285_Resumão_ITA_Quimica

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Qumica Prof. Eurico Dias Resumo Final ITA

Conceitos e EquaesI Introduo a Qumica:1 O estudo da qumica envolve trs etapas fundamentais: observao, representao e interpretao. A primeira se refere as medies do mundo macroscpico; a representao implica o uso de smbolos e equaes que facilitam a comunicao; a interpretao est baseada em tomos e molculas, que pertencem ao mundo microscpico. 2 O mtodo cientifico um procedimento sistemtico na investigao; se inicia ao reunir a informao por meio de observaes e medies. No processo se encontram e compreendem hipteses, leis e teorias. 3 Os qumicos estudam a matria e as mudanas que esta experimenta. As substancias que compe a matria possuem propriedades fsicas nicas que se podem observar sem que percam sua identidade; tambm possuem propriedades qumicas nicas que, quando so demonstradas, mudam a identidade das substancias. As misturas, sejam homogneas ou heterogneas, podem se separar em seus componentes por meios fsicos. 4 Os elementos so as substancias qumicas mais simples. Os compostos se formam pela combinao qumica de tomos de diferentes elementos em propores definidas. 5 Em principio, todas as substancias podem existir em 3 estados: slido, liquido e gasoso.

II tomos e molculas:1 A qumica moderna iniciou com a teoria atmica de Dalton, que estabelece que toda a matria composta por partculas pequenas e indivisveis chamadas tomos; que todos os tomos do mesmo elemento so idnticos; que os compostos possuem tomos de diferentes elementos combinados em relao de nmeros inteiros, e que os tomos no se criam nem se destroem durante as reaes qumicas. 2 Os tomos dos elementos que constituem um composto em particular sempre se combinam na mesma proporo em massa (lei das propores definidas). Quando dois elementos se combinam para formar mais de um composto, a massa do elemento que se combina com uma quantidade fixa de massa do outro elemento sempre uma relao de nmeros inteiros pequenos (lei das propores mltiplas) 3 Um tomo est constitudo por um ncleo central muito denso, que contem prtons e nutrons, e por eltrons que se movem ao redor do ncleo a uma distancia relativamente grande. 4 Os prtons esto carregados positivamente, os nutrons no possuem carga e os eltrons esto carregados negativamente. Os prtons e nutrons possuem aproximadamente a mesma massa, que cerca de 1836 vezes maior que a massa de um eltron. 5 O nmero atmico de um elemento o numero de prtons presentes no ncleo de um tomo desse elemento; determina sua identidade. O numero de massa a soma do numero de prtons e de nutrons presentes no ncleo. 6 Os istopos so tomos de um mesmo elemento, com o mesmo numero de prtons, mas diferentes nmeros de nutrons. 7 Nas formulas qumicas se indica os smbolos dos elementos que as formam, utilizando como sub-indices nmeros inteiros para indicar o tipo e numero de tomos contidos na unidade menor de um composto. 8 A frmula molecular indica o numero e tipo especfico de tomos combinados em cada molcula de um composto. A formula emprica mostra a relao mais simples dos tomos que formam uma molcula. 9 Os compostos qumicos podem ser compostos moleculares (em que a unidade menor so molculas individuais discretas) ou bem compostos inicos (nos quais os ons positivos e negativos esto unidos por atrao eletrosttica) Os compostos inicos esto formados por ctions e anions, que se formam quando os tomos perdem ou ganham eltrons, respectivamente. 10 Os nomes de muitos compostos inorgnicos se deduzem a partir de algumas regras simples.

Nome Qumico cido Clordrico cido Ntrico cido Sulfrico Amnia Carbonato de Clcio Carbonato de Potssio Carbonato de Sdio Carbureto de Silcio Carbureto de Tungstnio Cianeto de Hidrognio Cloreto de Amnia Cloreto de Prata Cloreto de Sdio

Nome Comum cido muritico HCl

Frmula HNO3 H2SO4

Exemplo de uso cido forte cido forte Baterias de carro Solvente polar(liquido) Cimento, creme dental Manufatura de vidro e sabo Manufatura de vidro e sabo Abrasivo Abrasivos Veneno Pilha seca Fotografia Sal de Cozinha

Amonaco

NH3 CaCO3

Potassa Soda Carborundum Cianureto Sal Amonaco Sal

K2CO3 Na2CO3.10H2O SiC WC HCN NH4Cl AgCl NaCl

Colgio ApogeuDixido de Carbono Dixido de Nitrognio Fosfato de Amnia Hidrogenocarbonato de sdio Hidrxido de Clcio Hidrxido de Magnsio Hidrxido de Potssio Hidrxido de Sdio Hipoclorito de Sdio Monxido de Carbono Monxido de Nitrognio Nitrato de Amnia Nitrato de Potssio Nitrato de Sdio xido de Alumnio xido de Clcio xido de Chumbo II xido de Dinitrognio xido de Enxofre IV xido de Hidrognio xido de Mangans IV xido de Silcio IV xido de Titnio IV xido de Zinco Permanganato de Potssio Perxido de Hidrognio Sulfato de Alumnio Sulfato de Amnia Sulfato de Brio Sulfato de Clcio Sulfato de Cobre II Sulfato de Magnsio Sulfato de Potssioalumnio Sulfato de Sdio Sulfeto de Hidrognio Tetraborato dossdico Tiossulfato de Sdio III Estequiometria: Sal amargo Almen Sal de Glauber cido sulfdrico Brax Fixador gua oxigenada Salitre Salitre do Chile Alumina Cal, cal viva Litargirio Gs hilariante Dixido de enxofre gua Dixido de mangans Slica Dixido de titnio xido Ntrico Potassa Custica Soda Custica Bicarbonato de Sdio Cal extinta Gs carbnico


CO2 NO2 (NH4)2HPO4 NaHCO3 Ca(OH)2 Mg(OH)2 KOH NaOH NaOCl CO NO NH4NO3 KNO3 NaNO3 Al2O3 CaO PbO N2O SO2 H2O MgO2 SiO2 TiO2 ZnO KMnO4 H2O2 Al2(SO4)3 (NH4)2SO4 BaSO4 CaSO4 CuSO4 MgSO4

Extintores de incndio Obteno do cido ntrico Fertilizante P para bolos Argamassa, estuque Medicina (anticido) Manufatura de sabo Manufatura de Sabo Branqueador Agente redutor Obteno do cido ntrico Explosivos, fertilizantes Explosivos Fertilizante Abrasivo Manufatura de vidro Manufatura de vidro Anestsico Conservante Solvente Pilha seca Manufatura de vidro Pigmento branco Pigmento branco, cosmticos Desinfetante Desinfetante branqueador Purificao da gua Fertilizante Chapas de raio X Estuque de Paris Fungicida Medicina (laxante)

KAl(SO4)2.12H2O Corrosivo Na2SO4.10H2O H2S Na2S2O3 Detergentes, pigmentos Anlise qumica Fotografia

Na2B4O7.10H2O Esmalte, vidro

1 As massas atmicas se medem em unidades de massa atmica (u), uma unidade relativa que se baseia em um valor de 1/12 da massa do istopo carbono-12. A massa atmica dada para os tomos de um elemento particular, em geral, a media ponderada da massa dos istopos naturais desse elemento, considerando como pesos a distribuio encontrada na natureza. A massa molecular de uma molcula a soma das massas atmicas dos tomos que a constituem. Tanto a massa atmica como a massa molecular pode ser determinada com preciso no espectrmetro de massas.

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2 Um mol o nmero de Avogadro (6,022 x 10 ) de tomos, molculas ou outras partculas. A massa molar (em gramas) de um elemento ou de um composto numericamente igual a sua massa em unidades de massa atmica (u) e contm o numero de Avogadro de tomos, de molculas ou de unidades de formulas simples (no caso de compostos inicos). O qumico alemo Loschmidt foi o primeiro cientista a determinar o nmero de molculas em uma determinada massa de substncia. Em 1865 ele determinou que 1 cm de qualquer gs a 0 e 1 atm de presso encerra molculas. Este nmero denominado de Nmero de Loschmidt. Usando essa mesma teoria ele estimou o nmero de molculas em um mol de substncia gasosa (Avogadro nunca tentou medir a constante) que posteriormente (1909) foi batizada de Constante de Avogadro pelo Nobel de Fsica Jean Perrin. 3 A composio porcentual em massa de um composto a porcentagem em massa de cada elemento presente. Se se conhece a composio porcentual em massa de um composto, possvel deduzir sua formula emprica, e sua formula molecular, se for conhecida sua massa molar aproximada. 4 As transformaes qumicas, chamadas reaes qumicas, so representadas por meio de equaes qumicas. As substancias que sofrem uma mudana, os reagentes, se escrevem do lado direito e as substancias que se formam, os produtos, aparecem do lado direito da seta. As equaes qumicas devem estar balanceadas, de acordo com a lei da conversao da massa. O numero de tomos de cada tipo de elemento nos reagentes e produtos deve ser o mesmo. ( e a carga tambm, se a reao for redox). 5 A estequiometria o estudo quantitativo dos produtos e reagentes em uma reao qumica. Os clculos estequiomtricos se realizam de maneira que expressem tanto as quantidades conhecidas como as desconhecidas, em termo de moles e depois, se necessrio, se convertem em outras unidades. Um reagente limitante o reagente que est presente em menor quantidade estequiomtrica; limita a quantidade de produto que se pode formar. A quantidade de produto que se obtem um uma reao (rendimento real) pode ser menor que a mxima quantidade possvel (rendimento teorico). A relao dos dois se expressa como porcentagem de rendimento.3

IV Reaes em solues aquosas:1 As dissolues aquosas conduzem a eletricidade se os solutos so eletrlitos. Caso contrario, no conduzem. 2 As trs categorias principais de reaes qumicas que acontecem em soluo aquosa so as reaes de precipitao, as reaes cido-base e as reaes de oxidao reduo. 3 A partir de regras gerais de solubilidade de compostos inicos pode se prever se ocorrer formao de precipitado em uma reao.

4 Os cidos de Arrhenius se ionizam em gua para formar ons H+; as bases de Arrhenius se ionizam em gua para formar ons OH-. Os cidos de Bronsted doam prtons, as bases de Bronsted aceitam prtons. 5 A reao entre um cido e uma base se denomina neutralizao. 6 Nas reaes redox, a oxidao e a reduo sempre ocorrem de forma simultnea. A oxidao de caracteriza pela perda de eltrons, a reduo pelo ganho de eltrons. 7 Os nmero de oxidao facilitam a compreenso da distribuio de cargas em uma reao e so atribudos a todos os tomos presentes em um composto ou ons de acordo com regras especificas. 8 Muitas reaes podem ser classificadas em sub-tipos: de combinao (adio), de decomposio, de deslocamento (simples ou dupla troca) ou de dismutao (reao na qual dois compostos idnticos reagem entre si gerando produtos diferentes). 9 A concentrao de uma dissoluo a quantidade de soluto presente em uma quantidade dada de soluo. A molaridade expressa a concentrao como o mero de moles de soluto em 1L de soluo. 10 Quando se adiciona solvente a uma soluo, processo conhecido como diluio, diminui a concentrao (molaridade) da soluo sem que se mude o nmero total de moles de soluto presente na soluo. 11 A anlise gravimtrica uma tcnica que utiliza a medio de massa para determinar a identidade de um composto e/ou a concentrao de uma soluo. Os experimentos gravimtricos com freqncia implicam reaes de precipitao.

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12 Em uma titulao cido-base, adiciona-se gradualmente uma dissoluo de concentrao conhecida (por exemplo, uma base) a uma dissoluo de concentrao desconhecida (por exemplo, um cido) com o objetivo de determinar a concentrao que no se conhece. O ponto em que a neutralizao tenha se completado se denomina ponto de equivalncia. 13 A titulao de oxidao-reduo semelhante a titulao cido-base. O ponto em que se completa a reao redox se denomina ponto de equivalncia.

V Gases:1 A 25C e 1 atm, vrios elementos e compostos moleculares existem na forma de gases. Os compostos inicos so slidos em condies ambientes.

2 Os gases exercem presso porque suas molculas se movem livremente e se chocam contra qualquer superfcies com que tenham contato. As unidades de presso dos gases incluem milmetros de mercrios (mmHg), torr, pascal e atm. Um atm igual a 760 mmHg, ou 760 torr. 3 As relaes de presso e volume dos gases ideais esto governadas pela lei de Boyle: o volume inversamente proporcional a presso (a T e n constantes). 4 As relaes de temperatura-volume dos gases ideais se descrevem pela lei de Charles e Gay-Lussac: o volume diretamente proporcional a temperatura (a P e n constantes). 5 O zero absoluto (-273,25 C) a menor temperatura teoricamente possvel. A escala de temperatura Kelvin toma como 0 K o zero absoluto. Em todos os clculos das leis dos gases, a temperatura deve ser expressa em kelvins. 6 As relaes de quantidade e volume dos gases ideais se descrevem pela lei de Avogadro: volumes iguais de gases contm o mesmo nmero de molculas (na mesma T e P). 7 A equao de gs ideal, PV = nRT, combina as leis de Boyle, Charles e Avogadro. Esta equao descreve o comportamento do gs ideal. 8 A lei de Dalton das presses parciais estabelece que, em uma mistura de gases, cada gs exerce igual presso como se estivesse s e ocupasse o mesmo volume. 9 A teoria cintica molecular, uma forma matemtica de descrever o comportamento das molculas dos gases, se baseia nas seguintes suposies: as molculas dos gases esto separadas por distncias maiores que suas prprias dimenses, possuem massa mas seu volume desprezvel, esto em constante movimento e com freqncia se chocam entre si. As molculas no se atraem nem se repelem. 10 A curva de distribuio de velocidades de Maxwell indica quantas molculas de um gs se movem em distintas velocidades em uma dada temperatura. Quando a temperatura se eleva, maior nmero de molculas se movem em grande velocidade.

A raiz da velocidade mdia quadrtica de um gs (que pode ser interpretada como uma velocidade molecular mdia) calculada da seguinte forma:

11 - Livre percurso mdio (caminho livre mdio): distncia que, em mdia, uma molcula vai percorrer entre duas colises sucessivas. menor quanto maior for o dimetro da molcula do gs, e maior for sua densidade. 12 A difuso dos gases demonstra o movimento molecular aleatrio.

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13 A equao de van der Waals uma modificao da equao do gs ideal que leva em conta o comportamento no ideal dos gases reais. Faz correes considerando que as molculas de um gs real exercem foras entre sim e que possuem volume. As constantes de van der Waals so determinadas experimentalmente para cada gs.

VI Termoqumica: Energia e Entalpia.1 Energia a capacidade de realizar um trabalho. Existem muitas formas de energia e se convertem entre si. A lei da conversao de energia estabelece que constante a quantidade total de energia do universo. 2 Um processo que libera calor no meio exotrmico; um processo que absorve calor do meio endotrmico. 3 A mudana de entalpia (H, geralmente expresso em kJ) uma medida do calor de reao (ou de qualquer outro processo) sob presso constante. 4 Os calormetros sob volume e presso constantes so utilizados para medir as variaes de energia que ocorrem nos processos fsicos e qumicos. 5 A lei de Hess estabelece que a variao total de entalpia em uma reao igual a soma das mudanas de entalpia das etapas individuais que conduzem reao total. 6 A entalpia padro de uma reao se calcula a partir das entalpias padro de formao dos reagentes e produtos. 7 O calor de dissoluo de um composto inico em gua a soma da energia reticular do composto e do calor de hidratao. A magnitude relativa destas duas quantidades determina se o processo de dissoluo endotrmico ou exotrmico. O calor de diluio o calor absorvido ou liberado quando se dilui uma soluo.

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8 O estado de um sistema se define por algumas propriedades, como composio, volume, temperatura e presso. Estas propriedades so chamadas funes de estado. 9 A variao de uma funo de estado para um sistema depende s do estado inicial e final do sistema e no do caminho pelo qual ocorreu o processo. A energia interna uma funo de estado; o trabalho e o calor no so funes de estado. 10 A energia pode se converter de uma forma em outra, mas no pode ser criada nem destruda (primeira lei da termodinmica). A qumica se interessa principalmente na energia trmica, eltrica e mecnica, que em geral esto relacionadas com trabalho presso-volume. 11 A entalpia uma funo de estado. Uma variao na entalpia H igual a E + PV, para um processo sob presso constante.

VII Teoria Quntica e Estrutura Eletrnica:1 A teoria quntica desenvolvida por Planck explica plenamente a emisso de radiao pelos slidos aquecidos. A teoria quntica estabelece que os tomos e molculas emitem energia radiante em quantidades discretas (quanta) e no em forma contnua. Este comportamento est governado pela relao E = h.f, onde E a energia da radiao, h a constante de Planck e f a freqncia da radiao. A energia se emite sempre em mltiplos inteiros de hf (1.h.f, 2.hf., 3 hf, ...). 2 Com a teoria quntica, Einstein resolveu outro mistrio da fsica: o efeito fotoeltrico. Einstein props que a luz se comporta como uma corrente de partculas (ftons). 3 O espectro de linhas do hidrognio, que era um mistrio para os fsicos do sculo XIX, tambm era explicado com a teoria quntica. O modelo que Bohr desenvolveu para o tomo de hidrognio fazia a suposio que a energia de seu nico eltron era quantizada, assim, era limitada a certos valores definidos de energia por um inteiro, o numero quntico principal. 4 O estado de energia mais estvel de um eltron o estado fundamental. Se diz que um eltron que se encontra em um nvel de energia superior ao de seu estado mais estvel est em um estado excitado. No modelo de Bohr, um eltron emite um fton quando passa de um estado de maior energia (um estado excitado) a outro de menor energia (o estado fundamental ou outro estado menos excitado). A liberao de quantidades especficas de energia na forma de ftons explica as linhas do espectro de emisso do hidrognio. 5 De Broglie ampliou a descrio de Einstein do comportamento onda-partcula da luz a toda matria em movimento. A longitude da onda de uma partcula em movimento, de massa m e velocidade u, se expressa com a equao = h/m.u elaborada por De Broglie. 6 A equao de Schrodinger descreve os movimentos e energias de partculas subatmicas. Esta equao revolucionou a mecnica quntica e iniciou uma nova era para a fsica. 7 A equao de Schrodinger expressa os possveis estados de energia do eltron de um tomo de hidrognio e a probabilidade de localiz-lo em certa regio ao redor do ncleo. Estes resultados so aplicveis com uma exatido razovel aos tomos polieletrnicos. 8 Um orbital atmico uma funo () que define a distribuio de densidade eletrnica () no espao. Os orbitais se representam com diagramas de densidade eletrnica ou diagramas de contorno de superfcie. 9 Cada eltron presente no tomo se define por quatro numero qunticos: o numero quntico principal n, que identifica a camada ou nvel de energia principal do orbital, o nmero quntico do momento angular l , que determina a forma do orbital; o nmero quntico magntico ml , que especifica a orientao do orbital no espao; e o nmero quntico de spin eletrnico s, que indica a direo do spin do eltron em seu prprio eixo. 10 O orbital individual s de cada nvel de energia esfrico e est centrado ao redor do ncleo. Cada um dos trs orbitais p presentes no nvel n = 2 e superiores possuem dois lbulos; os pares de lbulos formam ngulos retos entre si. A partir de n = 3, h cinco orbitais d, de formas e orientaes complexas. 11 A energia do eltron do tomo de hidrognio est determinada apenas pelo seu nmero quntico principal. Nos tomos polieletrnicos, o nmero quntico principal e o secundrio determinam a energia de um eltron. 12 Dois eltrons de um mesmo tomo no podem ter os mesmos quatro nmeros qunticos (princpio de excluso de Pauli). 13 A distribuio eletrnica mais estvel em um subnvel a que tem o maior nmero de spins paralelos (regra de Hund). Os tomos que tem um ou mais spins desemparelhados so paramagnticos. Os tomos que possuem todos os eltrons emparelhados so diamagnticos. 14 O princpio de Aufbau (princpio de construo) o guia para a determinao correta das configuraes eletrnicas dos elementos. o preenchimento dos orbitais de um tomo levando em conta o princpio de Pauli e a regra de Hund, onde cada

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eltron distribudo assume condies energticas mais estveis em relao ao ncleo e aos eltrons anteriormente distribudos. Excees clssicas: cobre e cromo.

VIII Tabela Peridica:1 Os qumicos do sculo XIX desenvolveram a tabela peridica organizando os elementos em ordem crescente de suas massas atmicas. Foram resolvidas algumas discrepncias das primeiras verses da tabela peridica organizando os elementos em ordem crescente de seus nmeros atmicos. 2 A configurao eletrnica determina as propriedades dos elementos. A tabela peridica moderna classifica os elementos de acordo com seus nmeros atmicos e tambm segundo sua configurao eletrnica. A configurao dos eltrons de valncia afeta de maneira direta as propriedades dos tomos dos elementos representativos. 3 Existem algumas propriedades fsicas cujos valores s aumentam ou s diminuem com o nmero atmico e que so chamadas de Propriedades Aperidicas. Dentre elas podemos citar a massa atmica (sempre aumenta com o aumento do nmero atmico) e o calor especfico (sempre diminui com o aumento do nmero atmico). 4 As variaes peridicas de propriedades fsicas dos elementos so um reflexo da diferena na estrutura atmica. O carter metlico dos elementos diminui ao longo de um perodo, inicia com os metais, continua com os metalides e termina com os ametais, alm de aumentar acima abaixo dentro de um grupo especfico de elementos representativos. 5 O raio atmico varia periodicamente com a posio dos elementos na tabela peridica. Diminui da esquerda a direita e aumenta de cima para baixo. 6 A energia de ionizao uma medida da tendncia de um tomo neutro evitar a perda de um eltron. Quanto maior a energia de ionizao, maior a fora de atrao do ncleo sobre o eltron. A afinidade eletrnica uma medida da tendncia de um tomo neutro ganhar um eltron. Quanto mais positivo o valor da afinidade eletrnica, maior a tendncia do tomo ganhar um eltron. Em geral, os metais possuem baixa energia de ionizao e os ametais, alta afinidade eletrnica. 7 Os gases nobres so muitos estveis devido aos seus subnveis externos ns e np estarem completamente preenchidos. Os metais dos elementos representativos (1A, 2A e 3A) tendem a perder eltrons at que seus ctions se tornem isoeletrnicos do gs nobre que os precede na tabela peridica. Os no metais dos grupos 5A, 6A e 7A tendem a aceitar eltrons at que seus nions se tornem isoeletrnicos do gs nobre que os sucede na tabela peridica.

IX Ligao Qumica 01 (conceitos bsicos):1 Os smbolos de pontos nas frmulas de Lewis representam o nmero de eltrons de valncia que possuem um tomo de um elemento dado. Estes smbolos se usam principalmente para os elementos representativos. 2 Os elementos que tendem a formar compostos inicos possuem valores baixos de energias de ionizao (como os metais alcalinos e alcalino-terrosos, que formam ctions) ou afinidades eletrnicas elevadas (como os halognios e o oxignio, que formam nions). 3 Uma ligao qumica o produto das foras eletrostticas de atrao entre ons positivos e negativos. Um composto inico formado por uma grande rede de ons onde esto balanceadas as cargas negativas e as positivas. Na estrutura de um composto inico slido mxima a fora de atrao total dos ons. 4 A energia reticular uma medida da estabilidade do slido inico. calculada por meio do ciclo de Born-Haber, que se baseia na lei de Hess. 5 Em uma ligao covalente, dois tomos compartilham dois eltrons (um par). Nas ligaes covalentes mltiplas, dois tomos compartilham dois ou trs pares de eltrons. Alguns tomos unidos por ligaes covalentes tambm possuem pares livres, ou seja, pares de eltrons de valncia que no participam nas ligaes. A distribuio dos eltrons ligantes e os pares livres ao redor dos tomos representada por meio da estrutura de Lewis. 6 A regra do octeto prediz que os tomos formam ligaes covalentes suficientes para rodear-se de oito eletros cada um. Existem excees para a regra do octeto, em particular para os compostos covalentes de berlio, para os elementos do grupo 3A e para os elementos do terceiro perodo e subseqentes da tabela peridica. 7 A eletronegatividade uma medida da capacidade de um tomo de atrair eltrons em uma ligao qumica. 8 Para algumas molculas ou ons poliatmicos existem duas ou mais estruturas de Lewis com a mesma estrutura bsica que satisfaz a regra do octeto e so quimicamente aceitveis. O conjunto de todas essas estruturas de ressonncia representam com mais exatido a molcula ou on que somente uma estrutura de Lewis.

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9 A fora de uma ligao covalente se mede em funo de sua energia de ligao. A entalpia das reaes se calcula com as energias de ligao.

X Ligao Qumica 02 (Hibridao e Geometria Molecular):1 O Modelo de RPECV (Repulso dos Pares de Eltrons da Camada de Valncia) que prev a geometria molecular se baseia na suposio de que os pares de eltrons da camada de valncia se repelem e tendem a permanecerem o mais separado possvel. 2 De acordo com o modelo de RPECV, a geometria molecular pode ser prevista a partir do nmero de pares de eltrons ligantes e no-ligantes. Os pares livres repelem os outros pares com mais fora dos que os pares ligantes, o que provoca uma distoro dos ngulos de ligao do que seria a geometria ideal. 3 O momento dipolar uma medida da separao da carga em molculas que contm tomos de diferentes eletronegatividades. O momento dipolar de uma molcula a resultante de todos os momentos das ligaes presentes nela. A partir das medies do momento dipolar se obtm informao sobre a geometria molecular. 4 Existem duas explicaes da mecnica quntica para a formao da ligao covalente: a teoria da ligao de valncia e do orbital molecular. Na teoria da ligao de valncia se formam orbitais hbridos mediante a combinao e rearrranjo dos orbitais de um mesmo tomo. Todos os orbitais hbridos possuem a mesma energia e densidade eletrnica, e o nmero de orbitais hbridos igual ao nmero de orbitais atmicos puros que se combinam. 5 A expanso da camada de valncia se pode explicar supondo a hibridao dos orbitais s, p e d. 2 6 Na hibridao sp, os dois orbitais hbridos esto sobre uma linha reta; na hibridao sp , os trs orbitais hbridos esto 3 dirigidos para os vrtices de um tringulo; na hibridao sp , os quatro orbitais hbridos esto apontando par os vrtices de um 3 3 2 tetraedro; na hibridao sp d, os cinco orbitais hbridos se dirigem aos vrtices de uma bipirmide trigonal; na hibridao sp d , os seis orbitais hbridos apontam os vrtices de um octaedro. 2 7 Em um tomo com hibridao sp (por exemplo, o carbono), o orbital p que no participou da hibridao pode formar uma ligao pi com outro orbital p. Uma ligao dupla carbono-carbono formada por uma ligao sigma e uma ligao pi. Em um tomo de carbono com hibridao sp, os dois orbitais p que no participam da hibridao podem formar duas ligaes pi, com dois orbitais p de outro tomo (ou de outros tomos). Uma ligao tripla C C formada por uma ligao sigma e duas ligaes pi. 8 A teoria do orbital molecular descreve as ligaes em termos da combinao e rearranjo dos orbitais atmicos para formar orbitais moleculares que se associam com a molcula como um todo. 9 Os orbitais moleculares ligantes aumentam a densidade eletrnica entre os ncleos e possuem menor energia que os orbitais atmicos individuais. Os orbitais moleculares antiligantes apresentam uma regio de densidade eletrnica zero entre os ncleos e possuem um nvel de energia maior que os orbitais atmicos individuais. 10 O nmero de orbitais moleculares sempre igual ao nmero de orbitais atmicos que se combinam. O princpio de excluso de Pauli e a regra de Hund regem o preenchimento dos orbitais moleculares. 11 As molculas so estveis se o nmero de eltrons nos orbitais moleculares ligantes maior que o nmero de eltrons nos orbitais moleculares antiligantes. 12 Os orbitais moleculares deslocalizados, nos quais os eltrons possuem liberdade para se moverem ao redor de uma molcula ou grupo de tomos, so formados por eltrons de orbitais p de tomos adjacentes. Os orbitais moleculares deslocalizados proporcionam uma alternativa s estruturas ressonantes para explicar as propriedades moleculares observadas.

XI Foras intermoleculares / Lquidos e Slidos:1 Todas as substncias existem em um dos trs estados: gasoso, lquido ou slido. A principal diferena entre o estado condensado e o gasoso a distncia que separa as molculas. 2 As foras intermoleculares atuam entre as molculas ou entre molculas e ons. Estas foras de atrao quase sempre so muito mais dbeis que as foras de ligao. 3 As foras dipolo-dipolo e as foras on-dipolo atraem molculas com momentos dipolares at outras molculas polares ou ons. 4 As foras de disperso se devem aos momentos dipolares temporrios induzidos em molculas apolares. O grau de polarizao de uma molcula uma medida da facilidade para induzir um momento dipolar. Com o termo foras de van der Waals se faz referncia ao efeito total das interaes dipolo-dipolo, dipolo-dipolo induzido e foras de disperso. 5 A ponte de hidrognio uma interao dipolo-dipolo relativamente forte entre uma ligao polar que contm um tomo de hidrognio e um tomo eletronegativo de O, N ou F. As pontes de hidrognio so muito fortes, em especial entre as molculas de gua.

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6 Os lquidos tendem a adotar uma geometria que minimize sua rea superficial. A tenso superficial a energia necessria para expandir a rea superficial de um lquido; as foras intermoleculares maiores conduzem a uma maior tenso superficial. 7 A viscosidade uma medida da resistncia de um lquido a fluir; esta propriedade diminui com o aumento de temperatura. 8 As molculas de gua no estado slido formam uma rede tridimensional em que cada tomos de oxignio est unido por ligaes covalentes a dois tomos de hidrognio, assim como a outros dois tomos de hidrognio por ligaes ou pontes de hidrognio. Esta estrutura nica explica porque o gelo menos denso que a gua lquida, propriedade que permite a sobrevivncia dos seres vivos abaixo do gelo em tanques e lagos sob climas frios. 9 A gua tambm uma substncia muito importante do ponto de vista ecolgico graas a seu alto calor especfico, outra propriedade devida s fortes pontes de hidrognio. Os grandes depsitos de gua possuem a capacidade de moderar o clima do planeta ao absorver e gerar quantidades substanciais de claro com apenas pequenas mudanas em sua temperatura. 10 Todos os slidos so cristalinos (com uma estrutura regular de tomos, ons ou molculas) ou amorfos (sem uma estrutura regular). O vidro um exemplo de slido amorfo. 11 A unidade estrutural bsica de um slido cristalino a clula unitria, a qual se repete para formar um retculo cristalino tridimensional. A difrao de raios-X fornece informao suficiente para se conhecer as estruturas dos cristais. 12 Os quatro tipos de cristais e das foras que mantm unidas suas partculas so: cristais inicos, unidos por ligaes inicas; cristais covalentes unidos por ligaes covalentes; cristais moleculares, unidos por foras de van der Waals e/ou pontes de hidrognio, e cristais metlicos, unidos por ligaes metlicas. 13 Um lquido contido em um recipiente fechado estabelece um equilbrio dinmico entre a evaporao e a condensao. Nestas condies a presso de vapor sobre o lquido a presso de vapor de equilbrio, conhecida simplesmente como presso de vapor. 14 No ponto de ebulio, a presso de vapor de um lquido igual a presso externa. O calor molar de vaporizao de um lquido, isto , a energia necessria para evaporar um mol de lquido, pode ser determinado ao se medir a presso de vapor de um lquido em funo da temperatura e com a equao de Clausius-Clapeyron. O calor molar de fuso de um slido a energia necessria para fundir um mol de slido. 15 Para cada substncia h uma temperatura, denominada temperatura crtica, acima da qual no possvel liquefazer sua fase gasosa. 16 As relaes entre as fases de uma s substncia se representam por meio de um diagrama de fases, onde cada regio representa uma fase pura e os limites das regies mostram as temperaturas e presses nas quais duas fases esto em equilbrio. No ponto triplo, as trs fases esto em equilbrio.

GUA

CO2

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XII Propriedades fsicas das dissolues:1 As solues so misturas homogneas de duas ou mais substancias, que podem ser slidas, lquidas ou gasosas. 2 A facilidade de dissoluo de um soluto em um solvente depende das foras intermoleculares. A energia e desordem que resulta quando se misturam as molculas do soluto e solvente para formar uma soluo so as foras que impulsionam o processo de dissoluo. 3 A concentrao de uma soluo pode ser expressa em porcentagem em massa, frao molar, molaridade e molalidade. A escolha da unidade de concentrao depender das circunstncias. 4 Em geral, o aumento de temperatura aumenta a solubilidade de substancias slidas e liquidas e diminui a solubilidade dos gases em gua. 5 De acordo com a lei de Henry, a solubilidade de um gs em um lquido diretamente proporcional a presso parcial do gs sobre a soluo. 6 A lei de Raoult estabelece que a presso parcial de uma substancia A sobre uma soluo igual a frao molar de A (X A) multiplicada pela presso parcial de A pura (PA). Uma soluo ideal obedece a lei de Raoult em qualquer intervalo de concentraes. Na prtica, poucas solues apresentam comportamento ideal. 7 A diminuio da presso de vapor, a elevao do ponto de ebulio, a diminuio do ponto de congelamento e a presso osmtica so propriedades coligativas das solues, ou seja, dependem somente do nmero de partculas de soluto que esto presentes e no de sua natureza. 8 Nas dissolues de eletrlitos, as interaes entre os ons conduzem formao de pares inicos. O fator de vant Hoff proporciona uma medida do grau de dissociao dos eletrlitos em soluo. 6 9 Um colide uma disperso de partculas (aproximadamente de 10 pm a 10 pm) de uma susbtncia em outra. Um colide se diferencia de uma soluo tambm pelo efeito Tyndall, que a disperso da luz visvel pelas partculas coloidais. Os colides em gua se classificam como colides hidroflicos e colides hidrofbicos.

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XIII Cintica Qumica: 1 A velocidade de uma reao qumica se manifesta na variao de concentrao dos reagentes ou produtos com relao ao tempo. A velocidade no constante, e varia continuamente medida que muda a concentrao. 2 A lei de velocidade uma expresso que relaciona a velocidade de uma reao com a constante de velocidade e as concentraes dos reagentes, elevadas s potncias apropriadas. A constante de velocidade k para uma determinada reao varia somente com a temperatura (ou adio de catalisador). 3 A ordem de uma reao em relao a um determinado reagente o expoente a qual est elevada a concentrao do dito reagente na lei de velocidade. A ordem global de uma reao a soma dos expoentes em que esto elevadas as concentraes dos reagentes na lei de velocidade. A lei de velocidade e a ordem de reao no podem ser determinadas a partir da estequiometria da equao global da reao: devem ser determinadas experimentalmente. Para uma reao de ordem zero, a velocidade de reao igual a constante de velocidade. 4 A meia vida de uma reao (o tempo que se leva para que a concentrao de um reagente diminua metade) pode ser utilizada para se determinar a constante de velocidade de uma reao de primeira ordem. 5 De acordo com a teoria das colises, uma reao ocorre quando as molculas se chocam com energia suficiente, denominada energia de ativao, e orientao adequada, para assim romper as ligaes e iniciar a reao. A constante de velocidade e a energia de ativao se relacionam por meio da equao de Arrhenius. 6 A equao global balanceada para uma reao deve ser a soma de uma srie de reaes simples, chamada de etapas elementares. A srie completa de etapas elementares para uma reao o mecanismo de reao. 7 Se uma etapa de um mecanismo de reao muito mais lenta que o restante, a etapa determinante da velocidade. 8 Em geral, um catalisador acelera uma reao ao diminuir o valor de Ea. Um catalisador pode ser recuperado sem variao ao final de uma reao. 9 Na catlise heterognea, que de grande importncia industrial, o catalisador um slido e os reagentes so gases ou lquidos. Na catlise homognea, o catalisador e os reagentes esto na mesma fase. As enzimas so os catalisadores dos sistemas vivos.

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XIX Equilbrio Qumico: 1 O equilbrio dinmico entre fases se denomina equilbrio fsico. O equilbrio qumico um processo reversvel em que as velocidades das reaes direta e inversa so iguais, e as concentraes dos reagentes e produtos no variam com o tempo. 2 Para a reao qumica geral aA + bB cC + dD, as concentraes de reagentes e produtos no equilbrio se relacionam por meio da expresso da constante de equilbrio. 3 A constante de equilbrio para os gases, Kp, expressa a relao das presses parciais de equilbrio (em atm). 4 Um processo de equilbrio qumico homogneo quando todos os reagentes e produtos esto na mesma fase. As concentraes dos slidos puros, lquidos puros e solventes so constantes e no aparecem na expresso da constante de equilbrio de uma reao. 5 Se uma reao pode ser expressa como a soma de duas ou mais reaes, a constante de equilbrio da reao global dada pelo produto das constantes de equilbrio das reaes individuais. 6 O valor de K depende da forma em que est balanceada a equao qumica, e a constante de equilbrio para a reao inversa de uma reao em particular o inverso da constante de equilbrio da reao correspondente. 7 A constante de equilbrio a relao entre as constantes de velocidades das reaes direta e inversa. 8 O quociente reacional Q tem a mesma forma que a constante de equilbrio, mas se aplica a uma reao que pode no estar em equilbrio. Se Q > K, a reao ocorrer da direita para esquerda para que se alcance o equilbrio. Se Q < K, a reao ocorrer da esquerda para direita, at que Q = K. 9 O principio de Le Chatelier estabelece que se se aplica uma tenso externa a um sistema em equilbrio qumico, o sistema se ajustar para compensar e eliminar tal tenso. 10 S a mudana de temperatura modifica o valor da constante de equilbrio de uma reao em particular. As mudanas de concentraes, presso ou volume podem alterar as concentraes de equilbrio de reagentes e produtos. A adio de um catalisador acelera o momento em que se alcana o equilbrio mas no modifica as concentraes de reagentes e produtos em equilbrio.

XV cidos e Bases: 1 A acidez de um soluo aquosa se expressa como seu pH, que de define como o logaritmo negativo da concentrao de ons hidrognio (em mol/L) 2 A 25C, uma soluo cida possui pH < 7, uma soluo bsica possui pH > 7, e uma soluo neutra possui pH = 7. 3 Os seguintes cidos se classificam como cidos fortes em soluo aquosa: HClO4, HI, HBr, HCl, H2SO4 (primeira etapa de ionizao) e HNO3. As bases fortes em soluo aquosa incluem os hidrxidos de metais alcalinos e alcalino-terrosos (exceto o berlio). 4 A constante de ionizao cida Ka aumenta quanto maior for a fora do cido. De forma semelhante, Kb expressa a fora das bases. 5 A porcentagem (grau) de ionizao outra forma de medir a fora dos cidos. Quanto mais diluda uma soluo de um cido fraco, maior ser sua porcentagem de ionizao.

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6 O produto da constante de ionizao de um cido e a constante de ionizao de sua base conjugada igual a constante do produto inico da gua. 7 As foras relativas dos cidos se explicam qualitativamente em termos de sua estrutura molecular. 8 A maioria dos sais so eletrlitos fortes que se dissociam por completo em seus ons quando se dissolvem. A reao destes ons com a gua, denominada hidrlise do sal, pode produzir solues cidas ou bsicas. +3 +3 9 Os ons metlicos com cargas elevadas, como o Al e o Fe , se hidrolisam para formar solues cidas. 10 A maioria dos xidos pode ser classificada como cidos, bsicos ou anfteros. Os hidrxidos metlicos podem ser bsicos ou anfteros. 11 Os cidos de Lewis aceitam pares de eltrons e as bases de Lewis doam pares de eltrons. A expresso cido de lewis em geral se utiliza para substancias que esto em possibilidade de aceitar pares de eltrons mas no contm tomos de hidrognio ionizveis.

XVI Equilbrios cido-base e Equilbrios de solubilidade: 1 O efeito do on comum tende a suprimir a ionizao de um cido fraco ou de uma base fraca. Este efeito se explica por meio do princpio de Le Chatelier. 2 Uma soluo tampo uma combinao de um cido fraco e sua base conjugada fraca (adicionada na forma de sal) ou uma base fraca e seu cido conjugado fraco (adicionado na forma de sal). A soluo reage com pequenas quantidades de cido ou de base adicionados, de tal forma que o pH da soluo permanea quase constante. Os sistemas tamponados possuem funo importante na manuteno do pH dos fluidos corporais. 3 O pH no ponto de equivalncia de uma titulao cido-base depende da hidrlise do sal formado na reao de neutralizao. Nas titulaes cido forte - base forte, o pH do ponto de equivalncia 7; nas titulaes cido fraco - base forte, o pH do ponto de equivalncia maior que 7; nas titulaes cido forte base fraca, o pH do ponto de equivalncia menor que 7. 4 Os indicadores cido-base so cidos ou bases orgnicas fracas que mudam de cor na proximidade do ponto de equivalncia de uma reao de neutralizao entre um cido e uma base. 5 O produto de solubilidade Kps expressa o equilbrio entre um slido e seus ons em soluo. A solubilidade pode ser calculada a partir do Kps e vice-versa. 6 A presena de um on comum diminui a solubilidade de um sal ligeiramente solvel. 7 A solubilidade dos sais ligeiramente solveis que possuem nions bsicos aumenta com a elevao da concentrao de ons hidrognio. A solubilidade de sais que possuem nions derivados de cidos fortes no se modifica com o pH. 8 A anlise qualitativa a separao e identificao de ctions e nions em soluo.

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Qumica Prof. Eurico Dias Resumo Final ITA DIAGRAMA DE SEPARAO DE CTIONS METLICOS

XVII Qumica Ambiental: 1 A atmosfera da Terra est formada principalmente de nitrognio e oxignio, mais uma quantidade mnima de outros gases. Nos processos qumicos que ocorrem na atmosfera, tambm influem a radiao solar, as erupes vulcnicas e a atividade humana. 2 O bombardeio de molculas e tomos pelas partculas solares produz as auroras nas regies externas da atmosfera. O resplendor (emisso intensa de luz) de satlites artificiais causado pela excitao de molculas adsorvidas (NO2 gasoso) na superfcie do satlite. 3 O oznio da estratosfera absorve a radiao nociva UV (200 a 300 nm) e desta forma protege a vida na Terra. Durante muitos anos, os compostos de CFC tem destrudo a camada de oznio. 4 As erupes vulcnicas podem contaminar o ar, diminuir o oznio da estratosfera e alterar o clima. 5 O dixido de carbono tem a capacidade de absorver a radiao infravermelha, o que permite aprisionar parte do calor que emana da Terra e aquece sua superfcie. Outros gases como o CFC e metano tambm contribuem com o aquecimento do planeta (efeito estufa). 6 O dixido de enxofre e, em menor grau, os xidos de nitrognio qu esse geram pela queima de combustveis fosseis e os processos de queimas de sulfetos metlicos, ocasionam a chuva cida. 7 Smog fotoqumico produzido pela reao fotoqumica dos gases que emanam de veculos na presena da luz do Sol. Esta uma reao complexa em que participam os xidos de nitrognio, oznio e os hidrocarbonetos. Cria uma nuvem poluente sobre os centros urbanos. 8 A contaminao do ar dos interiores domsticos (ou contaminao domstica) causada pelo radnio, um gs radioativo que se forma pela desintegrao de urnio; o monxido e o dixido de carbono, que so produtos de combusto; e o formaldedo, uma substncia orgnica voltil que se libera das resinas utilizadas nos materiais de construo. XVIII Entropia, Energia Livre e Equilbrio: 1 A entropia uma medida da desordem de um sistema. Qualquer processo espontneo deve conduzir a um aumento total na entropia do universo (segunda lei da termodinmica). 2 A entropia padro de uma reao qumica se calcular a partir das entropias absolutas dos reagentes e produtos.

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3 A terceira lei da termodinmica estabelece que a entropia de uma substancia cristalina perfeita zero a ok. Esta lei permite a medio das entropias absolutas das substancias. 4 Em condies de temperatura e presso constantes, a mudana de energia livre G menor que zero para um processo espontneo e maior que zero para um processo no espontneo, Para um processo em equilbrio, G = 0. 5 Para um processo qumico ou fsico sob temperatura e presso constante, G = H - TS. Esta equao se utiliza para prever a espontaneidade de um processo. 6 A mudana de energia livre de uma reao obtida a partir das energias livres padres de formao dos reagentes e produtos. 7 A constante de equilbrio de uma reao e a variao de energia livre padro da reao se relacionam por meio da equao G= -R.T ln K. 8 A maioria das reaes biolgicas no so espontneas. Ocorrem pela hidrolise da ATP, para qual o G negativo.

XIX Eletroqumica: 1 As reaes redox implicam a transferncia de eltrons. As equaes que representam os processos redox so balanceadas com o mtodo do on-eltron. 2 Todas as reaes eletroqumicas implicam a transferncia de eltrons e, por tanto, so reaes redox. 3 Em uma clula eletroqumica se produz eletricidade por uma reao qumica espontnea. A oxidao e a reduo acontecem no nodo e ctodo, respectivamente, e os eltrons fluem atravs de um circuito externo. 4 As duas partes de uma clula eletroqumica so as semi-clulas. Uma ponte salina permite o fluxo de ons entre elas. 5 A fora eletromotriz (fem) de uma clula a diferena de voltagem entre dois eletrodos. No circuito externo, os eltrons fluem do nodo at o ctodo em uma clula eletroqumica. Em soluo, os nions se movem at o nodo e os ctions at o ctodo. 6 O faraday a quantidade de eletricidade que transporta um mol de eltrons, e igual a 96500 C. 7 Os potenciais padro de reduo indicam a probabilidade relativa de que ocorram as semi-reaes de reduo. Tambm se utilizam para prever os produtos, a direo e a espontaneidade das reaes redox entre vrias substncias. 8 A diminuio de energia livre de um sistema em uma reao redox espontnea igual ao trabalho eltrico realizado pelo sistema sobre o meio, ou G = -nFE. 9 A constante de equilbrio de uma reao redox pode ser conhecida a partir da fora eletromotriz padro de uma clula. 10 A equao de Nernst proporciona a relao entre a fem da clula e as concentraes dos reagentes e produtos em condies de estado no padres. 11 As baterias, que so formadas por uma ou mais clulas eletroqumicas, se utilizam amplamente como fontes de energia autnomas. As mais conhecidas so a pilha seca, tal como a clula de Leclanch, a bateria de mercrio e a bateria ou acumulador de chumbo dos automveis. As clulas de combustveis produzem energia eltrica a partir de uma alimentao continua de reagentes. 12 A corroso de metais, como a oxidao de ferro, um fenmeno eletroqumico. 13 Para induzir uma reao qumica que no espontnea em uma clula eletroqumica se emprega corrente eltrica de uma fonte externa. A quantidade de produto formado ou de reagente consumido depender da quantidade de eletricidade transferida ao eletrodo.

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XX Qumica Nuclear: 1 Para os ncleos estveis de baixo nmero atmico, a relao nutron-prton aproximadamente igual a um. Para os ncleos estveis mais pesados, a relao maior que um. Todos os ncleos com 84 ou mais prtons so instveis e radiativos. Os ncleos com nmero atmicos pares tendem a ter mais istopos estveis que os que possuem nmeros atmicos impares. 2 A energia de unio nuclear (energia necessria para romper um ncleo em seus prtons e nutrons) uma medida quantitativa de estabilidade nuclear. possvel calcular esta energia se for conhecido o defeito de massa do ncleo (diferena de massa entre o tomo e massa total de seus prtons, eltrons e nutrons aps um processo nuclear) e for utilizada a relao de equivalncia massa-energia de Einstein. 3 Os ncleos radioativos emitem partculas , partculas , psitrons ou raios . A equao de uma reao nuclear inclui as partculas emitidas, e deve se balancear tantos os nmeros de massa quanto os nmeros atmicos. 4 O Urnio-238 o progenitor de uma srie de desintegrao radioativa natural que se utiliza para determinar a idade de rochas na Terra e de objetos vindos do espao, dado sua meia vida ser grande. 5 Os elementos radioativos artificiais se geram ao bombardear outros elementos com partculas , nutrons ou prtons acelerados. 6 A fisso nuclear a diviso de um ncleo grande em dois ncleos pequenos e um ou mais nutrons. Quando os nutrons livres se capturam de modo eficiente por outros ncleos, ocorre uma reao em cadeia. 7 Os reatores nucleares utilizam o calor de uma reao de fisso controlada para produzir energia. Os trs tipos de reatores mais importantes so os reatores de gua leve, os reatores de gua pesada e os reatores de cria. - LWR - Light Water Reactors: Utilizam como refrigerante e moderador a gua e como combustvel o urnio enriquecido. Os mais utilizados so os BWR (Boiling Water Reactor ou Reator de gua em ebulio ) e os PWR (Pressure Water Reactor ou Reatores de gua a presso), estes ltimos considerados atualmente como padro.. - CANDU - Canada Deuterium Uranium: Utilizam como moderador gua pesada (cuja molcula composta por dois tomos de deutrio e um tomo de oxignio) e como refrigerante gua comum. Como combustvel usam urnio comum. - FBR - Fast Breeder Reactors: Utilizam nutrons rpidos no lugar de trmicos para o processo da fisso. Como combustvel utilizam plutnio e como refrigerante sdio lquido. Este reator no necessita de moderador. 8 A fuso nuclear, que o tipo de reao que se produz no Sol, a combinao de ncleos leves para formar um mais pesado; a fuso s ocorre em temperaturas muito altas, motivo pelo qual a fuso nuclear controlada em grande escala no acontece ainda. 9 Os istopos radiativos se detectam com facilidade e por isso so usados, basicamente, de duas maneiras: como marcadores ou como fontes de energia. Isto , pode-se colocar istopos radioativos no lugar de outros elementos noradioativos, sem alterar as propriedades qumicas do material de modo que torne-se possvel obter informaes sobre o material onde o istopo se localiza, bem como pode-se fazer uso das propriedades de ionizao da radiao para matar clulas, destruir tecidos de crescimento anormal, alterar o cdigo gentico dos seres vivos ou para fazer mapeamento do interior de materiais (deteco de falhas). 10 A radiao de alta energia causa danos aos sistemas biolgicos pela ionizao e formao de radicais livres. Radicais livres: so molculas instveis e que apresentam um eltron que tende a se associar de maneira rpida a outras molculas de carga positiva com as quais pode reagir ou oxidar. No nosso organismo, os radicais livres so produzidos pelas clulas, durante o processo de queima do oxignio, utilizado para converter os nutrientes dos alimentos absorvidos em energia. Os radicais livres podem danificar clulas sadias do nosso corpo, entretanto, nosso organismo possui enzimas protetoras que reparam 99% dos danos causados pela oxidao, ou seja, nosso organismo consegue controlar o nvel desses radicais produzidos atravs do nosso metabolismo. XXI Metalurgia e Qumica dos Metais: 1 Dependendo de suas reatividades, os metais existem na natureza em estado livre ou em forma combinada. 2 A obteno de um metal a partir da sua mina um processo em trs etapas. Primeiro deve se preparar a mina. Depois se separa o metal, quase sempre por meio de um processo de reduo, e por ltimo, se purifica. 3 Os mtodos comuns utilizados na purificao dos metais so destilao, eletrlise e refinao. 4 A ligao metlica pode ser visualizada como a fora entre ons positivos imersos em um mar de eltrons. Em termos de teoria das bandas, os orbitais atmicos se fundem para formar bandas de energia. Uma substancia um condutor quando seus eltrons podem ser promovidos com facilidade at a banda de conduo, onde possuem liberdade para mover-se atravs da substancia. 5 Nos isolantes, o espao energtico entre a banda de valncia e a banda de conduo to grande que os eltrons no podem se promover at esta ltima. Nos semicondutores, os eltrons podem atravessar o espao energtico em maiores

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temperaturas e, assim, a condutividade aumenta a medida que aumenta a temperatura, j que mais eltrons so capazes de chegar banda de conduo. 6 Os semicondutores tipo-n contm impurezas doadoras e eltrons extras. Os semicondutores tipo-p contm impurezas receptoras e lacunas positivas. 7 Os metais alcalinos so os mais reativos de todos os elementos metlicos. Possuem nox +1 em seus compostos. Em condies especiais alguns deles podem formar nions com carga negativa (atravs de sais complexos em solues metalamnia). 8 Os metais alcalino-terrosos so um pouco menos reativos que os metais alcalinos. Quase sempre possuem Nox +2 em seus compostos. As propriedades dos elementos 2A se fazem mais metlicas ao descer em seu grupo peridico. 9 Alumnio no reage com gua devido a formao de um xido protetor; seu hidrxido anftero. XXII Elementos no-metlicos e seus compostos: 1 Os tomos de hidrognio contm um prton e um eltron. o elemento mais simples. O hidrognio se combina com muitos metais e ametais para formar hidretos; alguns hidretos so inicos e outros so covalentes. (H os hidretos intersticiais: nestes compostos, as molculas de hidrognio dissociam e os tomos de hidrognio preenchem as lacunas do retculo cristalino do metal, stios intersticiais. Os hidretos intersticiais geralmente no so estequiomtricos, ao contrrio dos hidretos inicos e covalentes. Os tomos de hidrognio, que esto dentro do retculo, podem migrar internamente, reagindo com impurezas ou alterando as propriedades do material. Estes compostos so condutores.) 1 2 3 2 H trs istopos de hidrognio: 1H, 1H (deutrio) e 1H (trtio). A gua pesada contm deutrio. 3 Os compostos inorgnicos importantes do carbono so os carbetos, os cianetos, a maioria dos quais so extremamente txicos; o monxido de carbono, tambm txico; os carbonatos e bicarbonatos e o dixido de carbono, um produto final do metabolismo e um componente do ciclo do carbono. 4 O gs nitrognio, N2, possui uma tripla ligao e muito estvel. Os compostos nos quais o nitrognio possui nox de -3 a +5 se formam entre tomos de nitrognio e hidrognio ou tomos de oxignio. A amnia, NH3, se utiliza muito como fertilizante. 5 O fsforo branco, P4, txico, muito reativo e inflamvel; o fsforo vermelho polimrico, (P 4)n, mais estvel. O fsforo forma xidos e haletos, com nox de +3 a +5; tambm forma vrios oxicidos. Os fosfatos so compostos mais importantes do fsforo. 6 O gs oxignio, O2, paramagntico e possui dois eltrons desemparelhados. O oxignio forma oznio, xidos, perxidos e superxidos. O oxignio o elemento mais abundante na crosta terrestre e essencial para a vida na Terra. 7 O enxofre se extrai da crosta mediante o processo Frasch (consiste basicamente em injetar vapor de gua superaquecido para fundir o enxofre, que posteriormente bombeado para o exterior utilizando-se ar comprimido), como um lquido fundido. 8 O cido sulfrico a base da industria qumica. Se produz a partir do enxofre (obtido da pirita, por exemplo) e transformao em SO2 e SO3, por meio do processo de contato. 9 Os halognios so elementos txicos e reativos que se encontram apenas em compostos com outros elementos. O flor e o cloro so agentes oxidantes fortes e se preparam por eletrlise de HF(l) e NaCl fundido, respectivamente.. 10 A reatividade, toxicidade e capacidade oxidante dos halognios diminui do flor at o iodo. Todos os halognios formam cidos binrios (HX) e um conjunto de oxicidos.

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HISTRIA DA QUMICACronologia do desenvolvimento da Qumica no sculo 191800 1800 1801 1801 1801 1801 1801 1803 1803 1804 1807 1808 1808 1811 1812 1813 1815 1815 1819 1823 1823 1824 Alessandro Volta William Herschel John Dalton Humphrey Davy Humphrey Davis A.F. Fourcroy J.W. Ritter e W.H. Wollaston John Dalton Jon Berzelius John Dalton Humphrey Davis Gay-Lussac Humphrey Davis Amadeo Avogadro Jon Berzelius Humphrey Davys William Prout Jon Berzelius Eilhardt Mitscherlich Michael Faraday Michel Eugne Chevreul Michel Eugne Chevreul Produo de corrente eltrica por meios qumicos Descoberta da radiao infra vermelho Lei das presses parciais na mistura de gases Desenvolvimento do arco eltrico Uso de clulas voltaicas na decomposio de compostos Mtodos gerais de anlise orgnica (qualitativa) Descoberta da ao da luz ultravioleta cloreto de prata eri cristais de

Tbua dos pesos atmicos relativos Decomposio eletroltica de sais. Teorias atmica nas reaes qumicas Obteno de sdio e potssio por eletrlise Lei dos volumes de combinao dos gases Obteno de magnsio, clcio, estrncio e brio por eletrlise Hiptese de Avogadro eri nmero de partculas em volumes iguais de gases nas mesmas condies Teoria dualstica Contrata Michael Faraday como assistente Hiptese de que os elementos er compostos de hidrognio Calcula frmulas de compostos orgnicos a partir de dados analticos experimentais Lei do isomorfismo na cristalizao de compostos Liquefao do cloro e outros gases Corpos graxos de origem animal Anlise orgnica e suas aplicaes Mtodo de medida da densidade de vapor para determinar peso atmico Sntese da Urea e fim do Vitalismo Introduz trades de elementos e prediz pesos atmicos Descoberta do radical benzoila Estabelece a terminologia da eletroqumica Classificao dos cidos fosfricos Anlise qumica por absoro de radiao Sntese de compostos orgnicos partindo de inorgnicos Introduz o conceito de valncia na combinao de fragmentos orgnicos com metais Inicia odesenvolvimento da anlise qumica inorgnica instrumental com a inveno do espectroscopio Introduz o conceito de carbono tetravalente e a habilidade de tomos de carbono ligarem-se uns aos outros Aplica a hiptese de Avogadro na determinao dos pesos atmicos e moleculares

1826 Jean Baptiste Dumas 1828 1829 1832 1833 1833 1834 1844 1855 1853 Friederich Whler J.W. Dbereiner Justus von Liebig e F. Whler Michael Faraday Thomas Graham David Brewster Adolf Wilhelm Hermann Kolbe Edward Frankland Robert Bunsen Friedrich August Kelul Stanislao Cannizaro

1858 1858

Colgio Apogeu1859 1860 Gustav Robert Kirchhoff Robert Bunsen e G.R. Kirchhoff

Qumica Prof. Eurico Dias Resumo Final ITA Estabelece as leis da espectroscopia Descoberta do csio por via espectroscopica Descoberta do rubdio por via espectroscpica Descoberta do tlio por via espectroscpica Introduz a hlice telrica para classificar os elementos segundo os pesos atmicos Descoberta do ndio por via espectroscpica Publica uma tabela incompleta precursora da tabela eridica dos elementos Tabela dos elementos segundo oitavas e descoberta da periodicidade Classificao peridica dos elementos Propriedades peridicas duplas dos elementos

1861 Robert Bunsen e G.R. Kirchhoff 1861 1862 1863 1864 1865 1869 1870 William Crookes A.E. Bguyer de Chancourttois Ferdinand Reich e H.T. Richter Lothar Meyer Alexander Reina Newlands Dmitrii Ivanovich Mendeleev Lothar Meyer

Historia da Qumica OrgnicaOs eventos importantes da histria da qumica orgnica no podem ser completamente avaliados, a menos que antes se conhea um pouco da qumica orgnica, de modo a poder-se entender porque certas descobertas foram importantes. Embora os processos qumicos tradicionais tais como a fabricao de sabes, o uso de corantes, a fermentao e refinao de acar fossem conhecidos e usados em larga escala h muitos sculos, poucos compostos orgnicos em estado puro eram conhecidos no comeo do sculo XIX. A obteno de lcool etlico razoavelmente puro era conhecida no sculo XI, e a produo de ter sulfrico a partir de lcool e cido sulfrico foi descoberta no sculo XVI. Os cidos carboxlicos conhecidos h mais tempo so o cido frmico, obtido da destilao de formigas a seco, e o cido actico, da destilao de vinagre. O cido benzico era sublimado a partir de uma goma natural, e o cido succnico produzido da sublimao de mbar. A maior parte da literatura da qumica orgnica h 200 anos era descritiva, com nfase em fontes vegetais ou animais e no valor medicinal das vrias preparaes. A associao da qumica orgnica e dos compostos orgnicos com produtos animais, tais como sangue, urina, saliva e pele, e com produtos vegetais, como acares e resinas, levou os qumicos a imaginarem que estes materiais eram produzidos por uma fora vital associada aos sistemas vivos e que esta fora seria destruda fora destes sistemas. Entretanto, em 1828, Whler, acidentalmente, sintetizou uria a partir de cianato de prata e cloreto de amnio, reconhecendo que o produto era idntico ao obtido de procedncia animal. Na verdade, j em 1811, o irmo de Humphry Davy, John, havia efetuado a mesma sntese, porm no havia identificado o produto. Assim, 1828 ficou sendo considerado o ano em que a teoria da fora vital comeou a desmoronar. A descoberta de compostos orgnicos puros atravs da manipulao qumica ou fsica de substncias naturais foi processo lento e penoso. Scheele foi um dos pioneiros geniais neste campo. Ele isolou muitos cidos carboxlicos diretamente de suas fontes naturais por formao do sal, seguida de acidulao com cido sulfrico. Isolou, tambm, muitos cidos por degradao de produtos naturais, principalmente por oxidao. O metano (chamado, ento, gs dos pntanos) e o etileno (chamado gs olefiante) j eram conhecidos em 1800. Joseph Louis Proust, que formulou a lei das propores definidas, abriu o campo da qumica de carboidratos, quando isolou e identificou a glicose, a frutose, a sacarose e o manitol. A morfina, em estado cristalino, foi isolada em 1805, mas os alcalides s foram reconhecidos como um grupo de substncias em 1820, quando se isolou a estricnina, a brucina e a quinina. Durante os quinze anos que se seguiram, mais 25 outros alcalides foram isolados. Chevreul foi o qumico orgnico pioneiro no isolamento de substncias relativamente puras a partir de gorduras. Ele descobriu que o processo de produo de sabo fornecia glicerol e um material identificado como um sal de cido graxo. At ento, pensava-se que o material saponceo era simplesmente o cido graxo. Como muitas vezes acontece, esta descoberta de interesse meramente acadmico adquiriu rapidamente muita importncia industrial. A fabricao de sabes envolvia os sais de cidos graxos, e a fabricao de velas, os cidos graxos propriamente. A fabricao de velas e seu uso era um problema porque as velas queimavam com uma chama fumacenta e de odor desagradvel. Alm disto, com o calor da chama elas amoleciam e se desfaziam. Somente aps as descobertas de Chevreul pde a indstria desenvolver as reaes necessrias para contornar o problema, passando a usar o cido esterico que funde a temperaturas mais altas como matria-prima.

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Foi Chevreul que introduziu o uso de pontos de fuso como critrio de pureza e reconheceu que um composto s puro quando, aps muitas cristalizaes, o ponto de fuso no mais se altera. Foi mais ou menos nesta poca que Berzelius introduziu o conceito de isomeria, para distinguir compostos de mesma composio elementar. Berzelius aplicava o termo polimeria queles compostos contendo elementos nas mesmas propores, mas nos quais os pesos moleculares eram mltiplos entre si. Embora tivesse sido Lavoisier o primeiro a realizar anlises quantitativas de compostos orgnicos, e seus processos fossem seguidos pela grande maioria dos qumicos de seu tempo, foi Liebig quem desenvolveu um mtodo de preciso satisfatria. Seu processo, com ligeiras modificaes usado ainda hoje. Aps muitas tentativas infrutferas de determinar na mesma aparelhagem o contedo de carbono, hidrognio e nitrognio, Liebig chegou concluso de que as determinaes de nitrognio deveriam ser feitas por outro processo. A determinao quantitativa de nitrognio foi desenvolvida por Dumas. O rpido aumento do conhecimento da qumica orgnica experimental levou sntese de compostos puros em quantidade crescente. A sntese de Whler serviu de estmulo pesquisa em qumica orgnica, mostrando que no havia uma separao total entre esta e a qumica mineral. A etapa que acelerou, entretanto, a pesquisa sistemtica na qumica orgnica, foi o desenvolvimento da idia de radicais como os equivalentes orgnicos dos tomos. A pesquisa mais importante neste assunto foi a de Liebig e Whler no radical benzoila, que encorajou outros qumicos descoberta de novos radicais pela transformao sistemtica de substncias orgnicas. Este esforo de sntese de compostos, aliado ao isolamento de novas substncias orgnicas de fontes naturais, levou a um perodo de completa confuso. Como os pesos atmicos no podiam ser determinados com preciso e as diferenas entre pesos atmicos e equivalentes qumicos no eram bem compreendidas, o tamanho das molculas permanecia um mistrio. A tabela abaixo mostra a diferena da formulao proposta para o lcool e para o ter por trs dos mais eminentes qumicos de seu tempo:

Berzelius lcool ter C2H5O H C4H10 H2O

Liebig C2H3O 3H C4H6O 6H

Dumas C4H4 H2O 2C2H4 H2O

Estas diferenas provm, em parte, das diferenas nos pesos atmicos de uso comum na poca, como se v na tabela:

Berzelius C H O 12 1 16

Liebig 1 1 8

Dumas 1 1 16

O trabalho de Hofmann com aminas, Williamson com teres e Wurtz com hidrocarbonetos resultou no isolamento de novos compostos orgnicos, levando ao estabelecimento do conceito de valncia. Hofmann foi capaz de preparar e isolar aminas alifticas primrias, secundrias e tercirias a partir de iodetos de alquila e amonaco. Williamson preparou teres usando os mesmos iodetos de alquila e alcoolatos, e Wurtz obteve hidrocarbonetos a partir dos halogenetos de alquila e sdio. As formulaes escritas por estes trs cientistas para descrever os novos compostos eram muito parecidas com nossos modelos moleculares atuais e permitiram a Franklin e Kolbe o desenvolvimento do conceito de valncia para cada tomo dos compostos orgnicos. Logo a seguir, Kekul e Couper reconheceram que o tomo de carbono era tetravalente (1857) e que os tomos de carbono tinham a capacidade de ligar-se uns aos outros (1858). Ainda assim, a qumica orgnica vivia em um estado de completa confuso porque a interpretao dos resultados experimentais publicados exigia o conhecimento especfico dos detalhes de formulao de cada qumico e de sua escola. Uma situao semelhante ainda hoje no campo dos ons "no clssicos", em que a interpretao da literatura exige o conhecimento da formulao de escolas ou grupos particulares. A confuso chegou a tal ponto que um congresso reuniu-se em Karlsruhe, em 1860, com a presena dos 140 melhores qumicos da poca. A idia era encontrar respostas s questes que envolviam tomos, molculas, radicais e equivalentes. O qumico italiano Cannizzaro props, ento, que uma explicao unificada poderia ser obtida para as questes levantadas, desde que, baseando-se no uso da hiptese de Avogrado (formulada 50 anos antes), fosse determinado experimentalmente o tamanho das molculas a partir do peso do vapor. Cannizzaro no conseguiu convencer seus colegas durante a conveno, porm a fria lgica e a utilidade de sua proposta rapidamente ficaram aparentes quando, a reunio desfeita, voltaram os cientistas a seus laboratrios.

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Embora Kekul tivesse introduzido o conceito de ligao qumica, ele no a representava por traos ou linhas. Foi Couper, em 1858, quem o fez pela primeira vez, e foi Hofmann, em 1865, quem primeiro construiu modelos moleculares (usando bastes e bolas de madeira) para representar os compostos orgnicos. O problema da formulao do benzeno e das estruturas aromticas era particularmente difcil, e foi Kekul, em 1865, quem props a melhor soluo, atravs do uso de estruturas de ligaes carbono-carbono alternadamente simples e duplas. O texto abaixo foi extrado de uma Conferncia em Memria de Kekul, feita por R. Japp: De acordo com sua prpria verso, a idia lhe veio durante o sono: "Eu estava sentado, escrevendo meu livro-texto; porm o trabalho no progredia, pois meus pensamentos estavam em outra parte. Voltei minha cadeira para a lareira e dormitei. Novamente os tomos estavam danando em minha frente. Desta vez os grupos menores haviam ficado modestamente no fundo. Meu olho mental, habituado a estas vises, podia agora distinguir estruturas maiores de muitas conformaes: cadeias longas, s vezes mais prximas umas das outras, todas girando e torcendo-se como cobras. Mas, de repente, vi que uma das cobras havia abocanhado sua prpria cauda e a forma assim obtida danava zombeteiramente diante de mim. Ento, acordei rapidamente e passei o resto da noite trabalhando nas conseqncias desta hiptese". "Aprendemos, senhores, a sonhar", adicionou Kekul, "e ento talvez possamos encontrar a verdade... mas evitemos publiclos antes de colocar os sonhos prova do mundo real". Ladenburg observou que a frmula de Kekul para o benzeno predizia a existncia de dois ismeros orto (existe apenas um) e Kekul props ento que os tomos na molcula de benzeno deviam estar oscilando em torno de uma posio mdia. Embora muitos qumicos tivessem interpretado esta sugesto como indicando uma alternao rpida entre ligaes duplas e simples, o conceito original era mais complicado. Uma das descobertas mais importantes da qumica orgnica foi feita por Pasteur em 1848, durante sua investigao da quiralidade e atividade tica de sais de cido tartrico (cido 2,3-di-hidroxi-succnico), um constituinte das uvas. A forma normal do cido tartrico era dextrorrotatria, porm tinha sido descoberta uma nova variedade chamada cido racmico. Embora Biot tivesse mostrado que o cido racmico e seus sais no desviavam o plano da luz polarizada, Pasteur descobriu que, quando o tartarato de sdio e amnio era cristalizado abaixo de 28C, cristalizava-se em tetra-hidrato, no qual metade dos cristais tinha as faces hemidricas orientadas para a direita, e a outra metade, orientadas para a esquerda. Pasteur separou cristais com a ajuda de pinas e lentes, mostrando que um dos tipos correspondia forma dextrgira j conhecida e que o outro correspondia a um cido levorrotatrio at ento desconhecido. A natureza fortuita da descoberta fica evidenciada pelo fato de que cristais assimtricos suficientemente grandes para serem vistos com lentes de aumento e separados com pinas so muito raros, tendo sido encontrados, desde aquela poca, apenas uma dezena de casos. Embora a descoberta de Pasteur exigisse claramente assimetria na estrutura molecular destas substncias, ele podia apenas especular sobre a possibilidade das molculas serem hlices diretas ou inversas. Somente em 1874 puderam vant Hoff e Le Bel, independentemente, sugerir a existncia de tomos de carbono assimtricos. A publicao deste conceito levou o famoso qumico alemo Kolbe a protestar violentamente; em 1877 ele publicou em um dos famosos jornais de qumica da poca o seguinte: Em um trabalho recentemente publicado com o mesmo ttulo (Sinal dos Tempos), insisti no fato de que uma das causas do retrocesso atual da pesquisa qumica na Alemanha a falta de conhecimento qumico geral e, ao mesmo tempo, fundamental. Muitos de nossos professores de qumica esto nesta situao e causam muito mal cincia. Uma conseqncia imediata disto que se est espalhando uma teia de aparente escolaridade e conhecimento, que no passa da filosofia natural, superficial e estpida, desmascarada h cinqenta anos pela cincia natural exata, e que, agora, ataca novamente, ajudada por pseudocientistas que tratam de disfar-la e apresent-la como cincia, assim como se tentassem introduzir uma prostituta bem vestida e empoada na boa sociedade, qual no pode pertencer. Qualquer um que possa pensar que os conceitos acima so exagerados poder ler, se conseguir, o livro dos senhores vant Hoff e Hermann sobre A Disposio dos tomos no Espao, recentemente publicado, e que est cheio de tolices e fantasias. Eu teria ignorado mais este livro se um qumico de reputao no o tivesse recomendado calorosamente como uma realizao de alto nvel. O tal Dr. J. H. vant Hoff, da Escola de Veterinria de Utrecht, aparentemente no tem tendncia alguma investigao qumica exata. Ele prefere montar Pgaso (aparentemente emprestado pela Escola de Veterinria) e proclamar em sua La chimie dans lespace como lhe parecem estar os tomos dispostos no espao, vistos do Monte Parnasso qumico a que ele chegou voando. Outros importantes qumicos da poca criticaram as propostas de vant Hoff, mas suas idias ganharam aceitao pouco a pouco. Em 1874, vant Hoff investigou a isomeria geomtrica e mostrou que as ligaes duplas impediam a rotao livre, levando ao tipo de isomeria apresentada pelos cidos maleico e fumrico. Em 1896, as formas ceto e enol de ceto-steres foram isoladas, confirmando a existncia do tipo de isomeria chamada tautomeria, conhecida desde 1885. Estava tudo preparado para que o progresso fosse rpido. Wurtz e Fittig haviam introduzido novos mtodos de preparao de hidrocarbonetos alifticos e aromticos. A reao de Friedel-Crafts usando cloreto de alumnio anidro era conhecida desde 1877. Claisen e Perkin haviam desenvolvido reaes de condensao e, em 1901, Grignard defendeu sua tese doutoral em um

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assunto sugerido por seu professor Barbier - a qumica dos halogenetos orgnicos de magnsio. Aps a tese, ele continuou a trabalhar nesta rea e desenvolveu um mtodo de snteses extremamente verstil e importante. Hofmann publicou sua reao de degradao de amidas a aminas em 1882, e Curtius, Beckmann e Gabriel desenvolviam, na mesma poca, a qumica dos compostos orgnicos de nitrognio. Em 1893, Paul Walden descobriu a seqncia de reaes conhecida atualmente como a inverso de Walden, capaz de converter uma substncia oticamente ativa a seu enancimero. Os mtodos at ento disponveis envolviam racemizao e posterior separao da mistura. Em 1875, Emil Fischer descobriu o reagente fenil-hidrazina e usou-o na qumica de carboidratos. Aps muito trabalho, em 1891, Fischer pde demonstrar a configurao da glicose e alguns outros acares. Alm de seu importante trabalho na qumica dos acares, Emil Fischer investigou a qumica de purinas e protenas. Seu estudo das purinas comeou em 1881 e estendeu-se at 1914. Na rea de protenas, Fischer investigou a ligao dos aminocidos e concentrou-se na preparao de peptdeos. Em 1907, ele e seus colaboradores sintetizaram um polipeptdeo contendo 18 amino-cidos. Ele mostrou ainda que estes polipeptdeos comportavam-se de maneira semelhante aos resduos da hidrlise parcial de protenas naturais. Alfred Nobel era um qumico industrial muito influente do sculo XIX. Ele nasceu em 1833, na Sucia, e durante sua juventude era muito doente e no podia ir com regularidade escola. Na idade de nove anos deixou a Sucia, e em 1855 estava trabalhando com Zinin, na Universidade de So Petersburgo, na Rssia. Algum tempo antes, um jovem qumico italiano, Ancanio Sobrero, tinha descoberto a nitro-glicerina, um lquido oleoso muito explosivo que ele havia considerado muito perigoso para uso comercial. Zinin sugeriu que Nobel experimentasse usar a nitro-glicerina como explosivo. Em 1863, Nobel registrou sua primeira patente sueca. A nitro-glicerina era um explosivo muito mais potente do que qualquer outro ento conhecido, mas tinha o inconveniente de explodir de forma imprevisvel. Uma exploso em 1864 destruiu completamente sua fbrica e matou um de seus irmos. Alguns projetos de engenharia, tais como a abertura do canal de Suez, a construo de ferrovias na Amrica e o desenvolvimento da indstria de minerao e extrao de leo criaram um mercado favorvel para a nitro-glicerina. No entanto, aps muitas e graves exploses inexplicveis em todo mundo, muitas fbricas de nitro-glicerina fecharam e muitos governos proibiram seu uso. Foi ento que Nobel descobriu que a nitro-glicerina absorvida em serragem ou terra diatomcea s explodia quando detonada. Ele chamou o novo produto de dinamite, patenteou-a em muitos pases e acabou milionrio. Embora a nitro-glicerina tivesse um uso militar considervel, Nobel considerava-se um humanista e achava ter contribudo para o progresso da humanidade com suas investigaes na rea de explosivos. Foi para ele um grande choque quando um jornal, aps a morte de seu irmo, imprimiu por engano seu prprio obiturio classificando-o como o "Mercador da Morte". Em seus ltimos anos de vida Nobel devotou grande parte de seu tempo e energia s causas pblicas envolvendo cincia, medicina e, em particular, desarmamento e paz. Ele declarou aps um dos Congressos de Paz que costumava patrocinar, e que tinha sido particularmente improdutivo, que "talvez minhas fbricas de dinamite acabem com as guerras mais cedo do que os seus Congressos. No dia em que dois exrcitos puderem acabar um com o outro em segundos, as naes civilizadas provavelmente pensaro e dissolvero seus exrcitos..." Em 1895, ele decidiu deixar sua fortuna para uma fundao que desse um prmio anual que distinguisse os lderes em cincia e literatura e tambm para aqueles que mais tivessem contribudo para a causa da paz mundial. Os prmios foram estabelecidos nas reas de fsica, qumica, medicina e literatura e concedidos no territrio sueco. O prmio Nobel da Paz foi estabelecido e concedido na Noruega, nos termos do testamento. Alfred Nobel era uma personalidade complexa. Era um pacifista, mas inventou o explosivo mais poderoso de seu tempo. Era um milionrio, mas favorecia o socialismo. Era ateu, mas dava dinheiro s igrejas. Recebeu uma educao qumica formal e no era formado em qumica, porm dirigia pessoalmente 15 laboratrios de pesquisa em qumica e, em sua velhice, suas residncias eram equipadas com bons laboratrios qumicos. No incio do sculo XX a qumica era dominada pelos alemes, e esta situao perdurou at o fim da I Guerra Mundial. Durante a guerra, muitos pases ficaram privados do fornecimento de corantes, drogas, solventes e muitos outros produtos qumicos. Foi ento que estes pases comearam a encorajar suas prprias indstrias qumicas a desenvolver-se, adotando tcnicas protecionistas. Assim, a liderana passou para a Sua, Inglaterra e, finalmente, para os Estados Unidos. A fonte principal de compostos orgnicos era inicialmente o carvo, sendo a qumica dos compostos aromticos a rea mais desenvolvida. Com o advento dos motores combusto, o petrleo comeou a ganhar importncia como fonte de produtos qumicos e, associado ao gs natural e aos produtos de fermentao, permitiu o desenvolvimento da qumica dos compostos alifticos. Comearam a ter grande interesse, ento, os estudos sobre o mecanismo das reaes qumicas, primeiramente realizados por Lapworth e desenvolvidos por Ingold. Sir Robert Robinson e Sir Christopher Ingold desenvolveram a idia da importncia da teoria eletrnica na compreenso dos fenmenos de mecanismos de reao, e Linus Pauling contribuiu fortemente para estabelecer a mecnica quntica como ferramenta usual do qumico orgnico.

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O qumico ingls de carboidratos, Haworth, introduziu o termo conformao e D. H. R. Barton contribuiu para o conhecimento da qumica estrutural com suas anlises e predies de propriedades qumicas e reaes, com base em conformaes. Com o desenvolvimento dos instrumentos e tcnicas de microqumica, pde-se fazer snteses em muitas etapas, desde a sntese total da equilenina por Bachman, Cole e Wilds, em 1940, sntese total da enzima ativa RNAse, em 1969, por R. B. Merrifield.

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