alinhou-se ao esforço comum da ciência moderna. As fases iniciais do desenvolvimento da atividade química das diversas civilizações e o processo de evolução da ciência até a química moderna estão reunidos nos artigos relacionados no quadro nº 1.

QUADRO Nº 1: EVOLUÇÃO DA QUÍMICA

Os esforços de Lavoisier e seus continuadores no sentido de estabelecer princípios universais e um método de nomenclatura geral deram seus frutos durante o século XIX. Utilizando como base as leis postuladas pelos cientistas pioneiros, articulou-se um conjunto de novos princípios e descobertas fundamentais que motivaram um profundo e acelerado desenvolvimento de numerosas áreas relacionadas com as propriedades químicas da matéria. O enunciado dos fundamentos da química moderna coincidiu com as necessidades de evolução das incipientes sociedades industriais da época. Em conseqüência, o rápido crescimento experimentado pela atividade química desde o início do século XIX se explica como resultado da ação conjugada de dois fatores: a disponibilidade de uma base científica, metodológica e tecnológica suficientemente avançada e a existência de um mercado propenso a assimilar de modo imediato os resultados de seus estudos. A necessidade industrial de novas técnicas e compostos químicos contribuiu também como motor do desenvolvimento da química, que em apenas um século estenderia os domínios de sua influência para áreas da ciência e da indústria inimagináveis nos tempos de Lavoisier. Dos estudos do final do século XVIII, relativos aos princípios fundamentais das transformações químicas, derivou diretamente a especialidade conhecida como química geral. Leis básicas para a definição do que fosse a matéria e suas propriedades se sucederam no intervalo de uma década, o que permitiu estabelecer os mecanismos gerais de comportamento dos sistemas gasosos e das soluções. Outras áreas da química geral, como a crioscopia e a termoquímica, alcançaram notável grau de amadurecimento por volta de meados do século. O ritmo de conquistas e teorias explicativas se acelerou consideravelmente a partir da década de 1850. A aplicação da eletricidade à química se consolidou na descoberta e no isolamento de numerosos elementos e compostos, ao mesmo tempo em que se obtinham importantes avanços nos sistemas de classificação das substâncias químicas. Essas conquistas conduziriam à elaboração da tabela periódica dos elementos químicos, agrupados em função da semelhança de suas propriedades. A química orgânica, definida inicialmente como a que tratava das substâncias e transformações ocorridas nos seres vivos, ampliou seu campo de definição quando se demonstrou a existência de uma vasta gama de compostos do carbono, de estrutura e características similares. Teorias sobre a estrutura tetravalente do carbono ou a disposição anular do benzeno facilitaram o rápido progresso dessa disciplina. As primeiras sínteses de compostos orgânicos a partir de processos artificialmente induzidos tiveram importante repercussão sobre a indústria química. Do ponto de vista teórico, a universalização dos postulados sobre a constituição atômica da matéria repercutiu notavelmente sobre as hipóteses da química geral. Os elétrons, partículas subatômicas elementares de carga elétrica negativa, passaram a ser entendidos como os responsáveis pelas reações químicas, consideradas, a partir da adoção dessas teorias, como fenômenos de intercâmbio energético e estrutural. A existência, na natureza e em laboratório, de íons, ou átomos sujeitos a um desequilíbrio eletrônico, explicava também efeitos químico-físicos mal compreendidos até o momento como as dissoluções, a eletrólise e os fenômenos de solvatação. A descoberta das substâncias radioativas e, com os processos de fissão artificial, das séries de elementos transurânicos abriu novos caminhos para a química dos elementos. Além disso, a crescente demanda de combustíveis reativou a indústria do petróleo e seus derivados, que inundaram o mercado de plásticos, borrachas sintéticas etc. Nas últimas décadas, novas formulações sobre diversos fenômenos naturais levaram a conceitos originais sobre a estrutura química da matéria. A visão tridimensional das moléculas (agrupamentos de átomos que caracterizam uma substância), os avanços nos métodos de síntese e análise e o emprego de tecnologias computadorizadas de ampla projeção resumem algumas das conquistas mais importantes das diferentes especialidades da química. Além disso, a progressiva aproximação entre os campos da química, da biologia e da medicina, por meio de uma disciplina mista denominada bioquímica, representa um dos fenômenos de maior interesse da ciência contemporânea, que tende a aglutinar os esforços e os resultados de todas as especialidades do conhecimento que a conformam. Os fatos mais importantes da história da química desde que foram adotados, no fim do século XVIII, métodos de trabalho e pesquisa propriamente científicos, são expostos nos verbetes do quadro nº 2.

QUADRO Nº 2: PERSONALIDADES DA HISTÓRIA DA QUÍMICA

Fundamentos científicos e tecnológicos da química Entendida como um dos grandes ramos em que se subdividem as ciências da natureza, a química apresenta um conjunto de princípios metodológicos e axiomas básicos sobre seus modelos de estudo que são compatíveis com as demais atividades científicas, com as que também mantém estreita relação. A química emprega as definições da física para noções gerais como as de matéria, energia e interação (fenômeno do qual participam a matéria e a energia). Além disso, deve responder a questões mais específicas que se produzem no desenvolvimento de sua atividade, dedicada principalmente aos fenômenos de transformação da matéria a partir da modificação de sua constituição interna ou de suas características estruturais. A química admite os modelos de constituição interna da matéria criados pela física atômica e nuclear, segundo os quais todos os elementos conhecidos da natureza se compõem de três tipos básicos de partículas, denominadas prótons, nêutrons e elétrons. Os dois primeiros se encontram no interior de uma região central do átomo chamada núcleo. O elétron descreve uma órbita ao redor do núcleo, submetido a forças de atração eletromagnética que o impedem de abandonar, em condições normais, o átomo. A disposição e o número dessas partículas determinam a natureza do elemento químico. A quantidade de prótons presentes no núcleo determina o número atômico, que é a característica própria e única de cada elemento químico e coincide, nos átomos completos, com o número de elétrons de seu envoltório. O número de massa, que explica a existência de elementos iguais com diferente comportamento, conhecidos como isótopos, proporciona uma medida da quantidade de prótons e nêutrons contidos no núcleo atômico. Essa estrutura, admitida universalmente pela química atual, é suficiente para explicar a maior parte dos fenômenos que constituem seu objeto de estudo, sem necessidade de recorrer, exceto em algumas de suas disciplinas mais especializadas, às considerações adicionais da mecânica quântica e da física das partículas. A química quântica, exemplo de disciplina mais especializada, se vale das teorias da mecânica sobre estrutura atômica e, a apartir das propriedades dos átomos, estuda as propriedades das moléculas, isto é, dos elementos e dos compostos químicos. A química adquire assim a categoria de ciência predominantemente descritiva, já que não precisa indagar as causas últimas da matéria para criar os modelos científicos de seus sistemas de análise. A aceitação da estrutura atômica como modelo teórico fornece um instrumento de apoio à descrição dos processos químicos. Na verdade, a unidade fundamental da atividade tanto química quanto biológica da matéria é a molécula, agregado de átomos unidos entre si por determinadas condições periféricas ou por ligações que alguns dos elétrons de seus envoltórios compartilham. Os íons, de notável importância na química, são moléculas eletricamente carregadas, em função da perda ou do ganho global de elétrons no momento de sua formação. A natureza das transformações químicas se deve, na grande maioria dos casos, a intercâmbios de elétrons entre os átomos e as moléculas. O estudo das alterações da estrutura nuclear atômica cabe à física das partículas, em sentido amplo. Dessa maneira, a química está voltada fundamentalmente à análise de sistemas clássicos de intercâmbio, nos quais existe uma estrita conservação da massa e da energia em perfeitas condições de isolamento. O método de trabalho da química se inspira nos postulados metodológicos gerais da ciência e, como tal, confere grande importância aos resultados da experimentação. A utilização de métodos matemáticos para os cálculos feitos a partir das observações e a disponibilidade de instrumental de reconhecida qualidade são instrumentos de apoio e de uso quase obrigatório. A eles, deve unir-se uma concepção racional dedutiva das hipóteses, capazes de fabricar modelos teóricos a partir da experiência e de prever, com a ajuda deles, o comportamento futuro dos sistemas sobre os quais se aplicam. O conjunto de postulados teóricos e critérios básicos de trabalho que constituem o fundamento epistemológico da química estão reunidos na relação de verbetes do quadro nº 3.

QUADRO Nº 3: CONCEITOS BÁSICOS DA QUÍMICA

Desde seus primórdios, a química e as várias áreas de conhecimento que a precederam na história se caracterizaram por um espírito eminentemente experimental e prático. Derivado dele, um complexo conjunto de material instrumental constituído de matrazes, retortas, fornos, refrigeradores e outros muitos dispositivos de variados desenhos povoava os laboratórios dos pesquisadores. O panorama atual dos centros de pesquisa química experimentou uma profunda transformação. Embora não totalmente desprezados, os procedimentos manuais de mistura e observação, acompanhados do caderno de notas, foram reforçados por potentes e sofisticados meios de determinação de grandezas e registro de dados. No século XIX já havia uma importante renovação dos equipamentos experimentais. A incorporação de balanças de precisão, sistemas de aplicação de impulsos elétricos para obter eletrólise e técnicas de depuração de erros e determinação exata das condições ambientais melhoraram a confiabilidade dos resultados. Finalmente, a descoberta, na segunda metade do século, das técnicas de espectroscopia -- mediante as quais era possível identificar os elementos em virtude dos traços ópticos e eletromagnéticos que deixavam sobre placas fotográficas ou suportes similares -- dotou os químicos experimentais de um poderoso meio de aplicação para a análise do conteúdo das substâncias. A um progressivo aperfeiçoamento dos procedimentos experimentais, que os tornou cada vez mais exatos, a evolução da química no século XX acrescentou o emprego de novos e importantes procedimentos, como a difração dos raios X, a utilização de detectores eletroquímicos e o emprego de técnicas relacionadas a diversos fenômenos radioativos. Muito provavelmente, porém, a autêntica revolução experimentada no conjunto de métodos de observação e experimentação ocorreu na química do século XX com a generalização do uso dos sistemas de automatização e informática. Esses novos recursos contribuíram notavelmente para reduzir a margem de erro introduzida pela intervenção humana sobre o experimento e para obter muito mais rapidamente o resultado de cálculos numéricos complicados. Os aspectos mais importantes no que se refere à determinação experimental das grandezas químicas e suas propriedades, assim como as principais técnicas matemáticas e instrumentos empregados na química estão nos verbetes do quadro nº 4.

QUADRO Nº 4: EXPERIMENTAÇÃO QUÍMICA

Divisão das áreas da química O espectro das disciplinas científicas que estudam o conjunto de fenômenos da natureza nos quais ocorrem diversos tipos de transformações químicas aumentou consideravelmente a partir da formulação das bases científicas da química do século XIX. Os critérios de divisão das diferentes áreas de trabalho da química atendem a múltiplas razões e perspectivas. Do ponto de vista de sua imediata utilidade, distingue-se normalmente entre química teórica -- voltada preferencialmente para a construção de modelos e sistemas teóricos de caráter explicativo e de previsão do comportamento das espécies químicas -- e aplicada -- relativa aos aspectos eminentemente práticos de suas diversas áreas, que alcançam seu mais alto grau de rendimento na química industrial e no aproveitamento médico e farmacológico dos resultados de suas pesquisas. Dentro da química teórica contemplam-se várias subdivisões estabelecidas em função dos métodos e objetivos de trabalho e da natureza das substâncias que integram seu campo de estudo. Nascida como tal a partir do estabelecimento dos princípios gerais fundamentais da química teórica, a disciplina conhecida como química geral analisa, a partir de um enfoque global, diferentes fenômenos e características naturais que integram ou descrevem os processos de mistura de elementos químicos dos diferentes grupos conhecidos. Aspectos primordiais da formulação das leis da química geral são os mecanismos que regulam as combinações entre diferentes compostos e elementos, expostas desde o início do século XIX num conjunto de enunciados conhecidos sob a denominação genérica de leis ponderais. Esses axiomas, apoiados na experimentação, descrevem as regras básicas de toda reação química quanto a distribuição de massa, volumes e proporcionalidade de relações numéricas entre os componentes elementares de diferentes espécies. A partir da formulação da teoria atômica, a química geral conseguiu interpretar, por meio de pesquisas realizadas em suas diferentes especialidades, os processos gerais de transformação da matéria, diferentes das interações puramente nucleares. A termoquímica se ocupa das trocas de energia ocorridas nas reações químicas, enquanto a química cinética oferece um quadro de interpretações sobre a natureza do equilíbrio entre as espécies químicas e as velocidades e características dinâmicas das reações químicas. A físico-química se ocupa dos aspectos físicos e mensuráveis das substâncias, independentemente do fato de serem elas orgânicas ou inorgânicas, numa área limítrofe entre a física e a química. O conjunto das formulações teóricas e leis científicas provenientes da experimentação fornecidas pela química geral serviu não só para garantir a coerência entre as teorias atômicas e os fenômenos químicos, mas também para reforçar a validade de tais formulações mediante a incorporação de novos argumentos a favor dessa atitude científica. Dois importantes ramos da química que pesquisam os métodos de abordagem dos fenômenos naturais são conhecidos como química analítica e química sintética. A primeira, aplicada ao estudo e ao reconhecimento de todo tipo de espécies químicas, analisa e avalia quantitativamente os componentes elementares de uma amostra real, ou de laboratório, inicialmente desconhecida. A química sintética, ao contrário, reúne um conjunto de técnicas e teorias com a finalidade de fabricar certas substâncias a partir de compostos iniciais diferentes, o que a aproxima do objetivo da química aplicada. Alguns dos campos de estudo mais característicos das especializações da química conhecidas como geral, analítica e sintética estão no quadro nº 5.

QUADRO Nº 5: CAMPOS DE ESTUDO DA QUÍMICA

Entre as questões básicas da química geral, são especialmente importantes os aspectos descritivos utilizados na identificação e determinação qualitativa dos compostos que integram a matéria encontrada no universo. A química descritiva se encarrega assim de estudar as propriedades e as características das distintas famílias conhecidas de elementos e os compostos. Tradicionalmente, essa disciplina da química diferencia dois grandes tipos de substâncias químicas, às quais denomina inorgânicas, ou minerais, e orgânicas. A matéria orgânica se define como aquela em cuja composição entram o elemento carbono e também o elemento hidrogênio, este chamado elemento organizador. A química inorgânica compreende o estudo dos elementos simples, suas combinações fundamentalmente ternárias e binárias e as propriedades que caracterizam cada uma de suas manifestações químicas. O comportamento dos compostos químicos depende, de acordo com a química inorgânica, do caráter metálico ou não-metálico dos elementos que os formam. Do ponto de vista da química eletrônica, um metal se define como o elemento químico que apresenta uma tendência, descrita por determinados coeficientes, de ceder os elétrons de suas órbitas mais externas em trocas com outros elementos. Um ametal se caracteriza pela tendência a receber os elétrons que os elementos metálicos perdem. Além deles, existem elementos de caráter intermediário que adotam comportamento metálico ou não-metálico em função das condições em que se desenvolve a troca. O estudo dos elementos metálicos, importantes também por suas propriedades físicas de boa condução de eletricidade e calor, cabe especialmente a determinadas áreas da indústria, como a metalurgia. Do ponto de vista estritamente químico, os metais estabelecem ligações com outros átomos de natureza semelhante, uniões que se caracterizam pelo compartilhamento, entre todos os átomos que formam o composto, de uma nuvem de elétrons, formada por partículas procedentes de todos eles. A relação metal-ametal se caracteriza pela formação de sais iônicos nos quais o elemento metálico cede facilmente parte de seus elementos externos. A reatividade química dos metais é variável: alcança o máximo valor da escala nos elementos do grupo alcalino, formado pelo lítio, sódio, potássio e rubídio, principalmente. As características gerais e particulares dos metais estão nos verbetes do quadro nº 6.

QUADRO Nº 6: ELEMENTOS METÁLICOS

O estudo dos elementos não-metálicos inclui também os compostos que eles formam, como os ácidos inorgânicos, que são produto da reação da água com um óxido; os hidretos (compostos de ametais com o hidrogênio) e outras substâncias. Os elementos de maior afinidade eletrônica, grandeza que mede a tendência de receber elétrons de outros elementos, são os que pertencem aos grupos dos halogênios e calcogênios, encabeçados respectivamente pelo flúor e pelo oxigênio. Enquadrados à direita na tabela periódica, os elementos ametálicos são os componentes principais dos sais oxigenados, de cuja composição participam como satélites os íons derivados da perda de elétrons por elementos metálicos. A importância do estudo dos elementos ametálicos reside fundamentalmente em compreender a distribuição terrestre de alguns de seus tipos mais representativos, como o oxigênio, o nitrogênio, o carbono e o silício. De difícil catalogação, o hidrogênio é o elemento mais abundante da natureza cósmica. Por sua vez, o grupo dos gases nobres ou inertes, modelos de estabilidade química, completa o conjunto de elementos estudados pela química inorgânica. Os verbetes que detalham as propriedades essenciais da química dos elementos não-metálicos estão no quadro nº 7.

QUADRO Nº 7: ELEMENTOS QUÍMICOS NÃO-METÁLICOS

O quadro geral da química descritiva se completa com o tratamento dos compostos de natureza orgânica. Essa área da ciência, inicialmente restrita à análise da química das substâncias presentes nos organismos vivos, se ampliou para o conjunto de compostos basicamente formados pelo carbono e pelo hidrogênio. Oxigênio, nitrogênio, silício e todos os halogênios também participam com freqüência dos compostos orgânicos, em estruturas complexas e unidas entre si por longas cadeias de ligações químicas. Os hidrocarbonetos, estruturas orgânicas compostas exclusivamente de átomos de carbono e hidrogênio, formam complexas figuras espaciais. Entre suas variedades estão tanto as simples estruturas dos hidrocarbonetos saturados (metano, etano, butano etc.) como as longas e intrincadas cadeias dos componentes dos combustíveis fósseis, como o petróleo e o gás natural. Espécies oxigenadas, como os álcoois e os ácidos orgânicos, se alternam nos estudos de química orgânica com compostos derivados de radicais nitrogenados. Entre eles, as aminas, amidas e os sais de nitrila apresentam interessantes propriedades terapêuticas e industriais. Dentro da química orgânica, adquiriu extraordinária importância ao longo do século XX o estudo das macromoléculas, longas cadeias de átomos com radicais diversos e múltiplas ramificações espaciais que podem ser criadas continuamente a partir da adição de novos ingredientes por métodos da síntese orgânica. O campo de aplicações da química macromolecular, apreciável na indústria de plásticos e resinas sintéticas, transcendeu os limites da ciência dos corpos inanimados para encontrar profundas relações com áreas da biologia e da medicina, estreitamente vinculadas à determinação da origem elementar da vida. O estudo das macromoléculas se aproximou rapidamente do estudo dos aminoácidos, alguns dos quais compõem as substâncias presentes nos elementos mais simples dos seres vivos, que incorporam também o código genético da transmissão hereditária. O ramo da química que estuda as propriedades conjuntas da química elementar e da biologia é denominado bioquímica. Os extraordinários progressos alcançados por essa disciplina durante as últimas décadas do século XX tornaram-na uma das especialidades científicas de maior importância no mundo atual, ao estender as conseqüências de sua atividade a campos tão diversos e fundamentais para o desenvolvimento social, como a medicina, a terapêutica e a indústria. Os tópicos principais da química orgânica e da bioquímica são tratados nos verbetes do quadro nº 8.

QUADRO Nº 8: PESQUISA EM QUÍMICA ORGÂNICA E BIOQUÍMICA

Aplicações da química Os progressos experimentados pela química durante os últimos séculos ampliaram o campo de suas pesquisas e aprofundaram seus trabalhos, a ponto de fazer dessa especialidade científica um campo riquíssimo em aplicações econômicas e relações interdisciplinares. A utilização industrial dos conhecimentos adquiridos pela química se multiplicou espetacularmente durante as últimas décadas do século XX. Aos processos de tratamento das substâncias minerais, empregados pelas técnicas da cerâmica e do vidro desde a antiguidade, somaram-se os procedimentos metalúrgicos ininterruptamente enriquecidos com novas contribuições e, a partir da revolução industrial, com modernas tecnologias de variadas aplicações. Ao progresso da siderurgia, que forçou a incorporação de técnicas avançadas para o tratamento dos metais, sucedeu, no século XX, a revolução dos plásticos. Na atualidade, numerosas indústrias requerem conhecimentos da química especializada para obter máximo rendimento e maior qualidade na aplicação de seus procedimentos de produção. As indústrias de tintas, detergentes, explosivos, sabão, cosméticos e perfumes, entre muitas outras, precisam incorporar a suas equipes de trabalho engenheiros químicos conhecedores das modernas teorias e técnicas. Paralelamente, o tratamento químico dos combustíveis extraídos de jazidas fósseis, em especial o petróleo, é tarefa desempenhada fundamentalmente pelas indústrias petroquímicas, e o processamento de determinadas fases da agroindústria e da indústria alimentícia precisa dos conhecimentos gerais da química descritiva e analítica. No campo da medicina, da biologia e da farmacologia, a contínua criação de instituições químicas especializadas demonstra a grande importância alcançada pela aplicação da bagagem de conhecimentos dessa ciência em seus aspectos estruturais básicos, de previsão e terapêuticos. O atual ritmo de fabricação e descoberta de medicamentos, base de uma próspera atividade industrial, seria impensável fora da órbita dos atuais conhecimentos químicos, cujos resultados se aplicam também à descoberta de novas técnicas para o diagnóstico e a cura de doenças. Além de sua incursão nos terrenos da medicina e da indústria, a química adquire papel cada vez mais relevante na esfera de outras disciplinas científicas. Assim, a determinação da composição química da atmosfera e do subsolo, mediante sofisticados métodos de cromatografia e análise química, encontra lugar de notável importância em diferentes áreas da física, da biologia, da geologia e da astronomia. O conjunto de relações e interpretações mistas entre a química e outros campos da atividade científica, industrial, social e relacionada com outros aspectos do conhecimento está tratado nos verbetes do quadro nº 9.

QUADRO Nº 9: QUÍMICA, INDÚSTRIA E SOCIEDADE

O papel da química na ciência atual, como disciplina encarregada de determinar a estrutura básica da matéria inanimada e viva e suas propriedades, põe essa ciência numa posição de destaque quanto a suas inter-relações e aplicações industriais. Seu objetivo transcende, desse modo, a simples descrição científica, para oferecer soluções para problemas básicos como a transmissão da vida e a confluência dos mundos animado e inanimado, com base em teorias sólidas e na experimentação. As aplicações modernas da química se estendem mesmo ao campo das artes: a fotografia, por exemplo, é um procedimento físico-químico de reprodução de imagens por meio de um sistema óptico e de uma película sensível à luz.