Química é a ciência da matéria. Estuda a estrutura, composição, propriedades, reações e transformações dos materiais.

Concentra-se no estudo dos átomos da sua interação com outros átomos, e, em particular, nas suas ligações.
A química é por vezes chamada a ciência central porque é a ponte de ligação entre a física e as ciências naturais, como geologia e biologia. A química é um ramo da ciência física, mas diferente da física.

Química - O estudo das interações das substâncias químicas e com a energia, baseado nas estruturas dos átomos, moléculas e outros tipos de agregações.

HISTÓRICO BREVE

A história da Química está intrinsecamente ligada ao desenvolvimento do homem, já que abarca todas as transformações de matérias e as teorias correspondentes.

Os primeiros passos

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
Por volta de 400 a.C. o filósofo grego Demócrito sugeriu que a matéria não é contínua, isto é, ela é feita de minúsculas partículas indivisíveis. Essas partículas foram chamadas de átomos (a palavra átomo significa, em grego, indivisível).

Demócrito postulou que todas as variedades de matéria resultam da combinação de átomos de quatro elementos: terra, ar, fogo e água.

Demócrito baseou o seu modelo na intuição e na lógica. No entanto foi rejeitado por um dos maiores lógicos de todos os tempos, o filosofo Aristóteles. Este reviveu e fortaleceu o modelo de matéria contínua, ou seja, a matéria como "um inteiro". Os argumentos de Aristóteles permaneceram até a Renascença.

Todo o modelo não deve ser somente lógico, mas também deve ser consistente com a experiência. No século XVII, experiências demonstraram que o comportamento das substâncias era inconsistente com a ideia de matéria contínua e o modelo de Aristóteles desmoronou.

Em 1808, John Dalton, um professor inglês, propôs a ideia de que as propriedades da matéria podem ser explicadas em termos de comportamento de partículas finitas, unitárias. Dalton acreditou que o átomo seria a partícula elementar, a menor unidade de matéria. Surgiu assim o modelo de Dalton: átomos vistos como esferas minúsculas, rígidas e indestrutíveis. Todos os átomos de um elemento são idênticos.

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.

Leis da química

As reações químicas são governadas por certas leis que trazem conceitos fundamentais em Química. Algumas delas são:

Lei da conservação das massas, que, de acordo com alguns físicos modernos, considera que a energia é conservada, e que massa e energia são relacionadas; um conceito que se torna importante em química e física nuclear.

Lei da conservação da energia que conduz aos importantes conceitos de equilíbrio, termodinâmica, e cinética.

Lei de Proust ou "lei das proporções constantes", embora em muitos sistemas (notadamente macromoléculas bioquímicas e minerais) as variedades possíveis tendem a requerer vastos números, e são freqüentemente representados como frações.

Lei das proporções múltiplas

Lei de Hess

Lei de Beer-Lambert

Lei da difusão de Fick

Lei de Raoult

Lei de Henry

Lei de Boyle (1662, relacionando pressão e volume)

Lei de Charles (1787, relacionando volume e temperatura)

Lei de Gay-Lussac (1809, relacionando pressão e temperatura)

Lei de Avogadro