Nos últimos dois mil anos, percorremos um longo caminho na ciência. Não pensamos mais que tudo é feito de água ou fogo, por exemplo, ou que o corpo humano é composto de apenas quatro elementos. O campo da química contribuiu muito para esse desenvolvimento, e essa disciplina nos deu um pouco de nosso conhecimento básico do mundo.
Podemos considerar todas essas coisas agora: que o mundo é feito de minúsculas partículas, que você pode queimar coisas como carvão para obter calor. Mas não apenas isso: a química revolucionou a maneira como vivemos nossas vidas – nos oferecendo tecnologias que vão desde a radiação até os painéis solares e a tinta em jeans.
Se muitas pessoas pensam que a química é para o acadêmico, o professor ou o cientista esquisito trajando seu jaleco branco e seus grandes óculos redondos, é importante lembrar que ela é muito mais do que isso e que esses químicos esquisitos mudaram sua vida de mais maneiras do que você provavelmente imagina. Confira a seguir, algumas das mentes mais brilhantes da história da química e descubra o quão cruciais foram suas descobertas para as suas épocas.
Robert Boyle (1627-1691)
Coube ao irlandês Robert Boyle imprimir à química moderna uma orientação metodológica baseada na precisão das medidas e na racionalidade das deduções experimentais. Boyle defendia o uso da publicação detalhada dos trabalhos científicos e a aplicação de experiências controladas para comprovar fatos, abordando tanto o ponto de vista quantitativo quanto o qualitativo. O prefixo alchemy (alquímia) foi eliminado por ele, e a partir daí esse campo de estudo passou a ser denominado de chemistry (química), pois começou a ter uma natureza de ciência realmente, com um discurso cada vez mais concreto e quantitativo. Seus conceitos foram firmados no livro O Químico Cético, publicado em 1661. Na obra, ele ataca a teoria aristotélica dos quatro elementos (terra, ar, fogo e água) e também os três princípios (sal, enxofre e mercúrio) propostos por Paracelso. Com a colaboração de Robert Hooke, Boyle construiu uma bomba pneumática, que permitiu demonstrar a impossibilidade de se obter o vácuo absoluto. Analisando o ar, descobriu que ele serve de meio para a propagação do som; que é constituído de partículas minúsculas que se movem no vácuo; e que seu volume é inversamente proporcional à pressão a que é submetido, dando origem à lei que leva o seu nome. Boyle também foi o fundador da Royal Society e o mecenas que pagou os custos da publicação do Principia de Isaac Newton.
Antoine Lavoisier (1743-1794)
Antoine Lavoisier é o “pai da química moderna” e o maior químico experimental antes de Michael Faraday. Lavoisier era incrivelmente prolífico. Ele nomeou os elementos carbono, hidrogênio e oxigênio; descobriu o papel do oxigênio na combustão e na respiração; estabeleceu que a água é um composto de hidrogênio e oxigênio; previu a existência do silício; descobriu que o enxofre é um elemento e ajudou a continuar a transformação da química de uma ciência qualitativa em uma ciência quantitativa. Além disso, ele ajudou na construção do sistema métrico, escreveu a primeira lista de elementos químicos e colaborou na reforma da nomenclatura química. Por fim, ele descobriu que apesar da matéria mudar sua forma, a massa continuava a mesma, o que mais tarde ficaria imortalizado pela frase popular: “Em uma reação química feita em recipiente fechado, a soma das massas dos reagentes é igual à soma das massas dos produtos”. Além da pesquisa científica, Lavoisier trabalhou em outros campos. Aos 26 anos, ele comprou uma empresa que arrecadava impostos para o governo francês. Feito isso, ele tentou reformar a legislação tributária para ajudar os contribuintes mais pobres. Ele também serviu na comissão da pólvora do governo, melhorando consideravelmente a qualidade da pólvora francesa. Em 1794, foi condenado à morte pelos revolucionários da Revolução Francesa. As acusações forjadas contra ele incluíam roubar dinheiro do Tesouro francês e dá-lo aos inimigos da França. Ele morreu guilhotinado aos 50 anos em Paris.
John Dalton (1766-1844)
John Dalton foi um dos primeiros cientistas a defender que a matéria é feita de pequenas partículas, os átomos. Suas observações experimentais permitiram-lhe elaborar teorias sobre o vapor d’água e misturas de gases, apresentando em 1801 sua lei das pressões parciais: em uma mistura de gases, cada componente exerce a mesma pressão como se estivesse solitária no recipiente que a contém. Dalton concluiu que toda a matéria, não apenas gases, deve se consistir de diminutas partículas. Reviveu, assim, a antiga teoria atômica e elaborou a primeira tabela de pesos atômicos, anunciando seus resultados em 1803. Sua teoria atômica afirmava que todos os átomos de um elemento particular são idênticos; que átomos de elementos diferentes têm propriedades diferentes (suas massas são diferentes e suas reações químicas são diferentes); e que átomos não podem ser criados, destruídos ou divididos. Embora tenhamos aprendido que átomos do mesmo elemento podem ter diferentes massas (isótopos) e podem ser divididos em reações nucleares, a maior parte da Teoria Atômica de Dalton se mantém hoje, mais de 200 anos depois que ele a descreveu. É a base sobre a qual a química moderna foi construída.
Amedeo Avogadro (1776-1856)
A famosa lei (às vezes chamada de hipótese) de Avogadro impulsionou a Física e a Química a patamares mais elevados. Isso é digno de nota porque Avogadro viveu em uma época em que os termos “átomo” e “molécula” eram usados alternadamente. Ele tentou arrumar as coisas: começando de onde Gay-Lussac e Dalton pararam. No processo, ele deu início a uma nova era da física de partículas. Suas pesquisas estavam tão à frente de seu tempo que seus contemporâneos não demonstraram interesse por elas. Foi depois de três anos, quando Ampère redescobriu algumas deles, que os cientistas as reconsideraram. Uma série de experimentos de Química Orgânica que Auguste Laurent e Charles-Frédéric Gerhardt conduziram posteriormente, apoiaram a afirmação de Avogadro de que volumes iguais de todos os gases contêm o mesmo número de moléculas (a temperatura e pressão constantes). Vários anos mais se passariam antes que a profundidade das realizações de Avogadro fosse totalmente apreciada. No entanto, suas contribuições consolidaram seu lugar como um dos fundadores da Teoria Molecular. Em sua homenagem, o número de átomos em um mol de qualquer substância é conhecido como constante de Avogadro, cujo valor é igual a 6,02214076 x 1023. Avogadro não calculou este número, mas sua existência decorre logicamente de sua hipótese e trabalho.
Joseph Louis Gay-Lussac (1778-1850)
Joseph Louis Gay-Lussac tinha uma curiosidade insaciável: uma característica que o predispôs a se tornar um dos maiores experimentadores do século XIX. Com a ajuda de balões cheios de hidrogênio, ele subiria alguns quilômetros acima do nível do mar para coletar amostras de ar fresco para análise. Foram muitas dessas análises que o levaram a descobrir que, quando os gases reagem a temperatura e pressão constantes, eles se combinam em volumes que estão em proporções simples; e ao volume do produto (se gasoso). Essa lei do gás ficou conhecida como Lei de Combinação de Volumes de Gay-Lussac e forneceu pistas que inspiraram Avogadro a apresentar sua própria hipótese inovadora, após novas investigações. Além de trabalhar com gases, Gay-Lussac fez outras contribuições notáveis para a química. Ele descobriu o boro, junto com Louis Jacques Thénard e Humphry Davy. E enquanto colaborava com Alexander von Humboldt, descobriu que a água é composta por duas partes de hidrogênio e uma parte de oxigênio por volume. Ele também cunhou os termos: “bureta” e “pipeta” após desenvolver versões aprimoradas de ambos. Suas análises quantitativas de álcoois levaram a França e vários outros países a adotarem “graus Gay-Lussac” como a medida percentual por volume padrão para o etanol.
Humphry Davy (1778-1829)
Na virada do século XIX, a eletricidade estava em alta. As pessoas se dedicavam a fazer baterias e as conectavam a qualquer coisa, só para ver a reação. A eletricidade era como uma nova espécie de fogo. Um dos grandes viciados em baterias na época era Humphry Davy, um químico inglês autodidata. Em 1807, Davy estava realizando um experimento com baterias em seu laboratório. Ele derreteu um pouco de carbonato de potássio, um mineral encontrado no solo que também constitui as cinzas de uma madeira. Os químicos especulavam que o carbonato de potássio era um composto formado por diversos elementos, mas não conseguiam provar isso. Davy queria ver se a eletricidade poderia ter a resposta. Ele instalou alguns fios vindo de uma das baterias maiores ao carbonato de potássio derretido e o potássio puro começou a surgir. Davy havia descoberto o poder da eletricidade de reagir com substâncias químicas e transformá-las. Consequentemente, a eletroquímica levou ao surgimento da indústria do alumínio e à produção de painéis solares, semicondutores, mostradores digitais e até baterias de lítio recarregáveis. Um fato curioso é que seu assistente de laboratório, Michael Faraday, desenvolveu seu trabalho e no final tornou-se mais famoso e influente que ele.
Jacob Berzelius (1779-1848)
Jacob Berzelius foi um dos fundadores da química moderna. Ele foi a primeira pessoa a medir pesos atômicos precisos para os elementos, o que ajudou a confirmar a Teoria Atômica de Dalton e se tornou a base da tabela periódica de Mendeleev. Ele também descobriu três elementos químicos (cério, tório e selênio), identificou e nomeou o fenômeno da catálise e descreveu como ligações químicas podem se formar por atração eletrostática – hoje em dia chamadas ligações iônicas. Berzelius também ajudou a tornar a química sistemática. Na sua época, os elementos tinham nomes diferentes dependendo da língua nativa do cientista envolvido. Não havia uma abordagem consistente. Berzelius concebeu o sistema que usamos agora, empregando uma ou mais letras para representar os elementos. “Ferro”, “Järn” em sueco, “Eisen” em alemão, “Fer” em francês e “Ferrum” em latim, ganhou o símbolo Fe. “Mercúrio”, “Kvicksilver” em sueco, “Quecksilber” em alemão, “Mercure” em francês e “Hydrargyrum” em latim ganhou o símbolo Hg. E “Estanho”, “Tenn” em sueco, “Zinn” em alemão, “Étain” em francês e “Stannum” em latim ganhou o símbolo Sn.
Michael Faraday (1791-1867)
Michael Faraday foi principalmente um experimentalista, tendo sido descrito como o “melhor experimentalista na história da ciência”, mesmo não conhecendo matemática avançada, como cálculo infinitesimal. Suas grandes contribuições para a ciência tiveram grande impacto sobre o entendimento do mundo natural. Na química, foi ele quem descobriu o benzeno, produziu os primeiros cloretos de carbono conhecidos (C2Cl6 e C2Cl4) e ajudou a expandir os fundamentos da metalurgia e da metalografia. As suas experiências garantiram o sucesso na liquefação de gases nunca antes liquefeitos (dióxido de carbono e cloro entre outros). Isso tornou possíveis novos métodos de refrigeração cujos princípios continuam a ser utilizados nos modernos refrigeradores domésticos. Talvez a sua maior contribuição tenha sido virtualmente fundar a eletroquímica em conjunto com seu mentor Humphry Davy, descobrindo as leis da eletrólise (que levam o seu nome) e criando termos como eletrólito, ânodo, catodo, eletrodo, e íon. Faraday veio de uma família muito pobre e tornou-se um dos maiores cientistas da história. Sua realização foi notável em uma época em que a ciência era geralmente reservada a pessoas nascidas em famílias ricas. A unidade de capacitância elétrica é denominada farad em sua homenagem.
Dmitri Mendeleev (1834-1907)
Dmitri Mendeleev era apaixonado por química. Seu desejo mais profundo era encontrar uma maneira melhor de organizar essa área da ciência. O desejo de Mendeleev o levou à descoberta da lei periódica e à criação da tabela periódica, um dos símbolos mais icônicos da ciência que quase todos o reconhecem instantaneamente. Os impactos dos trabalhos de Mendeleev em Química e Física foram enormes. Com eles, ficou mais fácil antecipar as propriedades, os comportamentos e a natureza não apenas dos elementos, mas também de seus compostos e misturas. Mesmo hoje, qualquer estudante que entenda a tabela periódica terá pouco ou nenhum problema em compreender outros aspectos da química. Mendeleev também fez contribuições importantes (mas menos conhecidas) para os campos da geologia, meteorologia e hidrodinâmica. Além de introduzir o sistema métrico de medições na Rússia, Mendeleev ajudou a fundar a Sociedade Química Russa. A cratera lunar Mendeleev leva seu nome; e também o elemento transurânico radioativo chamado mendelévio.
Henri Becquerel (1852-1908)
Pierre Curie (1859-1906)
Marie Curie (1867-1934)
Em 1896, Henri Becquerel conduziu uma série de experimentos para verificar se vários minerais emitiam radiação. A partir de seus experimentos, Becquerel conseguiu provar de forma conclusiva a descoberta da fonte dos misteriosos raios radioativos que todos os cientistas procuravam: o urânio. Depois de Becquerel, a pesquisa sobre a radioatividade foi levada adiante por Marie Curie e seu marido Pierre Curie. Eles assumiram a tarefa de isolar quaisquer elementos responsáveis pela radioatividade do minério de urânio. Durante dois anos, os Curie ferveram, filtraram e processaram várias toneladas de minério de urânio. Finalmente, eles conseguiram isolar dois novos elementos contidos no minério: o rádio e polônio. Marie Curie concluiu que o rádio era um milhão de vezes mais radioativo que o urânio e determinou que a misteriosa forma de energia que permitia que a radioatividade penetrasse em outros materiais não era resultado de um processo químico, mas de um processo atômico. Infelizmente, suas descobertas custaram um alto preço. Naquela época, os perigos da exposição à radioatividade não eram muito conhecidos, e em 1934 Marie Curie morreu de leucemia, provavelmente devido à intoxicação causada pela radiação. Desde as descobertas de Becquerel, Pierre e Marie Curie, aprendemos muito sobre a radioatividade. Ela nos deu os diagnósticos por imagem, um tratamento para os tumores, um método de calcular a idade da Terra e uma fonte de energia para que as espaçonaves pudessem explorar o Sistema Solar.
Gilbert Lewis (1875-1946)
No início do século XX, os cientistas queriam entender o mecanismo que permitia que átomos de certos elementos se combinassem com átomos de outros elementos para formar novas substâncias. O químico norte americano Gilbert Lewis desenvolveu um modelo de átomo que forneceu a resposta. Foi ele quem explicou que os elétrons e as ligações químicas dos átomos não estavam no núcleo e que os elétrons orbitam em camadas ao redor do núcleo. No modelo atômico de Lewis, cada camada permitia apenas um número máximo de elétrons. Dois elementos químicos poderiam se combinar para formar um composto quando cediam ou aceitavam elétrons dos seus orbitais externos. Por exemplo: quando um único átomo de sódio cede o elétron de sua última camada e a última camada de um átomo de cloro o aceita, essa troca permite que os dois se liguem e formem o composto cloreto de sódio, o sal de cozinha. A descoberta da ligação covalente por Gilbert Lewis permitiu que os cientistas começassem a fazer milhões de compostos químicos, que moldaram a face da vida moderna. Lewis também contribuiu com sucesso para termodinâmica química, fotoquímica e separação isotópica, e é conhecido por seu conceito de ácidos e bases. Embora tenha sido indicado 41 vezes, ele nunca ganhou o Prêmio Nobel de Química, resultando em uma grande polêmica e injustiça do Prêmio Nobel.
Linus Pauling (1901-1994)
Linus Pauling sempre foi aclamado como um dos cientistas mais importantes que já existiram. Ele essencialmente inventou, sozinho, o que agora conhecemos como biologia molecular, o estudo de coisas como proteínas e ácidos no corpo. Ele foi pioneiro na aplicação da Mecânica Quântica em química e, em 1954, foi premiado com o Nobel de Química pelo seu trabalho relativo à natureza das ligações químicas. Durante as suas investigações esteve perto de descobrir a estrutura em hélice dupla do DNA, descoberta essa efetuada mais tarde por James Watson e Francis Crick, em 1953. Ele é ainda referenciado como sendo um académico versátil, devido à sua intervenção e perícia em campos diversos como a química inorgânica, química orgânica, metalurgia, imunologia, anestesiologia, psicologia e radioatividade, trazendo contribuições especialmente significativas nas fronteiras entre as ditas áreas. Pauling recebeu o Nobel da Paz de 1962, pela sua campanha contra os testes nucleares e é a única personalidade a ter recebido dois Prêmios Nobel não compartilhados. As outras personalidades que receberam dois Prêmios Nobel foram Marie Curie (Física e Química), John Bardeen (ambos em Física) e Frederick Sanger (ambos em Química).
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*Henri Becquerel, Pierre Curie e Marie Curie compartilham a mesma posição e biografia na lista por dividirem historicamente o crédito pela descoberta da radioatividade.
