Química geral: o que é e principais assuntos

A química geral engloba as diferentes áreas do estudo dos compostos químicos, moléculas e substâncias, seja em um nível macroscópico ou microscópico, em termos de composição dos átomos, da mistura de substâncias diferentes, arranjo dos elementos químicos ou outros temas. 

Neste artigo você encontra os principais assuntos de química geral que aparecem nos vestibulares mais importantes do Brasil, como as provas do Enem, USP, Unicamp, Unesp e outros. Acompanhe agora!

O que é química geral?

A química é a parte da ciência que se dedica ao estudo da matéria em suas mais variadas formas. Desde os elementos que a constituem, com suas porções mais nanométricas e suas particularidades, até a forma como ocorre a troca de substâncias nas reações químicas de respiração e fotossíntese, essenciais para a existência de vida no planeta.

Conheça a seguir um pouco sobre as variadas vertentes da química geral, com seus nomes técnicos e tópicos mais importantes.

Atomística

A atomística estuda a menor porção da matéria: o átomo. Nela, foram descobertas as partículas subatômicas e suas particularidades: prótons são positivos, nêutrons têm carga neutra e elétrons são negativos. 

Todas essas informações foram encontradas por meio dos modelos atômicos, que existem desde a Antiguidade, com os filósofos gregos Leucipo e Demócrito. Dentre essas teorias, as mais famosas são as de Dalton, Thomson, Rutherford, Bohr e Schrodinger. 

Tabela periódica

A tabela periódica é uma das mais importantes ferramentas da química geral. Ela engloba os elementos químicos conforme suas características semelhantes, como o número de elétrons na última camada da distribuição eletrônica. 

Isso faz com que as propriedades químicas dos elementos estejam agrupadas na tabela periódica. Por exemplo, o sentido de crescimento da energia de ionização, da eletroafinidade, do tamanho dos raios atômicos, entre outros atributos.

+ Veja também: Energia de ionização do Oxigênio e do Nitrogênio: qual a menor?

Gases Nobres

A compreensão da distribuição dos elétrons na estrutura atômica permitiu que os elementos químicos fossem classificados conforme as interações que estabelecem entre si: em termos gerais, quando a última camada eletrônica possui 8 elétrons o átomo está em sua maior estabilidade possível.

Nesse sentido, os gases nobres são aqueles que possuem naturalmente 8 elétrons em sua camada mais externa, que também é chamada de camada de valência. Por essa razão não são encontrados elementos nobres reagindo com outras substâncias, na natureza. Atualmente cientistas já conseguem manipular a junção laboratorial de Xenônio e Flúor.

Ligações químicas

A interação entre os átomos permite a criação das mais variadas substâncias, que são a base de estudo da química geral. Tudo isso é pautado, em primeira instância, pelas ligações químicas que ocorrem entre os elementos químicos. 

As ligações iônicas acontecem quando os elementos químicos trocam elétrons entre si, as ligações covalentes ocorrem devido ao compartilhamento de elétrons e as ligações do tipo metálica permitem a formação de uma “nuvem eletrônica” que percorre toda a estrutura, como mostra a figura abaixo.

Geometria e polaridade molecular

Conforme o arranjo das ligações iônicas e a força de atração entre os átomos, as substâncias admitem diferentes formas no espaço. Algumas ficam mais lineares, outras formam estruturas piramidais, triangulares e com diferentes ângulos — tudo isso é estudado com a geometria molecular.

A partir da composição geométrica das substâncias, é possível entender também a relação vetorial entre as forças de atração e repulsão criadas entre os átomos — é o que chamamos de polaridade molecular. Com isso, são estabelecidos os compostos polares e apolares:

• Quando as forças entre os átomos se anulam, o composto é considerado apolar; e
• Se as componentes vetoriais de força entre os átomos possuem uma soma diferente de 0, encontrou-se uma substância polar.

Estado físico da matéria

Se a química é o estudo da matéria em suas diferentes formas de comportamento, o estado físico que uma substância assume em diferentes temperaturas e pressões é de suma importância para essa ciência. 

Para entender esse processo, foram divididas as transformações que o composto pode assumir: fusão, ebulição, solidificação, liquefação e sublimação. Tudo isso se relaciona com a conformação dos átomos, que permitem que a matéria esteja em estado sólido, líquido ou gasoso.

Oxirredução

Diante da composição eletrônica das substâncias, é possível que a reação química entre elas ocasione ganhos ou perdas de elétrons. Para isso, existe o ramo da química geral que se dedica a interpretação da oxirredução dos compostos:

• Quando o composto ganha elétrons após a reação, entende-se que ele ficou reduzido; e 
• Se a substância perde elétrons ao final da reação, considera-se que ele passou por um processo de oxidação.

Eletroquímica

Por meio da interpretação da oxirredução, trânsito de elétrons e do cálculo estequiométrico, foram criadas as pilhas e baterias. As primeiras pilhas se baseiam no conceito de que um material é oxidado, perdendo elétrons. Esses elétrons eram transferidos para outro metal, que passava pelo processo de redução.

Como o trânsito de elétrons é o princípio motor da geração de energia elétrica, percebeu-se que esse processo eletroquímico seria capaz de fornecer substrato energético para o cotidiano. 

Veja: O que cai sobre Eletroquímica no Enem?

Equilíbrio químico

O equilíbrio químico é um conceito da química geral que diz respeito às reações em que os produtos e reagentes transformam-se uns nos outros. Diante disso, é possível entender como a quantidade de compostos formados e compostos degradados pode se manter constante em um meio de estudo. 

Além disso, os equilíbrios químicos são essenciais para a garantia da vida humana: o balanço entre a quantidade de grupos ácidos e básicos no sangue deve ser precisamente regulado para garantir as nossas funções mais básicas, como o funcionamento do coração.

Termoquímica

Quando o assunto são as energias envolvidas em cada reação química, seja na quebra ou na formação das substâncias, existe um tópico da química geral que se empenha na compreensão: a termoquímica. 

Nela, são enunciadas as relações entre a liberação de energia e a espontaneidade das reações — grande parte das reações espontâneas cedem energia para o ambiente. Com isso é possível entender também se é necessário fornecer calor para que um determinado composto se forme, ou se a formação dele é quem libera calor.

Radioatividade

Quando ocorrem reações químicas, existem compostos que liberam energia e partículas subatômicas. Essas são as conhecidas interações radioativas. Além da importância química, esse estudo é essencial para a medicina, dados os exames que manipulam essa tecnologia para auxiliar na formulação de diagnósticos.

Na radioatividade, são estudados os elementos químicos que são capazes de gerar tais reações e como elas acontecem:

• Seja pela fissão do átomo, com o bombardeamento de um núcleo com nêutrons e liberação de mais partículas para atmosfera; ou
• Por meio da fusão de núcleos atômicos, com a formação de um novo núcleo, de outro elemento químico, como mostra a imagem a seguir. 

+ Veja também a história de uma importante pesquisadora para a radioatividade: Marie Curie: biografia, descobertas e citações

Soluções químicas

Quando duas substâncias são misturadas de maneira homogênea, ou seja, não podem ser separadas entre si a olho nu, elas formam uma solução química. Esse tema é de extrema importância para química geral, já que aparece em vários momentos do cotidiano: na cozinha, nos cosméticos, nos remédios, entre outros exemplos.

A proporção de um composto em relação ao outro na substância, a concentração deles dado o volume total, a interação entre duas soluções diferentes e a forma como elas podem ser separadas é de interesse dos químicos e aparece com frequência nos vestibulares. Veja com a questão abaixo:

(UnB-DF) Em um rótulo de leite em pó integral, lê-se:

A percentagem em massa indica-nos a quantidade de gramas de cada componente em 100 g de leite em pó. Calcule a concentração em massa (em g/L) de proteínas em um copo de 200 mL de leite preparado.

Com uma regra de três simples é possível saber a quantidade, em gramas, de proteínas na colher de 30g de leite em pó:

30 g de leite em pó — — — 100%
x g de proteína        — — — 30%
30*30=100.x
900/100=x
x = 9 gramas de proteína.

Como o enunciado apontou, a concentração será dada pela quantidade de proteínas em grama, dividida pelo volume de leite líquido, em litros:

quantidade de proteína/volume de leite = concentração

Vamos considerar que 1000 mL = 1 L, então:

1000 mL — 1 L 
200 mL   — y
y*1000 = 200*1
y = 200/10000
y = 0,2 L
9 gramas / 0,2 L = concentração

45 g/L = concentração de proteínas no leite

Separação de misturas

Quando compostos são misturados em um recipiente sem que haja homogeneização, eles são chamados de misturas. 

A separação de misturas trata sobre a separação entre essas substâncias de maneira a preservar ou não uma delas. Seja a mistura entre areia e pedra, água e óleo ou derivados de petróleo, por exemplo.

+ Veja mais: Como é cobrada a Separação de Misturas no Enem?

Química Orgânica

A química orgânica diz respeito aos compostos que possuem carbono e o hidrogênio como os elementos predominantes. Além disso, eles apresentam características como solubilidade, ponto de fusão, temperatura de ebulição e comportamentos ácido-básicos que se assemelham, conforme a classificação orgânica a que pertencem. 

Essas substâncias estão presentes na composição das proteínas, das células, das enzimas, das plantas, dos animais, dos fármacos, dos plásticos e outros exemplos. Por esse motivo, são amplamente cobradas nos vestibulares e no Enem.

+ Veja também: O que mais cai de química orgânica no Enem?

Funções orgânicas

Quando átomos são adicionados na cadeia carbônica de um composto orgânico de maneira não linear, encontramos as funções orgânicas. Elas são subdivididas em grupos funcionais, conforme a presença de certos elementos, como o nitrogênio, flúor e oxigênio, por exemplo. 

Para além de simples classificação, essas funções orgânicas permitem prever as características e comportamentos de determinado composto. Veja o nome das principais funções: cetonas, aldeídos, ácidos carboxílicos, alcoóis, fenóis, ésteres, éteres, amidas, haletos.

+ Veja também:
Funções oxigenadas: conceitos, usos e exemplos
Ciclo do Nitrogênio: o que é, como funciona e sua importância

Polímeros

Quando a cadeia carbônica de um material orgânico é grande e formada por diversas unidades iguais, chamadas de monômeros, encontram-se os polímeros. Eles são os principais componentes dos plásticos.

Nomes como “polipropileno” dizem respeito à presença de muitas unidades (poli) do monômero propileno. O mesmo acontece com outros compostos orgânicos, como o polietileno, poliamida, poliacrilonitrila e até mesmo os polissacarídeos, que chamamos de açúcares.

Estequiometria

Quando uma reação química é descrita, sabe-se que a matéria não pode ser perdida: foi postulado nos primórdios da química geral que as substâncias apenas se transformam. 

Diante disso, todos os átomos que aparecem como reagentes em uma interação química, devem aparecer como produtos dessa reação. Para garantir que ocorra nesse balanceamento numérico, é utilizada a estequiometria e os cálculos estequiométricos. Entenda, então, Como é cobrada a Estequiometria no Enem?.

Questões de química geral

Veja abaixo como alguns temas da química geral podem ser cobrados nos vestibulares:

(UESPI) Os representantes dos compostos dessa função orgânica são oxigenados. Têm caráter relativamente ácido, porém, menos ácido que os ácidos carboxílicos. Em geral, eles são pouco solúveis ou insolúveis em água, mas os seus sais são bem mais solúveis. Alguns são utilizados como desinfetantes e na produção de resinas. As características apontadas anteriormente estão associadas à função:

a)álcool.
b)aldeído.
c)cetona.
d)éter.
e)fenol.

A questão acima admite as funções orgânicas como tema principal, é preciso compreender as características de acidez, solubilidade e usos principais do grupo funcional. 

Dadas as informações fornecidas no enunciado da questão, é possível afirmar que tratam-se dos fenóis, que possuem um caráter levemente ácido — letra E.

(Vunesp) O naftaleno, comercialmente conhecido como naftalina, empregado para evitar baratas em roupas, se funde em temperaturas superiores a 80°C. Sabe-se que bolinhas de naftalina, à temperatura ambiente, têm suas massas constantemente diminuídas, terminando por desaparecer sem deixar resíduo. Essa observação pode ser explicada pelo fenômeno da:

a) fusão.
b) sublimação.
c) solidificação.
d) liquefação.
e) ebulição.

Essa questão trata sobre o estado físico da matéria e suas transformações. Entende-se que as bolinhas passam do estado sólido para o gasoso, já que desaparecem sem deixar resíduos. 

Se observarmos o diagrama acima, entendemos que a passagem do sólido diretamente para o estado gasoso é chamada de sublimação, como aponta a alternativa B. 

Como estudar química geral?

Para entender plenamente a química geral, é necessário seguir um cronograma que inicie o estudo desde os átomos, passando pelas características periódicas dos elementos, as interações entre eles e a influência das ligações químicas na geometria das moléculas.

Depois, então, será possível compreender a dimensão da mistura de substâncias, formação de soluções e, finalmente, os compostos orgânicos.

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