Descartes: o conceito de quantidade de movimento e polêmica com Leibniz.

René Descartes (1596-1650) enunciou o conceito de quantidade de movimento, a qual ele chamava de força do movimento. A quantidade de movimento, que Descartes chamava de força do movimento, seria, por conseqüência, conservada na totalidade do Universo:

“Deus, em sua onipotência, criou a matéria ao mesmo tempo que o movimento e o repouso de suas partes, e graças à sua cotidiana influência, Ele mantém tanta quantidade de movimento no Universo hoje quanto Ele colocou quando o criou.''

Sua definição de quantidade de movimento, muito próxima da atual não inclui a direção do movimento.
Quando Descartes afirmou, em sua primeira lei sobre o movimento, que a quantidade de movimento total do Universo permaneceria constante, ele provavelmente não imaginava que esta, seria, séculos mais tarde, um dos princípios mais importantes da física, como já dissemos. Mas hoje sabemos que esta verdade se aplica em qualquer sistema, conjunto de corpos, e não somente no Universo, como limitou Descartes.
Sua definição de quantidade de movimento, muito próxima da atual, seria equivalente a
Q = m.v
ou seja, não inclui a direção do movimento.

Veja também o enunciado da sua Terceira Lei da Natureza:
``Terceira lei da natureza: que um corpo, entrando em contato com um outro mais pesado, não perde nada de seu movimento, mas entrando em contato com um mais leve, perde tanto quanto o transfere ao corpo mais leve.''

Como se pode notar, a segunda parte desta lei está fisicamente incorreta, devido à definição cartesiana de momentum. A inversão de velocidade do corpo menor é uma variação da quantidade de movimento, embora o produto massa x velocidade permaneça constante.
Descartes escolheu o produto da massa e da velocidade de um objeto em movimento. Ele chamou isso de “momentum”.
De acordo com Descartes, se dois objetos (com massa m1 e m2 e velocidades v1 e v2) colidem, a quantidade m1 v1 +m2 v2 é a mesma antes e depois da colisão, mesmo que as velocidades individuais dos objetos tenha sido alterada.é a mesma antes e depois da colisão, mesmo que as velocidades individuais dos objetos tenha sido alterada. A controvérsia sobre isso persistiu por três décadas .
Em 1686 o grande matemático e filósofo alemão Gottfired Wilhelm von Leibniz (1646 1716), insistiu que a lei de conservação de Descartes m1 v1 +m2 v2 =constante estava incorreta e afirmou que a lei de conservação que estava correta era a da “vis viva”(força viva), o nome usado para a quantidade mv2.
Atualmente sabemos que ambos , Descartes (1644) e Leibniz (1686) estavam parcialmente certos e parcialmente errados, enquanto Huygens estava mais próximo da verdade. A quantidade “mv”é agora chamada de momentum e a relação m1 v1 +m2 v2 =constante é correta somente se o sentido do movimento se mantiver. A grandeza “vis viva”, nós agora expressamos por ½ mv² e chamamos de energia cinética de um objeto em movimento, e sabemos que esta “vis viva” é conservada numa colisão elástica.

A lei de conservação da quantidade de movimento mostra que quando um sistema é nulo, ou seja, isento de forças externas, a quantidade de movimento total do sistema permanece sempre a mesma.

Filosoficamente, Leibniz criou um sistema de pensamento próprio, de certa forma, contrário ao de Descartes, pois acreditava que, para a concepção do Universo, não bastavam apenas a extensão e o movimento da matéria, mas era necessário também introduzir algumas idéias metafísicas, como o esforço, a vontade e a alma.
A procura por regularidades, por algo que se conserva, por perfeições da natureza, é motivo que sempre despertou o interesse do homem, pois, ao reconhecer a natureza como obra divina, num período onde religião e ciência eram coisas indissociáveis, não havia nada mais lógico do que a busca da perfeição nos movimentos, nas trajetórias, nas quantidades constantes das grandezas, dentre outros.

J.Chadwick: conservação da quantidade de movimento para determinar a massa do neutron

Físico inglês, recebeu o Prêmio Nobel de Física em 1935 pela descoberta do nêutron. Trabalhou com o famoso cientista E. Rutherford, investigando a natureza dos números atômicos.
Nêutrons - 1932 James Chadwick membro da equipe, de Rutherford, descobre os nêutrons, partículas nucleares com a mesma massa do próton mas com carga elétrica neutra.
Conhecedor das idéias de Rutherford, Chadwick percebeu que essa nova radiação constituía, ou melhor, tinha fortes indícios de ser a partícula procurada por seu colega, pois ela deveria ter carga nula,por atravessar facilmente as folhas de metais, indicando que não interagia. Também teria massa elevada e assim energia suficiente para arrancar os núcleos de hidrogênio (prótons) do bloco de parafina. O bloco de parafina, que como se sabe é rica em Hidrogênio. Os prótons foram identificados usando uma câmara de nuvens, também conhecida como câmara de Wilson. As energias dos prótons foram determinadas através dos seus alcances em diferentes gases introduzidos na câmara. Com base em massas dos átomos dos gases, já determinados anteriormente, Chadwick conclui que se, de fato, uma partícula de carga nula e massa próxima ao do próton. Estava assim descoberto o NÊUTRON, o mais novo constituinte da matéria. Mais uma vez a física passava por uma nova revolução e a natureza era vista de outra maneira.
Agora, o átomo que há menos de 40 anos era algo indivisível, passava a ser constituído por três
partículas: elétron, próton e nêutron.
Assim, o Nitrogênio passou a ser constituído por 7 prótons e 7 nêutrons no núcleo, portanto 14
partículas, e com 7 elétrons girando ao redor. Como prótons e nêutrons têm spin ½ , o núcleo pode ter spin inteiro de acordo com as observações experimentais.
Também estava desvendada a constituição da radiação a, que já se sabia ser o núcleo do átomo de He, passava a ser composto por dois prótons e dois nêutrons e, compreendendo ainda melhor a transmutação dos elementos. Porém, ainda não se sabia porque somente algumas substâncias irradiavam naturalmente.

Conservação da Quantidade de Movimento

O produto da massa m de um corpo por sua velocidade v é uma grandeza denominada quantidade de movimento do corpo. Um caminhão se 4 toneladas movendo-se a 5 quilômetros por hora, tem a mesma quantidade de movimento que um carro de 2 toneladas se movendo a 10 quilômetros por hora. Conservação da quantidade de movimento.
A energia não é a única grandeza que se conserva nos fenômenos físicos. Também se conserva a quantidade de movimento. Sempre que um corpo ganha quantidade de movimento, algum outro deve perder igual quantidade de movimento. Jogue uma bola contra outra igual, em repouso. Se a segunda bola é atingida em cheio ela sai com toda a quantidade de movimento, ficando a outra parada. Se você atinge uma bola de beisebol com o taco, este perde velocidade, enquanto a bola sai velozmente.
A perda de quantidade de movimento do taco é igual à quantidade de movimento ganha pela bola. Quantidade de movimento nunca é criada ou destruída. Sempre que um corpo ganha quantidade de movimento, outro corpo perde igual quantidade de movimento. Essa é a lei da conservação da quantidade de movimento.
Os cientistas acreditam que existe atualmente no Universo a mesma quantidade de movimento que há um bilhão de anos. Quando você dá um tiro de espingarda a quantidade de movimento para a frente, positiva, da bala, é igual à quantidade de movimento para trás, negativa, da espingarda.
A soma das duas, positiva e negativa, é nula, como era nula a quantidade de movimento antes do tiro. O tiro não produz nenhuma quantidade de movimento. A quantidade de movimento positiva de um foguete é igual à quantidade de movimento negativa dos gases que são ejetados para trás.
A lei que exprime a conservação da quantidade de movimento é válida qualquer que seja o número de objetos, e independe de suas dimensões. Ela se aplica tanto às partículas fundamentais (que são muito menores que o átomo) quanto às colisões de veículos e às galáxias. Ela é válida quer os corpos permaneçam unidos após o choque, quer saltem depois de se tocarem.

As mulheres e a química

Assim como as demais “ciências exatas”, a química, até algum tempo atrás, tratava-se de uma ciência praticada quase que exclusivamente por homens. Muitas mulheres, contudo, ao longo da história dessa ciência têm, direta ou indiretamente, contribuído para o seu progresso.
Desde 1901, apenas três mulheres – Marie Curie, sua filha Irène Joliot-Curie e Dorothy Hodgkin – receberam o prêmio Nobel de Química. Além de terem recebido o prêmio Nobel, outros dois pontos em comum podem ser apontados na vida dessas mulheres: todas demonstraram precocemente interesse pela ciência, tendo crescido num ambiente intelectual bastante estimulante, em função das atividades exercidas por seus pais e amigos de família, o que demonstra a influência marcante do meio no despertar das vocações. Além disso, tiveram notável participação política nas questões sociais mais importantes de sua época.

Marie Curie

Filha de intelectuais, sendo o pai professor e a mãe diretora de uma escola para moças, Marie Curie nasceu em Varsóvia, Polônia, em 7 de novembro de 1867. Em função de uma fracassada insurreição polonesa contra os russos em 1873, sua família sofreu perseguições políticas, atravessando momentos de grande dificuldade financeira. Esses fatos parecem ter tido forte influência sobre Marie, que demonstraria sempre, ao longo de sua vida, ser possuidora de espírito combativo e empreendedor.
Marie, atendendo pedido de sua irmã Bronia, foi juntar-se a ela em Paris, onde conheceu Pierre Curie, seu futuro esposo. Marie recebeu o Prêmio Nobel de Física em 1903, juntamente com seu marido Pierre e Henry Becquerel, por suas pesquisas em radioatividade (neologismo introduzido pela própria Marie). Marie e Pierre isolaram o rádio e o polônio em 1898, com este último recebendo seu nome em homenagem à pátria natal da cientista. O Prêmio Nobel de Química de 1911 lhe foi conferido “pelos serviços prestados ao avanço da Química pela descoberta dos elementos rádio e polônio”. Marie foi a primeira mulher a se tornar professora na Sorbonne, e também a primeira cientista a receber dois prêmios Nobel. Faleceu tuberculosa e quase cega, em um sanatório nos Alpes franceses, em 7 de julho de 1934, em conseqüência das fortes doses de radiação a que ficou submetida durante os vários anos de trabalho.

Irène Joliot-Curie

Irène Joliot-Curie recebeu o Prêmio Nobel de Química em 1935, “em reconhecimento por sua síntese de novos elementos radioativos”, feita ao bombardear alumínio com partículas alfa. Após a remoção da fonte das partículas, observou que o alumínio, depois de expelir nêutrons, continuava a emitir radiações, as quais foram atribuídas a um isótopo radioativo de fósforo (isótopo até então desconhecido), não encontrado na natureza.
Filha mais velha do casal Curie, cresceu num ambiente intelectual efervescente, propiciado não apenas pelos próprios pais, mas também pelos amigos destes, como Jean Perrin e Paul Langevin, que trabalhavam em física atômica, ainda pouco conhecida na época. Os filhos das famílias Perrin, Langevin e Curie não freqüentavam a escola primária pública, como a maioria das crianças, tendo como professores os próprios pais.
Como estudante de química na Sorbonne, Irène ficou cada vez mais envolvida nos esforços de guerra durante o primeiro conflito mundial, tendo auxiliado a mãe nas unidades móveis de radiologia, ao atuar como enfermeira. Em 1938, enquanto bombardeava átomos de urânio com nêutrons, detectou a produção de um elemento radioativo com meia-vida de 3,4 horas. Otto Hahn, ao repetir seus experimentos, sugeriu que o fenômeno devia-se à divisão do núcleo do urânio em dois outros núcleos, de massas aproximadamente idênticas. Irène esteve, portanto, muito perto de descobrir a fissão nuclear. Porém, como ocorrido com a descoberta do nêutron em 1932, por James Chadwick, a interpretação correta de seus experimentos foi efetuada por outros, que receberam as glórias.
Depois da rendição francesa para a Alemanha em 1940, permaneceu em Paris ao lado do marido, que havia ingressado no movimento de resistência. Em 1944, foi enviada, juntamente com os filhos, para a Suíça, uma vez que a organização de resistência temia represálias, caso Fréderic fosse preso. Foi nomeada chefe da “section chimie” da Comissão Francesa de Energia Atômica, em 1946. Sendo vítima da chamada Guerra Fria, teve sua entrada nos Estados Unidos negada em 1952, e seu pedido de filiação à American Chemical Society foi rejeitado em 1953. Morreu de leucemia, causada pela radiação à qual ficou submetida durante tantos anos.

Dorothy Hodgkin

Dorothy Mary Crowfoot Hodgkin nasceu no Cairo, Egito, filha de pais ingleses: John Winter Crawfoot, inspetor do Ministério da Educação e Grace Mary Hood Crowfoot, destacada botânica. Em função das atividades exercidas por seus pais, Dorothy viajou bastante e teve acesso a uma formação rica e variada.
Já aos dez anos de idade, ao ser introduzida aos estudos de química, Dorothy encantou-se com a beleza e elegância dos cristais, proporcionadas pela simetria de suas estruturas. Em 1923, após visita ao Wellcome Laboratory, onde trabalhava A.F. Joseph (um amigo de seu pai), Dorothy montou um “laboratório” no sótão de sua casa. Em 1925, sua mãe deu-lhe de presente o livro Concerning the nature of things, de sir Wiliam Henry Bragg, intensificando seu interesse pelos cristais.
Estudou em Oxford, transferindo-se, após sua graduação, para Cambridge, onde trabalhou com John D. Bernal. Doutorou-se em 1937 com uma tese sobre química e cristalografia dos esteróides. A Segunda Guerra Mundial terminou por criar uma grande demanda pela penicilina, motivando Dorothy a estudar derivados dessa molécula, uma vez que informações sobre sua estrutura poderiam ser de grande ajuda no desenvolvimento de métodos para sintetizá-la em grandes quantidades. Uma substância similar à penicilina, sendo porém estável em meio ácido, é a cefalosporina C, que tornou-se também objeto de estudo do grupo liderado por Dorothy. Ao longo de todos esses estudos, muitas técnicas novas foram introduzidas, expandindo os usos da cristalografia.
Dorothy recebeu o Prêmio Nobel de Química em 1964, por seus trabalhos na determinação estrutural de várias moléculas biológicas, entre estas a vitamina B12 e a penicilina, tendo também determinado a estrutura da insulina. Foi presidente da Conferência Pugwash sobre ciência e assuntos mundiais, nos anos 70. Faleceu em 1994.

Armas Químicas

As armas químicas são baseadas em substâncias químicas que possuem propriedades tóxicas. As armas químicas diferem de armas convencionais ou nucleares porque seus efeitos destrutivos não são principalmente decorrentes da força explosiva. A categoria de armas químicas pode incluir, além das armas químicas propriamente ditas, também aquelas que utilizam prevalentemente venenos de origem biológica.
A utilização de uma arma química visa vantagens táticas imediatas aliadas a uma estratégia a longo prazo. É usada basicamente com os intuitos de:
* Interditar o terreno.
* Impedir o reagrupamento das forças inimigas.
* Permitir o ataque a uma posição fechada.
* Estender o alcance a grandes áreas, uma vez que devido à sua mobilidade, o gás toxico pode formar nuvens 5 a 25 vezes mais ampla do que a área de aplicação.
Os gases podem ser espalhados por obuses de artilharia, ogivas de mísseis, ou bombas de aviação.
As substâncias químicas utilizadas nesse tipo de arma são capazes de matar ou causar danos a pessoas e ao meio ambiente. Alguns exemplos são o gás mostarda, o cloro (Cl2), o ácido cianídrico(HCN), o gás sarim, o agente laranja ou o Napalm. Têm sido utilizadas tanto para reprimir manifestações civis - como é o caso do gás lacrimogêneo - quanto em grandes conflitos.

Gás mostarda

Este gás é causador de graves irritações na pele e nos olhos, comumente conhecido como agente pustulento. O gás mostarda também causa supressão da medula óssea e lesão neurológica e gastrointestinal, provocando também mudanças celulares em poucos minutos de contato. Não existe antídoto para a exposição ao gás mostarda. É incolor no estado puro, no entanto, ele é encontrado geralmente, na sua forma impura, sendo assim, possui uma coloração que varia de amarelo a marrom, possuindo um odor característico de alho ou mostarda. Sua fórmula molecular é C4H8Cl2S. Seu ponto de fusão é -217°C; seu ponto de ebulição é -13°C; e sua massa molar vale 159,07 g/mol.

Sarin

Possui a fórmula molecular C4H10FO2P.
Ele é um composto orgânico do tipo organo fosforado. Sendo usado desde a Segunda Guerra Mundial, ele age de maneira rápida e é muito tóxico, sendo que ele sofre variação com o pH do meio, ou seja, a sua meia vida, à temperatura de 25°C sofre queda com a diminuição ou com a elevação do pH, sendo ele, atuante na sua forma mais 'potente' com pH do meio entre 2 e 8, aproximadamente, sendo assim, ele age bem em pH ácido. A sua meia vida é contada em horas. O ácido fosfórico age como catalisador, sendo a temperatura também ajudante na velocidade de hidrólise do composto. O Sarin pode ser utilizado em mísseis, por exemplo, sendo colocado em mistura com outros compostos, entre eles o isopropanol, o isopropalamina com ácido fluorídrico, geralmente. Essa substância apresenta ponto de fusão de -56°C; ponto de ebulição de 147°C; e densidade de 1,089.

A guerra química moderna surge na I Guerra Mundial, para superar a luta nas trincheiras, derrotando o inimigo com gases venenosos. No conflito, as armas químicas mataram ou feriram cerca de 800 mil pessoas. Durante a Segunda Guerra Mundial, também foram utilizadas armas químicas. As armas químicas mais temidas são os Agentes organofosforados, que agem sobre o sistema nervoso, bastando pequenas quantidades sobre a pele para provocar convulsões e morte. Se o conceito de arma química for ampliado, também pode ser incluído o herbicida Agente laranja, sem efeito imediato em seres humanos, que foi usado pelos norte-americanos na Guerra do Vietnã. Na guerra entre Irã e Iraque (1980-1988), os iraquianos usaram armas químicas contra o inimigo e voltaram a usá-las posteriormente, em 1991, contra aldeias curdas do norte do país.

A Convenção de Armas Químicas (CWC) é conseqüência do Protocolo de Genebra de 1925, que proíbe o uso de gases tóxicos e métodos biológicos para fins bélicos. Vários países assinaram o acordo, antes da II Guerra Mundial, quando foram interrompidas as negociações. A discussão do protocolo só foi retomada com o fim da Guerra Fria. Finalmente, em 1993, a CWC foi concluída, sendo adotada a partir de abril de 1997. No mês seguinte foi criada a Organização para a Proibição de Armas Químicas, encarregada de supervisionar a destruição de arsenais químicos e assegurar a não-proliferação de armas químicas, com exceção do gás lacrimogêneo para conter revoltas e tumultos, medida considerada pacificadora.
Há, entretanto, outros produtos químicos usados para fins militares e que não estão listados na Convenção, tais como:
· Desfolhantes, que destroem a vegetação mas cujos efeitos tóxicos sobre os seres humanos não são imediatos, como o agente laranja
· Incendiários ou explosivos, como napalm, também extensivamente usado pelos Estados Unidos no Vietnã.
· Vírus, bactérias ou outros organismos, cujo uso é classificado como guerra biológica. As toxinas produzidas por organismos vivos podem ser consideradas armas químicas, já que envolvem processos bioquímicos, porém são objeto da Convenção de armas biológicas.
Até 20 de novembro de 2008, apenas Angola, Bahamas, Coréia do Norte, Egito, Iraque, Israel, Myanmar, República Dominicana, Síria e Somália não tinham ratificado a Convenção.

Karl Landsteiner: descoberta dos grupos sanguíneos

Karl Landsteiner anuncia a descoberta dos principais grupos sanguíneos, ao notar que os eritrócitos de algumas pessoas ficavam aglutinados quando em contacto com o plasma ou soro de outras. Foi a descoberta da substância A e B do Sistema AB0, que, três anos mais tarde, ele próprio classificou em A, B e 0. Em 1907 realizaram-se pela primeira vez provas de compatibilidade antes de uma transfusão.

O sangue possui antígenos e anticorpos

Existem em nosso sangue certos tipos de glóbulos brancos, chamados linfócitos, cuja função é produzir proteínas especiais denominadas anticorpos. Quando microorganismos ou substâncias estranhas, denominadas genericamente antígenos, penetram em nosso corpo, os linfócitos entram em ação e passam a produzir anticorpos contra os invasores. Em geral, a reação do anticorpo com o antígeno acaba causando a destruição ou a inativação dos antígenos. Essa reação de defesa é fundamental para proteger nosso organismo contra o constante assédio de microorganismos causadores de doenças.

Incompatibilidade sangüínea no sistema ABO

Landsteiner percebeu que as hemácias ou glóbulos vermelhos do sangue podem ter, ou não, aderidos em suas membranas, dois tipos de antígenos, A e B, nos quais podem existir quatro tipos de hemácias:

• A: apresentam apenas antígeno A;

• B: apresentam apenas antígeno B;

• AB: apresentam antígenos A e B;

• O: não apresentam nenhum dos dois antígenos.

No plasma podem existir, ou não, dois tipos de anticorpos: Anti-A e Anti-B. Assim:

• o indivíduo de sangue tipo A não produz anticorpos Anti-A, mas é capaz de produzir anticorpos Anti-B, uma vez que o antígeno B lhe é estranho;

• o indivíduo de sangue tipo B não produz anticorpos Anti-B, mas é capaz de produzir anticorpos Anti-A, uma vez que o antígeno A lhe é estranho;

• o indivíduo AB não produz nenhum dos dois anticorpos pois os dois antígenos lhe são familiares;

• o indivíduo O é capaz de produzir anticorpos Anti-A e Anti-B, pois não apresenta em suas hemácias antígenos A e B.

O sistema de grupo sangüíneo Rh

Quase quatro décadas após a descoberta do sistema de grupo sangüíneo ABO, outro fato que revolucionou a prática da medicina transfusional foi a identificação, também em humanos, do fator Rh, observado no sangue de macacos Rhesus. Na população branca, cerca de 85% das pessoas possuem o fator Rh nas hemácias, sendo por isso chamados de Rh+ (Rh positivos). Os 15% restantes que não o possuem são chamados de Rh- (Rh negativos). Incompatibilidade sangüínea no sistema RhÉ importante conhecer o tipo sangüíneo em relação ao sistema Rh, pois também nesse caso podem ocorrer reações de incompatibilidade em transfusões de sangue. Um indivíduo Rh negativo só deve receber transfusão de sangue Rh negativo. Caso receba sangue Rh positivo, haverá sua sensibilização e a formação de anticorpos Anti-Rh.

Eritroblastose fetal

Os anticorpos Anti-Rh são responsáveis por uma doença conhecida como eritroblastose fetal ou doença hemolítica do recém-nascido, que decorre da incompatibilidade sangüínea entre a mãe e o feto (ela Rh- e ele Rh+), resultando na destruição das hemácias do feto pelos anticorpos Anti-Rh produzidos pela mãe.

Geometria de Posição – Euclides de Alexandria

A Geometria surgiu na Grécia Antiga quando o homem tentou lidar com as formas da natureza, bus-cando representá-las simbolicamente.A Geometria de Posição ou Euclidiana representa a primeira idéia de Geometria.

Ponto

Um ponto não tem dimensões. Representado por letras maiúsculas do nosso al-fabeto.
Se tomarmos um ponto P do espaço, diremos que por este ponto passam infinitas retas: é a radiação de retas que passa pelo ponto P.

Reta

A reta é uma extensão de uma única dimensão. Ela só tem comprimento e, por definição, não tem largura, nem altura.
A reta é determinada por dois pontos distintos e também por dois planos que se cortam.

O plano

Três pontos não-alinhados no espaço determinam um plano. O plano também se verifica em: Duas retas paralelas; Duas retas que se cortam; Uma reta e um ponto não-pertencente a ela. Dado um plano no espaço, existem infinitos pontos que pertencem a ele. Os pontos que pertencem a um mesmo plano chamam-se copla-nares. Existem também infinitos pontos que não pertencem ao plano.

Geralmente, os planos são descritos expressando-se 3 de seus pontos não-alinhados A, B e C, ou com uma letra grega. Uma reta pertence a um plano se todos os pontos dessa reta estão no plano. Se duas retas pertencem ao mesmo plano, diremos que são coplanares. Se uma reta tem dois pontos num plano, ela está toda contida no plano. Qualquer reta que esteja contida num plano o divide em dois semiplanos.

Classificação das retas

No espaço, duas retas podem estar em três posições distintas.
Retas concorrentes: cortam-se num ponto. Ex: As retas z e x estão no mesmo plano e são concorrentes (perpendiculares).
Retas reversas: não têm nenhum ponto em comum e estão situadas em planos distintos. Ex: As retas z e v não estão no mesmo plano. São, portanto, reversas.
Retas paralelas: não têm nenhum ponto em comum e estão situadas no mesmo plano. Ex:As retas z e y estão no mesmo plano e são paralelas.

Posições relativas de reta e plano

Uma reta pode pertencer a um plano. Caso contrário, pode ser paralela ou concor-rente. É paralela se a reta e o plano não têm nenhum ponto em comum. É concor-rente se plano e reta têm um ponto em comum. Se tomarmos um ponto P exterior a uma reta, podemos traçar por ele apenas uma perpendicular a esta reta. Ao con-trário, podem-se traçar por um ponto P de uma reta infinitas perpendiculares a esta reta

Posições relativas de dois planos no espaço

Dois planos no espaço podem ser: coincidentes, paralelos ou concorrentes. São coincidentes se estão no mesmo plano; são paralelos se não têm nenhum ponto em comum; e são concorrentes se têm uma reta em comum.

Euclides de Alexandria

Euclides de Alexandria é um dos matemáticos da antiguidade mais conhecidos graças, principalmente, à sua obra Elementos de Geometria. Viveu, aproximada-mente, entre os anos de 330 e 270 a.C.. É provável que tenha sido formado na Escola Platônica de Atenas. Foi convidado por Ptolomeu I, que reinou entre 305-285 a.C., para ser professor no Museu de Alexandria. Euclides foi autor de várias obras importantes, tais como “Data”, “Sobre Divisões”, “Óptica”, “Fenómena”, “Sur-face Loci”, “Porism”, “Cónicas”, “Livro Falácias” e “Elementos da Música”. No en-tanto, a sua obra mais importante foi, indubitavelmente os “Elementos de Geome-tria”.
Elementos de Geometria
Nesta obra, Euclides compilou e sistematizou o conhecimento matemático da épo-ca, de uma forma tão perfeita, que a sua obra foi usada como texto de estudo du-rante cerca de 2000 anos, sem que se tenham feito correções, salvo pequenas modificações sem importância, o que lhe rendeu o nome de “Pai da Geometria”.
Os cinco postulados de Euclides são:

1. De um ponto a outro ponto podemos traçar uma reta.




2. Dada uma reta é sempre possível prolongá-la num sentido e no outro.




3. De um ponto dado, com um raio qualquer, podemos descrever um círculo.




4. Todos os ângulos retos são iguais.




5. Quando duas retas A e B, cortadas por uma transversal S, formarem ângu-los internos do mesmo lado não suplementares, as ditas retas prolongadas suficientemente, encontram-se do lado em que a soma dos ângulos inter-nos for menor.
   

Química inorgânica na nutrição e na medicina

A química inorgânica é muito importante em nossas vidas, principalmente na nutrição e na medicina. Ela é a ciência que estuda os elementos químicos e substâncias da natureza (minérios, metais; em geral, os compostos que não possuem carbono (coordenados em cadeias)).

Química Inorgânica na Nutrição

· Sais: são muito importantes também, pois cada sal tem uma função diferente em que ajuda o organismo : Bicarbonato de sódio (NaHCO3): Antiácido; Carbonato de amônio (NH4)2CO3: Expectorante; Carbonato de lítio (Li2CO3): Antidepressivo; Cloreto de sódio (NaCl): Soro fisiológico; Iodeto de sódio (NaI): Fonte de iodo para a tireóide; Iodeto de potássio (KI): Fonte de iodo para a tireóide; Sulfato de ferro II (FeSO4): Fonte de ferro para anêmicos; Sulfato de magnésio (MgSO4): Laxante.
· Flúor: Os alimentos processados que foram preparados ou reconstituídos com água fluoretada; Sopas e ensopados feitos com peixe e ossos de carne bovina também fornecem flúor; Frutos do mar e fígado bovino são ricos em flúor;
· Fósforo: O fósforo tem numerosas funções críticas no organismo, está presente em todas as membranas celulares, integra a estrutura dos ossos e dentes, dando-lhes maior solidez; participa ativamente do metabolismo dos glicídios, atua na contração muscular, entre outras funções. O fósforo se faz presente em todos os organismos vivos, se encontra de forma natural em ossos, mas a maior concentração ocorre no metabolismo intermediário de açúcares. Leite e ovos possuem alto conteúdo de fósforo, e conseqüentemente derivados do leite como o queijo contém fósforo em quantidades satisfatórias em sua composição. Mas nem todo fósforo presente em nossa dieta tem origem natural, o polifosfato, por exemplo, está presente como aditivo alimentar em alimentos como presunto, frangos congelados pré-embalados. Essa substância retarda a rancidez de alguns produtos, porque são agentes quelantes poderosos e removem os íons ferro e cobre, que são responsáveis pela auto-oxidação de lipídios na carne.

•Magnésio: é um mineral essencial para o corpo humano, necessário para mais de 300 processos biológicos muito importantes, deve ser incluído na dieta de pessoas que desejam evitar cãibra muscular, aliviar contusões, melhorar o funcionamento dos músculos e nervos e aumentar a densidade óssea. O corpo de um adulto apresenta, aproximadamente, 25 gramas des-se micronutriente que participa de centenas de reações metabólicas. O magnésio envolvido em funções como produção de ATP, contração muscular, produção de energia, síntese de DNA, RNA e proteínas, e transporte de ferro pela membrana celular.



• Cloro: - É um dos mais importantes minerais na regulação da pressão os-mótica, pois o cloro ionizado, juntamente com o sódio, mantém o balanço aquoso;

- Participa no equilíbrio ácido-base e na manutenção do pH sangüíneo;

- O cloro secretado pela mucosa gástrica como ácido clorídrico acarreta a acidez necessária para a digestão no estômago e para a ativação de enzi-mas.

As principais fontes de cloro são: sal de cozinha, frutos do mar, leite, car-nes, ovos.
• Selênio: é um mineral que atua no sistema imunológico e previne várias doenças, como anemia, infertilidade, envelhecimento precoce, esclerose múltipla, entre outras. O selênio possui ainda a capacidade de proteger as células contra possíveis efeitos de radicais livres e posterior aparecimento de doenças crônicas. Produtos derivados do trigo, carne bovina e de aves, contribuem para uma boa quantidade desse nutriente. Mas as fontes mais ricas são: castanha de caju, castanha-do-pará, germe de trigo, farelo de ce-reais, miúdos como fígado e rins, frutos do mar como atum, bacalhau e salmão.
• Zinco: é encontrado em altas concentrações em tecidos animais como, por exemplo, em carnes magras e no fígado. Também está presente em gran-des quantidades na farinha de trigo integral, em ervilhas secas e nozes, o-vos, água potável, etc. Aproximadamente 100 enzimas dependem do zinco para realizar reações químicas vitais, ou seja, diversos aspectos do meta-bolismo celular são dependentes do zinco. Esse mineral tem papel impor-tante no crescimento, na resposta imune do organismo, na função neuroló-gica e na reprodução, além de muitas outras funções.

Química Inorgânica na Medicina

Alguns químicos que estudaram a química inorgânica na medicina

Seu uso vem sendo praticado há aproximadamente 5000 anos.
No Egito há 3000 a.C , o ouro era usado na fabricação de medicamentos , e na Arábia e na China há cerca de 3500 anos
No séc. XVI o médico suíço Theophrastus Paracelsus (1493-1541, Figura 1) de-senvolvia e usava medicamentos à base de mercúrio.
Nos últimos 100 anos foram empregadas de forma racional, as proprieda-des medicinais inorgânicas, em que foi usado ouro para tratar tuberculose, anti-moniais para leishmaniose, compostos à base de arsênio para a sífilis, etc.
Outra composto é o “cisplatina (arqueótipo de droga inorgânica)”, tal composto diminuiu o número de mortes de homens por causa de tumor de testículos.
A química inorgânica subdivide-se em duas categorias: compostos orgâni-cos e das drogas ou compostos usados em diagnósticos que já contém metais.
Compostos orgânicos podem ser usados como agentes quelantes para o trata-mento de excesso de íons metálicos, seja devido à intoxicação por metais exóge-nos (como por exemplo na intoxicação por chumbo),Estudos de drogas antitumo-rais à base de metais, como os análogos do cisplatina e outros complexos, agen-tes antimicrobianos, antiartríticos (como complexos de ouro), anti-hipertensivos,
(como complexos de ferro e rutênio), antivirais, suplementos minerais, compostos
de bismuto ativos contra a bactéria Helycobacter pylori, causadora da
úlcera, e antiácidos (por exemplo, Al, Na, Mg, Ca).
Enfim, são muitos os compostos inorgânicos usados na medicina, em que possuem funções muito interessantes em que beneficiam o organismo humano, além disso pôde ser observado que ela já foi muito usada em séculos anteriores e por ter tanto conhecimento da mesma, ela esta se desenvolvendo cada vez mais.

"Arrhenius, Lewis, Nernst e Van der Waals: substâncias e ligações"

Svante August Arrhenius (Vik, 19 de fevereiro de 1859 — Estocolmo, 2 de outubro de 1927) estudou na Cathedral School de Upsala, quando sua família se transferiu para esta cidade, ingressando na Universidade da mesma cidade quando tinha 17 anos. Posteriormente estudou na Universidade de Estocolmo. Ensinou classes de física na Escola Técnica Superior desta Universidade (1891-1895), alcançando o grau de catedrático na mesma (1895-1904). Em 1904 passou a dirigir o Instituto Nobel de Química e Física (1905-1927).
Sendo estudante, preparando-se para o doutorado na Universidade de Upsala, investigou as propriedades condutoras das dissoluções eletrolíticas, que formulou em sua tese doutoral.
Segundo sua teoria de dissociação eletrolítica, quando um composto molecular é dissolvido em meio aquoso, vai se dividindo em partículas cada vez menores. Se a divisão se limita às moléculas e esse composto não forma íons, o resultado é uma solução molecular, que não conduz eletricidade. Um exemplo disso é a amônia.
Em outros casos, porém, a divisão vai além de moléculas e estas dividem-se em partículas ainda menores, com carga elétrica, denominadas íons. Nestes casos, a solução conduz a corrente elétrica. Um exemplo disso é o NaCl.
Dissociação iônica é a separação dos íons de uma substância iônica, quando ela se dissolve na água. Ionização é a formação de íons na reação de uma substância molecular com a água, quando esta substância molecular nela se dissolve.
Baseado em suas conclusões, Arrhenius formulou a definição dos conceitos de eletrólitos e não-eletrólitos:
· Eletrólitos são as substâncias que, em solução aquosa, produzem íons, seja por dissociação iônica ou por reação com a água (ionização), conduzindo eletricidade. Ácidos, bases e sais são eletrólitos.
· Não-eletrólitos são as substâncias que dão soluções não-eletrolíticas ou moleculares.
· Soluções eletrolíticas são as que conduzem a corrente elétrica. São soluções iônicas. Ácidos, bases e sais dão origem a soluções eletrolíticas.
· Soluções não-eletrolíticas não conduzem a corrente elétrica e são soluções moleculares.
Estudos posteriores levaram Arrhenius a identificar os íons presentes nas soluções eletrolíticas. Assim, elaborou as seguintes definições:
· Ácidos são compostos que, em meio aquoso, sofrem ionização, reagindo com a água e produzindo como cátion o íon hidroxônio (H3O+).


· Bases ou hidróxidos são compostos químicos que, em solução aqusa, sofrem dissociação, liberando o ânion OH- (hidroxila).


· Sais são compostos com caráter iônico, que podem ser obtidos por uma neutralização de um ácido com uma base, já que esses dois últimos compostos apresentavam propriedades opostas. O ànion de um sal é proveniente de um ácido e o cátion é proveniente de uma base. Assim, sais são substâncias que em solução aquosa, sofrem dissociação iônica, liberando pelo menos um cátion diferente do H+ e pelo menos um ânion diferente do OH-

Posteriormente esta teoria foi aceita por todos, convertendo-se num dos pilares da físico-química, no ramo da eletroquímica. Sua concepção científica lhe valeu a obtenção do Prêmio Nobel de Química em 1903, "em reconhecimento dos extraordinários serviços prestados ao avanço da química através de sua teoria da dissociação eletrolítica”.
Em 1889, Aeehenius descobriu que a velocidade das reações químicas aumenta com a temperatura, numa relação proporcional com a concentração de moléculas existentes.
Em 1909 entrou como membro estrangeiro da Royal Society. Em 1911, durante uma visita aos Estados Unidos, foi condecorado com a primeira medalha Willard Gibbs e, em 1914, recebeu a medalha Faraday.

Gilbert Newton Lewis (Weymouth, 23 de Outubro de 1875 — Berkeley, 23 de Março de 1946) foi um químico americano.
Estudou na Universidade de Harvard e mais tarde em Leipzig e Göttingen, tendo dirigido o gabinete de pesos e medidas no Laboratório Governamental das Filipinas (1904-1905). De 1907 a 1912 foi professor de Físico-químico no Instituto de Tecnologia de Massachusetts. Em 1912 mudou-se para a Universidade da Califórnia, em Berkeley, onde foi professor de Química e reitor até à sua morte.
Introduziu novos conceitos em termodinâmica e propôs o nome "fóton" para o quantum da radiação luminosa (1926).
Um de seus trabalhos mais importantes foi o estudo em que deu explicações mais adequadas para as ligações químicas em compostos orgânicos: a Regra dos Oito (1916). Lewis imaginava um átomo estático no interior de um cubo com elétrons nos vértices e propôs a idéia de que a estabilidade dos elementos era atingida quando o número total de elétrons na camada de valência fosse igual a 8 (ou 2, no caso do hidrogênio). Lewis também criou o termo “camada de valência” e associou-o à sua proposição, formulando sua teoria: “átomos tendem a ligar-se uns com os outros para adquirir a estrutura de um gás nobre”.
Em virtude desses trabalhos, Lewis associou o compartilhamento de elétrons a uma definição geral de ácido e base:
· Ácido é uma substância capaz de receber um par de elétrons
· Base é uma substância capaz de doar um par de elétrons.
Lewis também introduziu o desenho da camada de valência nos respectivos átomos, sendo esse novo conceito de fundamental importância na ligação iônica, o que acabou por facilitar a visualização da troca de elétrons entre os íons. A estrutura de Lewis é feita desenhando-se apenas os elétrons da última camada dos átomos.

Walther Hermann Nernst (Briesen, Prússia, 25 de junho de 1864 — Ober-Zibelle, 18 de novembro de 1941) foi um físico-químico alemão.
Estudou nas Universidades de Zurique, Berlim, Graz e Wurzburgo. Após trabalhar algum tempo em Leipzig exerceu o cargo de professor de física na Universidade de Gotinga a partir de 1891, onde em 1895, fundou o Instituto de Química, Física e Eletroquímica. Posteriormente, em 1905 transferiu-se para a Universidade de Berlim como professor e diretor do Instituto de Química Física desta Universidade. Em 1922 foi nomeado presidente do Instituto Fisicotécnico de Berlim-Charlottenburg, cargo que deixou em 1933. A partir daí se dedicou ao estudo da acústica e astrofísica. Participou da 1ª e 2ª Conferência de Solvay.
Desenvolveu o chamado "Teorema do calor", segundo o qual a entropia (grau de organização das moléculas) de uma matéria tende a anular-se quando sua temperatura se aproxima do zero absoluto, constituindo a terceira lei da termodinâmica. Por este trabalho, em 1920, foi condecorado com o Prêmio Nobel de Química.
Desenvolveu também uma teoria osmótica para explicar e determinar o potencial dos eletrodos de uma pilha de concentração, e formulou a lei da distribuição de uma matéria entre duas fases. Inventou a chamada “lâmpada de Nernst” cujo filamento (constituído por óxidos de zircônio e ítrio) se torna condutor quando aquecido, podendo alcançar temperaturas 1000°C, sendo usado como fonte de raios infravermelhos. Inventou uma microbalança assim como um piano elétrico, no qual utilizou amplificadores de rádio.

Johannes Diederik van der Waals (Leiden, 23 de novembro de 1837 — Amsterdã, 8 de março de 1923) foi um físico neerlandês que nasceu em Leiden, nos Países Baixos, filho de Jacobus van der Waals e Elisabeth van den Burg. Tornou-se professor escolar, e posteriormente foi autorizado a estudar na universidade, apesar da sua deficiência de educação no campo das idiomas clássicos. Estudou de 1862 até 1865, graduando-se em Matemática e Física. Era casado com Anna Magdalena Smit e teve três filhas e um filho.
Em 1866 tornou-se director de uma escola secundária em A Haia. Em 1873, obteve doutorado por sua tese intitulada "Over de Continuïteit van den Gas- en Vloeistoftoestand" (Sobre a continuidade do gás e do estado líquido). Em 1876, foi nomeado primeiro professor de física na Universidade de Amsterdam.
Ele tentou descobrir por que as equações de Robert Boyle e Jacques Charles não correspondiam exatamente à forma de comportamento dos gases e líquidos. Concluiu que o tamanho da molécula e a força que atuam entre elas afetam seu comportamento. Embora as moléculas de gás sejam extremamente pequenas, cada uma delas tem um tamanho diferente - circunstância que afeta o comportamento das moléculas de diferentes gases. As forças que atuam entre as moléculas de um gás são denominadas forças de van der Waals. Em virtude desse trabalho, Johannes van der Waals foi agraciado com o Nobel de Física de 1910.
Na química, o termo “forças de van der Waals” (também conhecida por forças de London, dipolo instantâneo-dipolo induzido) são forças intermoleculares formadas devido ao movimento da nuvem eletrônica e a consequente polarização das moléculas. As forças de van der Waals se diferenciam das pontes de hidrogênio e das interações dipolo-dipolo por ser a mais fraca em comparação a estas e atuar apenas quando as moléculas estão bem próximas umas das outras.
A força dipolo-instantâneo-dipolo induzido ocorre em moléculas apolares, se sua nuvem eletrônica estiver mais deslocada para um dos polos da molécula em determinado instante, pode-se dizer que se formou um dipolo instantâneo que gerou uma pequena força intermolecular. Ou seja, por um pequeno espaço de tempo apareceram dois pólos na molécula, que induzirão a formação de pólos em moléculas vizinhas.
Em 1873, van der Waals elaborou uma equação relacionando a pressão e a temperatura de um gás com o seu volume. Para ele, a pressão deveria ser um pouco maior do que previam as equações até então adotadas, devido às forças de atração entre as moléculas do gás. A equação de Van der Waals mostrou-se mais precisa do que as equações anteriores; por isso os cientistas aceitaram dessas forças. O raio de Van der Waals é a metade da distância entre o núcleo das moléculas vizinhas.

Triângulo - Pitágoras

Pitágoras de Samos foi um filósofo e matemático grego que nasceu em Samos entre cerca do ano 570 a.C. e 571 a.C. e morreu em Metaponto entre cerca do ano 496 a. C. ou 497 a.C.
Fundou uma escola mística e filosófica em Crotona (colônia grega na península itálica), cujos princípios foram determinantes para evolução geral da matemática e da filosofia ocidental cujo principais enfoques eram: harmonia matemática, doutrina dos números e dualismo cósmico essencial. Aliás, Pitágoras foi o criador da palavra "filósofo". Acredita-se que tenha sido casado com a física e matemática grega Theano, que foi sua aluna. Supõe-se que ela e as duas filhas tenham assumido a escola pitagórica após a morte do marido.
Os pitagóricos interessavam-se pelo estudo das propriedades dos números - para eles o número (sinônimo de harmonia) era considerado como essência das coisas - é constituído então da soma de pares e ímpares, noções opostas (limitado e ilimitado), criando a teoria da harmonia das esferas (o cosmos é regido por relações matemáticas). Nessa cosmovisão também concluíram que a terra é esférica, estrela entre as estrelas que se movem ao redor de um fogo central. Para esta escola existiam quatro elementos: terra, água, ar e fogo. Alguns pitagóricos chegaram até a falar da rotação da Terra sobre o eixo, mas a maior descoberta de Pitágoras ou dos discípulos deu-se no domínio da geometria e se refere às relações entre os lados do triângulo retângulo. A descoberta foi enunciada no teorema de Pitágoras.
Segundo esse importante teorema, “em todo triângulo retângulo, a soma dos quadrados dos catetos é igual ao quadrado da hipotenusa”.
O primeiro número irracional a ser descoberto foi a raiz quadrada do número 2, que surgiu exatamente da aplicação do teorema de Pitágoras em um triângulo de catetos valendo 1:
Os gregos não conheciam o símbolo da raiz quadrada e diziam simplesmente: "o número que multiplicado por si mesmo é 2". A partir da descoberta da raiz de 2 foram descobertos muitos outros números irracionais.
Existem, no entanto, indícios de que o chamado Teorema de Pitágoras (c²= a²+b²) já era conhecido dos babilônios em 1600 a.C. com escopo empírico. Estes usavam sistemas de notação sexagesimal na medida do tempo (1h=60min) e na medida dos ângulos (60º, 120º, 180º, 240º, 360º).
Pitágoras percorreu por 30 anos o Egito, Babilônia, Síria, Fenícia e talvez a Índia e a Pérsia, onde acumulou ecléticos conhecimentos: astronomia, matemática, ciência, filosofia, misticismo e religião. Ele foi contemporâneo de Tales de Mileto, Buda, Confúcio e Lao-Tsé.
Quando retornou à sua cidade natal, Samos, indispôs-se com o tirano Polícrates e emigrou para o sul da Itália, na ilha de Crotona, de dominação grega. Aí fundou a Escola Pitagórica, a quem se concede a glória de ser a "primeira Universidade do mundo".

Os pitagóricos também afirmaram que a soma dos divisores de determinado número com exceção dele mesmo, é o próprio número.

Exemplos:
1. Os divisores de 6 são: 1,2,3 e 6. Então, 1 + 2 + 3 = 6.
2. Os divisores de 28 são: 1,2,4,7,14 e 28. Então, 1 + 2 + 4 + 7 + 14 = 28.

Laplace: contribuições para a mecânica

Pierre-Simon Laplace (1749 -1827) Pierre Simon Laplace nasceu no dia 23 de março em Beumont-en-Auge, na França. Matemático francês, desenvolveu os Fundamentos da Teoria do Potencial e fez importantes contribuições à mecânica celeste e à teoria das probabilidades. Foi tão famoso em seu tempo que ficou conhecido como o "Newton da França".Entre suas obras, duas merecem destaque: Traité de Mécanique Céleste,que contém cinco volumes e compreende toda a mecânica celeste da época, tendo inclusive muitas contribuições do próprio Laplace. Laplace generalizou as leis da mecânica para sua aplicação ao movimento e às propriedades de corpos celestes, por isso precisou e desenvolveu resultados em cálculo de várias variáveis. Seu famoso tratado foi assunto citado anteriormente intitulado Mécanique celeste.

Théorie Analytique des Probabilités, que traz o cálculo através do problema da agulha de Buffon – que ficou conhecido como problema de Buffon-Laplace – e também a transformada de Laplace que é muito útil na resolução de equações diferenciais. Seu nome está ligado à hipótese nebular de cosmogonia, à equação de Laplace da teoria do Potencial – embora Laplace não fosse pioneiro nesses dois assuntos; à chamada transformada de Laplace, que posteriormente se tornaria a chave do cálculo operacional de Heaviside, e ao teorema de Laplace da teoria dos determinantes.
As contribuições de Laplace não foram apenas sobre equações de diferenças e equações diferenciais, examinou, ainda, aplicações da matemática na astronomia e na teoria da probabilidade, dois assuntos em que trabalhou por toda a vida.Definiu, ainda, um programa de pesquisa nas áreas de mecânica celeste e probabilidade em que trabalharia para sempre.

O primeiro volume do "Mecânica Celeste" está dividido em dois livros, o primeiros sobre as leis gerais do equilíbrio e movimento dos sólidos e também dos fluídos, enquanto que o segundo é sobre a lei da gravitação universal e os movimentos dos centros de gravidade dos corpos no sistema solar.O segundo volume lida com a mecânica aplicada ao estudo dos planetas.

Gregor Mendel: Princípios da Hereditariedade

Mendel nasceu de uma família alemã em Heinzendorf, Silesia, então parte do império austríaco e atual República Tcheca. Religioso e botânico austríaco cujo nome completo era Gregor Jonhann Mendel (1822-1884). No dia 6 de janeiro de 1884 morreu o obscuro abade de um obscuro mosteiro na cidade de Brno, na Morávia. Sua vocação científica desenvolveu-se paralela à vocação religiosa.
Os seus dois grandes trabalhos, hoje clássicos, são: Ensaios sobre a Hibridação das Plantas e Sobre Algumas Bastardas das Hieráceas Obtidas pela Fecundação Artificial. As leis de Mendel (ou mendelismo) são a base da moderna genética e foram estabelecidas a partir do cruzamento de ervilhas. Suas observações também o levaram à criação de dois termos que continuam sendo empregados na genética moderna: dominante e recessivo
Ao realizar experimentos com sete características diferentes de variedades puras de ervilhas, Mendel deduziu a existência de unidades hereditárias, que atualmente chamamos de genes, os quais expressam, freqüentemente, caracteres dominantes ou recessivos. Por sete anos, de 1856 a 1863, Mendel cruzou e produziu híbridos de plantas com características distintas - plantas altas com plantas anãs, ervilhas amarelas com ervilhas verdes e assim por diante. Ele observou com surpresa que tais características não são diluídas nem resultam em meio-termo, mas se mantêm distintas: o rebento híbrido de uma planta alta e de uma anã era sempre alto, não de tamanho médio.

Conceitos Introdutórios

Linhagens puras – (homozigóticas) definem-se por terem sempre, durante várias gerações, descendentes com a mesma forma.

Fenótipo – característica detectável que resulta da manifestação do genótipo (um ou mais caracteres).
Genótipo – composição alélica específica de um indivíduo, para um dado gene ou para um grupo de genes.
Alelos – genes responsáveis pela mesma característica fenotípica e situados no mesmo par de cromossomas homólogos – no mesmo locus.
Gene – fragmento funcional de DNA, cuja atividade pode originar o aparecimento de um fenótipo observável.
Locus – lugar no cromossoma que ocupam os alelos para uma mesma característica.
Homozigótico – indivíduo que para um dado caracter apresenta um gene com alelos iguais.
Heterozigótico – indivíduo que para um dado caracter apresenta genes diferentes, um dominante e outro recessivo.
Hemizigótico – termo usado para genes ligados ao cromossoma X no homem e em outros seres vivos que só tenham um cromossoma X.
Cromossoma – composto por uma única molécula de DNA. Extremamente longa e associada a proteínas.
Cromatina – complexo formado por DNA e proteínas que constitui os cromossomas das células eucarióticas.
Autossomas – cromossomas não sexuais.
Heterossomas – cromossomas sexuais.

Primeira Lei de Mendel/Lei da Segregação Independente dos Fatores

Gregor Mendel foi o primeiro cientista da história a estudar a hereditariedade.
Em suas pesquisas, ele obteve êxito em relação aos demais cientistas, devido à escolha de um material de pesquisa adequado, utilizou métodos que empregava as ervilhas de linhagens puras, observando uma característica de cada vez e não todos ao mesmo tempo, como fizeram alguns dos seus antecessores. Interpretou os dados de suas experiências, utilizando análises estatísticas de modo que obteve resultados quantitativos sobre suas pesquisas. Gregor Mendel escolheu Pisum sativum (ervilha-de-cheiro), uma planta de fácil cultivo e que produz muitas sementes, conseqüentemente, grande número de descendentes; sua flor é hermafrodita e reproduz por autofecundação.Ele procurou selecionar as plantas puras, observando por diversas gerações (cerca de seis gerações, mais ou menos, dois anos) se as características destas plantas sofreriam mudanças. Após atestar que as ervilhas eram puras, Mendel cruzou plantas que produziam sementes lisas com plantas que produziam sementes rugosas, essas plantas foram o marco inicial para as pesquisas de Mendel. A primeira geração destes cruzamentos, que deu o início à experimentação, foi chamada de geração parental ou geração de pais, representada pela letra P. Os descendentes da geração P constituíram a geração F1 ou a primeira geração de filhos. Mendel observou que o resultado de F1 foram ervilhas com sementes lisas, ou seja, as sementes rugosas não apareceram, Mendel chamou as plantas resultantes de híbridas, já que estas plantas eram descendentes de pais com características diferentes (sementes lisas e rugosas). A seguir, Mendel permitiu a autofecundação das plantas resultantes em F1 e analisou os seus descendentes, chamados de F2. O resultado apresentou que cerca de 75% das descendentes apresentavam sementes lisas e 25% rugosas. Baseado em suas pesquisas, Mendel concluiu que os genes dominantes se manifestavam na geração F1 e que os genes recessivos eram aqueles que suas características permanenciam “escondidas” em F1 e só apareciam na geração F2.

Segunda Lei de Mendel/Lei da Segregação Independente dos Caracteres

Além de estudar isoladamente diversas características fenotípicas da ervilha, Mendel estudou também a transmissão combinada de duas ou mais características. Em um de seus experimentos, por exemplo, foram considerados simultaneamente a cor da semente, que pode ser amarela ou verde, e a textura da casca da semente, que pode ser lisa ou rugosa. Plantas originadas de sementes amarelas e lisas, ambos traços dominantes, foram cruzadas com plantas originadas de sementes verdes e rugosas, traços recessivos. Todas as sementes produzidas na geração F1 eram amarelas e lisas.

Com base nesse e em outros experimentos, Mendel aventou a hipótese de que, na formação dos gametas, os alelos para a cor da semente (Vv) segregam-se independentemente dos alelos que condicionam a forma da semente (Rr). De acordo com isso, um gameta portador do alelo V pode conter tanto o alelo R como o alelo r, com igual chance, e o mesmo ocorre com os gametas portadores do alelo v. Uma planta duplo-heterozigota VvRr formaria, de acordo com a hipótese da segregação independente, quatro tipos de gameta em igual proporção: 1 VR: 1Vr: 1 vR: 1 vr. Mendel concluiu que a segregação independente dos fatores para duas ou mais características era um princípio geral, constituindo uma segunda lei da herança. Assim, ele denominou esse princípio segunda lei da herança ou lei da segregação independente, posteriormente chamada segunda lei de Mendel: Os fatores para duas ou mais características segregam-se no híbrido, distribuindo-se independentemente para os gametas, onde se combinam ao acaso.

A História da alquimia e da iatroquímica

Alquimia

Vista sob diversos aspectos, a Alquimia pode ser interpretada de inúmeras maneiras. A hipótese de que ela seria a verdadeira precursora da Química é a mais aceita, já que os relatos comprovam que, mesmo tendo-se incerteza a respeito da realização ou não da Grande Obra, muitas substâncias foram encontradas, desenvolveram-se diversas técnicas e foram obtidos resultados muito interessantes no que diz respeito aos processos químicos. A discussão que envolve sua raiz científica ou pseudocientífica também pode ser realizada levando-se em conta pontos de vista de diversos autores. Como verdadeira precursora da Química, a característica de ciência é a mais correta. Já como obra de charlatanismo ou da ilusão dos antigos cientistas ou pseudocientífica também pode ser realizada levando-se em conta pontos de vista objetivos do homem atual podem levá-lo à autodestruição, com o uso indevido das práticas químicas.
Mistério e obscuridade cercam as origens da Alquimia. A hipótese de que ela teria surgido no Egito é a mais provável, mas há relatos de que seus princípios teriam sido utilizados pelos chineses em tempos mais remotos, o que não deixa, portanto, certeza absoluta a respeito de sua data exata de início e de transição para a química moderna. A versão mais tradicional para a origem da Alquimia é a de que tudo teria começado a se desenvolver em Alexandria, centro de convergência cultural da idade clássica que atraía estudiosos de todas as partes do mediterrâneo para sua grande biblioteca, o Templo das Musas. A difusão de três correntes é tida como a responsável pela existência da arte alquímica. Seriam elas a filosofia grega, o misticismo proveniente do Oriente e a tecnologia egípcia. A absorção de ciências ocultas dos mais variados lugares do mundo como Síria, Mesopotâmia, Pérsia, Caldéia e Egito, resultaram em um caráter místico. Mas a sabedoria espiritual não era o principal objetivo dos alquimistas. Estes queriam realizar a Grande Obra Alquímica, a Pedra Filosofal, nome que segundo a língua sagrada significava a pedra que traz o signo do Sol. Com o passar do tempo, o caráter místico da alquimia foi desaparecendo, e no final do século XI, na época da Inquisição, muitos dos alquimistas que trabalhavam para a nobreza européia tornaram-se médicos e astrólogos.
Há quem diga que os alquimistas conseguiram realizar seus maiores sonhos, que seriam a Pedra Filosofal e o Elixir da Longa Vida, possibilitando, assim, o surgimento dos laboratórios, de novos elementos químicos, de grandes sucessos na metalurgia, na produção de papiros e, certamente, iniciando uma nova ciência que mais tarde viria a ser denominada Química.



A iatroquímica

A iatroquímica pode ser reconhecida como um conjunto de idéias que explicavam o funcionamento do corpo humano e as doenças segundo processos químicos. Neste contexto, a principal inovação desta escola foi a introdução de compostos químicos no tratamento de doenças, em contraposição à idéia dos galenistas de que apenas forças ocultas, aliadas às ervas medicinais, surtiriam efeito na cura dos males do corpo.
Surgida sob os punhos de Paracelsus e organizada sob a mente de Van Helmont, a iatroquímica reinou absoluta durante o século VII, até a introdução das idéias iatromecânicas de caráter oposto à iatroquímica. A escola iatromecânica explicava as doenças e o funcionamento do corpo humano segundo processos puramente mecânicos e representou, de certa forma, uma complementação das idéias iatroquímicas.
As idéias da iatroquímica eram carregadas de um cunho sobrenatural e influenciadas pelos galenistas. O próprio Van Helmont achava que os fenômenos vitais eram determinados por uma força misteriosa chamada “arqueus” situada na região estomacal.
A grande causa do surgimento da iatroquímica foi o desenvolvimento da alquimia. Segundo esta, era possível a transformação de quaisquer metais em ouro, ou seja, “a transmutação pela pedra filosofal”. Procurar o processo que permitiria tal proeza fez com que muitos alquimistas realizassem experiências sem critérios científicos bem estabelecidos, sem um método, o que gerou uma grande quantidade de resultados que não atingiram o objetivo da transmutação. Com tantos experimentos, muitas novas substâncias químicas foram descobertas, o que incentivou seu uso no tratamento de doenças, exatamente o que era pregado pela iatroquímica.
Obviamente, surgiram resistências a este tipo de abordagem. A Faculdade de Medicina de Paris, ainda galenista, não adotava as idéias iatroquímicas enquanto que a Faculdade de Montpellier as adotava. O tiro de misericórdia às idéias galenistas foi dado quando o rei da França declarou ter sido curado de uma enfermidade após ter ingerido vinho com antimônio e proclamou a excelência deste último como medicamento.
A maioria dos iatroquímicos era formada por médicos que foram severamente criticados por suas idéias. Dizia-se que eram mais especuladores, mais cientistas de gabinete do que homens ligados à realidade das doenças e da morte. Apesar das críticas e do cunho sobrenatural que ainda permeavam a iatroquímica, não se pode negar que esta estendeu os limites dos tratamentos de doenças, muitos foram modificados e outros surgiram, fornecendo condições para o desenvolvimento da farmacologia.



Durante todo o processo de desenvolvimento da Alquimia, alguns nomes destacaram-se da grande massa de alquimistas, por realizarem importantes evoluções na arte alquímica. Como: Nicolas Flamel, Nostradamus, Paracelso, Isaac Newton, Roger Bacon.

A História da estrutura atômica

450 a.C. - Leucipo

Concluiu que a matéria pode se dividir em partículas cada vez menores.

400 a.C. - Demócrito

Responsável pela denominação átomo para a menor partícula de matéria (a= não; tomo= divisível). É considerado o pai do atomismo grego.

60 a.C. - Lucrécio

Autor do poema “De Rerum Natura”, através do qual foi consolidado o atomismo de Demócrito.

1661 – Boyle

Autor do livro “Sceptical chemist”, no qual defendeu o atomismo e deu o primeiro conceito de elemento com base experimental.

1808 - Dalton

Responsável pelo primeiro modelo atômico com base experimental. Concluiu que o átomo seria uma partícula maciça e indivisível. Seu modelo, também conhecido como “Bola de bilhar” vingou até 1897.

1834 - Faraday

Realizou um estudo quantitativo de eletrólise, através do qual surgiu a idéia da eletricidade associada aos átomos.

1859

Primeiras experiências de descargas elétricas em gases a pressão reduzida (ao redor de 10 mmHg). Descoberta dos "raios" posteriormente chamados catódicos.

1874 - Stoney

Admitiu que a eletricidade estava associada aos átomos em quantidades discretas. Primeira idéia de quantização da carga elétrica.

1879 - Crookes

Primeiras experiências de descarga elétrica a alto vácuo.

1886 - Goldstein

Descargas elétricas em gases a pressão reduzida com cátodo perfurado. Descoberta dos raios canais ou positivos.

1891 - Stoney

Deu o nome de elétron para a unidade de carga elétrica negativa.

1895 - Röentgen

Descoberta dos raios X.

1896 - Becquerel

Descoberta da radioatividade.

1897 – Thomson

Descargas elétricas em alto vácuo (tubos de raios catódicos- Tudo de Crookes) levaram à descoberta do elétron. Propôs o modelo em que o átomo seria uma partícula maciça, mas não indivisível. Seria formado por uma geléia com carga positiva, na qual estariam incrustados os elétrons. Esse modelo atômico ficou conhecido como “Pudim de passas”. Determinação da relação carga/massa (e/m) do elétron.

1898 - Casal Curie

Descoberta do polônio e do rádio.

1900 - Max Planck

Teoria dos quanta.

1905 - Einstein

Teoria da relatividade. Relação entre massa e energia (e = mc2). Esclarecimento do efeito fotoelétrico. Denominação fóton para o quantum de energia radiante.

1909 - Millikan

Determinação da carga do elétron.

1911 - Rutherford

Afirmou que o átomo não seria maciço nem indivisível. O átomo seria formado por um núcleo muito pequeno, com carga positiva, onde estaria concentrada praticamente toda a sua massa. Ao redor do núcleo ficariam os elétrons, neutralizando sua carga. Este é o modelo do átomo nucleado, um modelo que foi comparado ao sistema planetário, onde o Sol seria o núcleo e os planetas seriam os elétrons.
Em 1.911, Rutherford e sua equipe de colaboradores utilizaram o polônio como fonte de partículas alfa. Esse elemento radioativo emite contínua e espontaneamente partículas alfa de seus átomos. Já se sabia que essas partículas eram dotadas de carga elétrica positiva, com massa 4 x 1.836 vezes maior que a dos elétrons, e eram emitidas com velocidade da ordem de 20.000 Km/s. As partículas alfa são invisíveis, porém, ao colidir em substâncias fluorescentes, como o sulfeto de zinco (ZnS), produzem cintilações que podem ser detectadas.
Um fragmento de polônio foi colocado no interior de um bloco de chumbo com um orifício através do qual saía um feixe de partículas alfa provenientes do polônio.
Diante do feixe de partículas alfa foi colocada uma chapa recoberta internamente com material fluorescente (ZnS), para que nela se registrassem as cintilações provocadas pela colisão das partículas alfa.
Colocando uma lâmina fina de ouro (Au) interceptando o feixe de partículas alfa, Rutherford e seus colaboradores notaram que a grande maioria das partículas alfa atravessava livremente a lâmina, como se nada existisse em seu caminho, e continuava produzindo cintilações numa região da chapa fluorescente, o que indicava que as partículas alfa se propagavam na mesma direção, sem sofrer nenhum desvio. Ocasionalmente, porém, algumas partículas alfa eram desviadas de sua trajetória, ao atravessar a lâmina, e iam produzir cintilações em pontos afastados da região de incidência da grande maioria das partículas alfa.



Muito raramente, algumas partículas alfa eram refletidas ao incidir sobre a lâmina de ouro.
Para esclarecer a passagem das partículas alfa através da lâmina delgada de ouro como se nada existisse em sua trajetória, Rutherford admitiu que a massa dos átomos constituintes da lâmina deveria estar concentrada em pequenos núcleos.
Para explicar o desvio de algumas partículas, Rutherford admitiu que esses núcleos teriam carga positiva; como as partículas alfa são positivas, as que passam muito próximo dos núcleos dos átomos da lâmina sofrem um desvio em sua trajetória, pelo fato das cargas de ambos, das partículas alfa e do núcleo do átomo de ouro serem positivas, elas repelem-se entre si.
As partículas alfa que colidiam frontalmente com o núcleo eram refletidas. Como o tamanho do núcleo é muito pequeno em relação ao tamanho do átomo, a probabilidade de uma partícula alfa passar próximo ao núcleo ou colidir frontalmente com ele é muito pequena. Por isso, a grande maioria das partículas alfa atravessava a lâmina de ouro sem sofrer desvio em sua trajetória. Finalmente, como a massa da partícula alfa é 4 x 1.836 vezes maior que a do elétron, ela não poderia sofrer desvios na colisão com ele
Com essa experiência, Rutherford conclui que: átomo é formado por um núcleo muito pequeno em relação ao átomo, com carga positiva, no qual se concentra praticamente toda a massa do átomo. Ao redor do núcleo localizam-se os elétrons neutralizando a carga positiva. Assim, ele "criou" seu modelo atômico.
1913 - Bohr

Modelo atômico fundamentado na teoria dos quanta e sustentado experimentalmente com base na espectroscopia. Distribuição eletrônica em níveis de energia. Quando um elétron do átomo recebe energia, ele salta para outro nível de maior energia, portanto mais distante do núcleo. Quando o elétron volta para o seu nível de energia primitivo (mais próximo do núcleo), ele cede a energia anteriormente recebida sob forma de uma onda eletromagnética (luz).

1916 - Sommerfeld

Modelo das órbitas elípticas para o elétron. Introdução dos subníveis de energia.

1920 - Rutherford

Caracterização do próton como sendo o núcleo do átomo de hidrogênio e a unidade de carga positiva. Previsão de existência do nêutron.

1924 - De Broglie

Modelo da partícula-onda para o elétron.

1926 - Heisenberg

Princípio da incerteza.

1927 - Schrödinger

Equação de função de onda para o elétron.

1932 - Chadwick

Descoberta do nêutron.

Modelo atômico atual

Hoje em dia, consideram-se os seguintes conceitos:

Carga elétrica

Natureza Valor relativo Massa relativa
Próton Positiva +1 1
Nêutron Não existe 0 1
Elétron Negativa -1 1/1836


Camadas eletrônicas

Os elétrons estão distribuídos em camadas ou níveis de energia:

núcleo camada
K L M N O P Q
1 2 3 4 5 6 7
nível

Número máximo de elétrons nas camadas ou níveis de energia:

K L M N O P Q
2 8 18 32 32 18 2

Subníveis de energia

As camadas ou níveis de energia são formados de subcamadas ou subníveis de energia, designados pelas letras s, p, d, f.

Subnível s p d f
Número máximo de elétrons 2 6 10 14

Subníveis conhecidos em cada nível de energia:

Subnível 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 6s 6p 6d 7s

Nível 1 2 3 4 5 6 7
K L M N O P Q

Subníveis em ordem crescente de energia:

1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d

Preenchimento dos subníveis

Os subníveis são preenchidos sucessivamente, na ordem crescente de energia, com o número máximo de elétrons possível em cada subnível. (Regra de aufbau)
Os números quânticos indicam a energia do elétron no átomo e a região de máxima probabilidade de se encontrar o elétron.
O número quântico principal (n) indica o nível de energia. Varia de n = 1 a n = ¥, respectivamente, no 1º, 2º, 3º, ... nível de energia.
O número máximo de elétrons em cada nível é dado por 2n2. Entre os átomos conhecidos, no estado fundamental, o número máximo de elétrons num mesmo nível é 32.
O número quântico secundário ou azimutal (l) indica a energia do elétron no subnível. Nos átomos conhecidos, no estado fundamental, há quatro subníveis, representados por s, p, d, f, em ordem crescente de energia.

Subnível s p d f
Número quântico azimutal l = 0 l = 1 l = 2 l = 3

Orbitais

Os subníveis são formados de orbitais. Orbital é a região da eletrosfera onde há maior probabilidade de estar localizado o elétron do átomo. O número máximo de elétrons em cada orbital é 2.
A cada orbital foi atribuído um número quântico magnético (m) cujo valor varia de -l a +l, passando por zero.

subnível s um só orbital s (0)
subnível p três orbitais p (-1) (0) (+1)
subnível d cinco orbitais d (-2) (-1) (0) (+1) (+2)
subnível f sete orbitais f (-3) (-2) (-1) (0) (+1) (+2) (+3)

O orbital s tem forma esférica. Os orbitais p têm forma de duplo ovóide e são perpendiculares entre si (estão dirigidos segundo três eixos ortogonais x, y e z.

Spin

Spin é o movimento de rotação do elétron em torno de seu eixo. Pode ser paralelo ou antiparalelo. A cada um deles foi atribuído um número quântico: + 1/2 e -1/2.

Princípio da exclusão de Pauli

Em um mesmo átomo, não existem dois elétrons com quatro números quânticos iguais.
Como conseqüência desse princípio, dois elétrons de um mesmo orbital têm spins opostos.
Um orbital semicheio contém um elétron desemparelhado; um orbital cheio contém dois elétrons emparelhados (de spins opostos).

Regra de Hund

Ao ser preenchido um subnível, cada orbital desse subnível recebe inicialmente apenas um elétron; somente depois de o último orbital desse subnível ter recebido seu primeiro elétron começa o preenchimento de cada orbital semicheio com o segundo elétron.
Elétron de maior energia ou elétron de diferenciação é o último elétron distribuído no preenchimento da eletrosfera, de acordo com as regras estudadas.