Muito antes de alguém escrever uma equação química, as pessoas já fundiam cobre, queimavam cerâmica, fermentavam cerveja e tingiam tecidos. Elas sabiam como transformar a matéria. A química é a história de descobrir por que ela se transforma.
Esta matéria conta essa história em seis etapas: os ofícios antigos, as teorias dos filósofos sobre a matéria, a alquimia, a revolução científica, a descoberta dos átomos e dos elementos e, no século XX, o olhar para dentro do átomo.
Fogo, metais e os primeiros químicos
A primeira tecnologia química foi o fogo. Com ele vieram o cozimento, a cerâmica e, por volta de 5000 a.C., a fundição do cobre a partir dos minérios. Misturar cobre e estanho deu o bronze (a partir de cerca de 3300 a.C.), mais duro que os dois metais sozinhos. O trabalho com ferro se espalhou depois de 1200 a.C.
O antigo Egito e a Mesopotâmia produziam vidro, cosméticos, perfumes e corantes. Esses artesãos seguiam receitas passadas de geração em geração. Não tinham uma teoria da matéria, mas faziam reações químicas todos os dias.
Os filósofos: elementos e átomos
Os pensadores gregos perguntaram do que tudo é feito. Empédocles (século V a.C.) propôs quatro raízes — terra, água, ar e fogo — e Aristóteles as organizou num sistema que durou quase dois mil anos.
Por volta de 400 a.C., Leucipo e Demócrito deram outra resposta: a matéria é feita de partículas minúsculas e indivisíveis, que chamaram de átomos, “que não se cortam”. Foi um palpite brilhante, mas, sem como testá-lo, o átomo ficou como ideia filosófica até o século XIX.
Alquimia: o laboratório antes da química
A alquimia surgiu no Egito helenístico, em Alexandria, e depois foi desenvolvida por estudiosos do mundo islâmico e da Europa medieval. Os alquimistas queriam transformar metais comuns em ouro e encontrar um elixir da longa vida. Esses objetivos fracassaram; os métodos, não.
- Autores da tradição árabe, sob o nome de Jābir ibn Ḥayyān, descreveram a destilação, a cristalização e a classificação das substâncias.
- Al-Rāzī (Rhazes, séculos IX–X) separou os materiais em minerais, vegetais e animais e descreveu em detalhe os equipamentos de laboratório.
- No século XVI, Paracelso voltou a alquimia para a medicina, usando minerais como remédios — o começo da chamada iatroquímica.
Os balões de destilação, os fornos, os cadinhos e o hábito de anotar o trabalho de laboratório vieram da alquimia. Os ácidos fortes e o álcool concentrado também.
A revolução científica: medindo a matéria
Em 1661 Robert Boyle publicou O Químico Cético, criticando os quatro elementos e defendendo que afirmações sobre a matéria precisam ser testadas por experimento. Em 1662 publicou a relação entre pressão e volume de um gás, hoje chamada lei de Boyle.
A teoria mais popular do século XVIII foi a do flogisto, proposta por Johann Becher e Georg Stahl. Achava-se que tudo que queima contém flogisto, que escapa na combustão. A ideia explicava muita coisa, mas não um fato teimoso: os metais ficam mais pesados quando aquecidos no ar.
A revolução química
Em meados do século XVIII, os químicos aprenderam a coletar e estudar gases. Joseph Black identificou o “ar fixo” (gás carbônico) na década de 1750, Henry Cavendish isolou o hidrogênio em 1766, e Carl Wilhelm Scheele e Joseph Priestley prepararam o oxigênio no começo da década de 1770.
Antoine Lavoisier juntou as peças. Pesando tudo antes e depois das reações em recipientes fechados, mostrou que a queima é uma combinação com o oxigênio e que a massa se conserva. Seu Tratado Elementar de Química (1789) definiu elemento como a substância que não pode mais ser decomposta e listou 33 deles.
A história de Lavoisier, dos experimentos à execução em 1794, tem uma matéria própria.
Átomos, fórmulas e a tabela periódica
Entre 1803 e 1808, John Dalton trouxe o átomo de volta com algo que faltava aos gregos: números. Cada elemento tem seu tipo de átomo, com massa característica, e os compostos se formam em proporções fixas de números inteiros de átomos. Amedeo Avogadro (1811) distinguiu átomos de moléculas, e Jöns Jacob Berzelius criou os símbolos de letras que usamos até hoje — H, O, Fe.
Em 1828 Friedrich Wöhler produziu ureia, substância de seres vivos, a partir de materiais inorgânicos, ajudando a abrir a química orgânica. Em 1865 August Kekulé propôs a estrutura em anel do benzeno.
Em 1869 Dmitri Mendeleev organizou os 63 elementos conhecidos por massa atômica e comportamento químico, e deixou lacunas para elementos que ninguém tinha encontrado. Quando o gálio (1875), o escândio (1879) e o germânio (1886) apareceram com as propriedades que ele havia previsto, a tabela periódica foi aceita. Saiba mais em O que é a Tabela Periódica.
Dentro do átomo
No fim do século XIX, o átomo “indivisível” se desfez. Henri Becquerel descobriu a radioatividade do urânio em 1896; J. J. Thomson descobriu o elétron em 1897; Marie e Pierre Curie encontraram o polônio e o rádio em 1898. O experimento da folha de ouro de Ernest Rutherford revelou o núcleo em 1911, e Niels Bohr colocou os elétrons em níveis de energia em 1913.
A mecânica quântica, desenvolvida nos anos 1920, finalmente explicou por que os átomos se ligam. Em 1939, A Natureza da Ligação Química, de Linus Pauling, fez das ideias quânticas a linguagem do dia a dia dos químicos. Compare os modelos no visualizador de modelos atômicos.
A química no mundo moderno
A química do século XX mudou a vida cotidiana. O processo Haber–Bosch (1909–1913) passou a fazer fertilizante com o nitrogênio do ar. A baquelite (1907) e o náilon (1935) abriram a era dos plásticos. Os químicos criaram os remédios, os semicondutores e as baterias do mundo moderno — e também enfrentaram seus custos, da poluição a desastres industriais como o de Bhopal.
Hoje a área inclui a química verde, que projeta processos sem substâncias perigosas e sem resíduos. Em 2016 foram aprovados os nomes dos quatro últimos elementos do sétimo período, completando a tabela até o oganessônio, o elemento 118.
Linha do tempo
- ~5000 a.C. — Fundição do cobre. Os primeiros metais são extraídos dos minérios com fogo.
- ~400 a.C. — Átomos. Leucipo e Demócrito propõem que a matéria é feita de partículas indivisíveis.
- 1661 — O Químico Cético. Robert Boyle defende o experimento acima da tradição.
- 1774 — Oxigênio. Priestley publica seu “ar desflogisticado”; Scheele já o havia preparado de forma independente.
- 1789 — O Tratado de Lavoisier. Conservação da massa e uma lista moderna de elementos.
- 1808 — Os átomos de Dalton. Teoria atômica com massas atômicas mensuráveis.
- 1869 — Tabela periódica. Mendeleev prevê elementos ainda não descobertos.
- 1898 — Polônio e rádio. Marie e Pierre Curie estudam a radioatividade.
- 1911 — O núcleo. Rutherford mostra que a massa do átomo está concentrada num núcleo minúsculo.
- 2016 — Elemento 118 batizado. O oganessônio completa o sétimo período.
Perguntas frequentes
Quem é chamado de pai da química moderna?
Antoine Lavoisier costuma ser chamado de pai da química moderna. Nas décadas de 1770 e 1780 ele explicou a combustão como reação com o oxigênio, mostrou que a massa se conserva nas reações e ajudou a criar os nomes modernos das substâncias.
A alquimia era uma ciência?
A alquimia juntava trabalho prático de laboratório com objetivos místicos e filosóficos, como transformar metais comuns em ouro. Não era ciência no sentido moderno, mas os alquimistas desenvolveram a destilação, a cristalização e boa parte dos equipamentos que a química usa até hoje.
Quando a química virou ciência?
Os historiadores costumam situar a mudança entre O Químico Cético, de Robert Boyle (1661), e o Tratado Elementar de Química, de Lavoisier (1789), quando medições cuidadosas e teorias testáveis substituíram as ideias antigas.
Quais eram os quatro elementos?
Muitos pensadores gregos, seguindo Empédocles e Aristóteles, achavam que tudo era feito de terra, água, ar e fogo. A ideia durou cerca de dois mil anos, até que experimentos mostraram que o ar e a água são formados por substâncias mais simples.
Referências e leitura adicional
- Brock, W. H. — The Norton History of Chemistry. W. W. Norton, 1993.
- Principe, L. M. — The Secrets of Alchemy. University of Chicago Press, 2013.
- Science History Institute — biografias históricas de Boyle, Lavoisier, Dalton e Mendeleev.
- IUPAC — Nomes dos novos elementos 113, 115, 117 e 118 (2016).