a natureza e a vida

pelo eng.º paulo seabra

É nosso intuito tratar nesta secção alguns dos muitos assuntos físico-químico-biológicos que tanto despertam a curiosidade humana, aliás, bem compreensível, de tal modo tem sido espantosa a evolução das ciências.

Quem deixou de fazer a si mesmo estas perguntas: o que é o átomo? Que se entende por radioactividade? O que é a bomba atómica? Que significa a relatividade? Como se realizam os telecomandos? Como respiram as plantas? O que é a célula? etc., etc..

Onde quer que viva o homem, qualquer que seja a sua profissão, grau de cultura e nível de conhecimentos, é hoje arrastado pela transformação vertiginosa por que está passando o mundo. Ninguém pode alhear-se, mesmo os que por índole ou convicções queiram afastar-se dos acontecimentos, do processo evolutivo que em cada minuto está mudando a face da terra e que conduz a humanidade para destinos considerados utópicos há uns anos atrás.

Todos nós gostaríamos, por certo, de estar bem informados dos últimos progressos das mais recentes investigações. Porém, a maior parte das pessoas, no número das quais nos incluímos, tem apenas uma ideia bastante vaga dos grandes problemas actuais, pois que os conhecimentos adquiridos na imprensa diária ou nas publicações não especializadas são quase sempre incompletos, por sumários, ou algo fantasistas. Por outro lado, podem contar-se aqueles que efectivamente se interessam pelos temas de divulgação científica, mais por apatia intelectual do que propriamente por falta do desejo em querer instruir-se e abarcar novos conhecimentos.

O que de facto se torna imprescindível é que haja o interesse do leitor. Sem ele nada é possível. Existindo o interesse, nasce a vontade de progredir e de aperfeiçoamento. Se não existir o interesse ou se estiver / 5 / adormecido, então é necessário suscitá-lo ou despertá-lo.

Ficaremos imensamente satisfeitos se conseguirmos suscitar o interesse do leitor para os assuntos que nos propusemos apresentar, já que não têm um carácter de ficção – esta tão do agrado, porventura, da grande maioria – e portanto presumível causa de indiferença.

Estamos em crer, outrossim, que a indiferença que apontamos é apenas aparente.

Para tranquilidade de quem terá o incómodo de nos acompanhar na leitura, diremos que vamos procurar usar uma linguagem acessível a todos, evitando tanto quanto possível empregar termos especializados que dificultem a compreensão da matéria.

O nosso objectivo final é, sem qualquer pretensiosismo, lembrar um certo número de conhecimentos básicos que nos permitam melhor compreender o mundo que nos rodeia.


1 – A constituição da matéria.

Para podermos inteirar-nos dos fenómenos que se passam à nossa volta, é fundamental termos uma noção exacta do constituinte dos corpos que os nossos sentidos nos permitem aperceber – a matéria.

Há imensas substâncias diferentes e portanto diferentes qualidades de matéria.

Consideremos um fragmento de pedra branca usada vulgarmente no calcetamento dos passeios. É constituída no estado puro por carbonato de cálcio. Suponhamos que dividimos este fragmento em dois e, se continuarmos a subdivisão até onde a técnica permita, obtemos um elevadíssimo número de fragmentos que formarão um pó impalpável. Cada grânulo de pó terá ainda as mesmas propriedades que o fragmento primitivo. Imaginando a divisão sucessiva para além do limite das possibilidades técnicas, atingir-se-ia um momento em que os diferentes grânulos teriam ainda as mesmas propriedades do corpo inicial, porém, em seguida, uma nova subdivisão originaria corpos com propriedades diferentes entre si e das do corpo primitivo.

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Quer dizer, para cada substância existe uma porção mínima que tem todas as suas propriedades e que uma vez fragmentada resulta em substâncias diferentes da substância inicial.

Chegámos então a um importante conceito da constituição da matéria que convém desde já fixar: «A porção mínima de uma substância que tem todas suas propriedades chama-se MOLÉCULA».

Todos os corpos são formados por um conjunto de moléculas separadas umas das outras por espaços – os espaços intermoleculares – que são extraordinariamente pequenos, mas maiores do que as moléculas.

As moléculas têm dimensões pequeníssimas: num fragmento de carbonato de cálcio com o peso de 100 gramas, o número de moléculas é representado aproximadamente por um número formado pelo algarismo 6 seguido de vinte e três zeros.

Dada a composição molecular dos corpos e a impossibilidade da sua divisão ilimitada, corresponde a admitir a DESCONTINUIDADE DA MATÉRIA.

Qualquer corpo, por mais compacto que se nos afigure, é aparentemente contínuo, porque os espaços intermoleculares são muito pequenos; na realidade, só uma pequena fracção do volume de um corpo é ocupado por matéria.

Deitemos um pouco de açúcar num copo com água: o açúcar mistura-se na água e ficam tão intimamente misturados que, por mais diminuta que seja a porção, esta contém sempre ambas as substâncias. Se a água fosse uma substância contínua sem espaços livres intermédios, sem interstícios, como poderia penetrar nela o açúcar?

Este princípio da descontinuidade da matéria aplica-se a todos os corpos, quer sejam sólidos, líquidos ou gasosos.


Elementos e Compostos. O Átomo.

Consideremos de novo um fragmento de carbonato de cálcio e aqueçamo-lo num / 7 / forno. Verifica-se que o carbonato de cálcio se decompõe em duas substâncias diferentes: um gás – o anidrido carbónico – e um resíduo sólido – o óxido de cálcio (vulgarmente chamado cal viva). Por sua vez, o anidrido carbónico pode ser decomposto em oxigénio e carbono, e o óxido de cálcio em oxigénio e cálcio. Citemos outro exemplo: se fizermos passar uma corrente eléctrica através de uma solução de cloreto de sódio (o sal das cozinhas), obtemos um gás – o cloro – e um metal – o sódio.

Quer dizer, é possível por meio de um agente adequado decompor um composto (carbonato de cálcio, cloreto de sódio, água, etc., etc.) em duas ou mais substâncias diferentes.

As substâncias, tais como o carbonato de cálcio, óxido de cálcio, anidrido carbónico, cloreto de sódio, etc., das quais é possível, por meio de um agente apropriado ( calor, electricidade, etc.), extrair duas ou mais substâncias diferentes, chamam-se SUBSTÂNCIAS COMPOSTAS ou mais simplesmente COMPOSTOS.

Há, porém, substâncias das quais não é possível extrair outras substâncias. Estão neste caso o ferro, o cálcio, o carbono, o sódio, o oxigénio, o cloro, etc., pois que nenhum agente é capaz de decompô-los noutras substâncias; permanecem inalteráveis, indestrutíveis.

Tais substâncias receberam o nome de SUBSTÂNCIAS SIMPLES OU ELEMENTOS.

Como já referimos atrás; a molécula de uma substância tem todas as propriedades desta. No caso de um composto, a molécula terá a mesma composição deste, isto é, conterá os diferentes elementos que entram na sua constituição. A molécula de um composto é, pois, complexa, formada por partículas menores correspondentes aos diferentes elementos.

(Continua na página vinte e quatro)

Na molécula pode haver mais de uma partícula de um dado elemento, mas terá de haver pelo menos uma de cada um dos elementos que entram no composto. Assim, a molécula do anidrido carbónico contém uma partícula de carbono e duas partículas de oxigénio.

A menor porção de um dado elemento que pode entrar na molécula de um composto chama-se ÁTOMO desse elemento. Deste modo, a molécula do anidrido carbónico é constituída por um átomo de carbono e dois átomos de oxigénio. A molécula de um elemento só contém esse elemento e é constituída por um, dois ou mais átomos desse elemento.

Por exemplo, o gás néon (empregado em algumas lâmpadas eléctricas) tem a sua molécula constituída por um só átomo e diz-se que é um elemento monoatómico. O oxigénio, o hidrogénio, etc., têm as moléculas constituídas por dois átomos, evidentemente iguais. Portanto, a menor porção de oxigénio que tem todas as suas propriedades é um agregado de dois átomos de oxigénio.

Ao número de átomos que constitui a molécula de um elemento chama-se ATOMICIDADE desse elemento.

Para termos uma noção mais aproximada da grandeza das partículas que formam a matéria, representamos na fig. 1 modelos de átomos de carbono, oxigénio e hidrogénio, aumentados cerca de 200 milhões de vezes.

Na fig. 2, representa-se a molécula da água, formada por um átomo de oxigénio e dois átomos de hidrogénio.

Quantas moléculas existem num centímetro cúbico de água? O seu número é tão grande que parece inacreditável: 3x10 22, ou seja, num cubo cuja aresta tenha um mícron de comprimento (um mícron é igual a um milésimo de milímetro), há trinta mil milhões de moléculas!

Na fig. 3 vai indicada a com posição da molécula do metano (o mais importante constituinte dos gases naturais das emanações de terrenos petrolíferos e das minas / 25 / de carvão), que é o hidrocarboneto mais simples, formado por um átomo de carbono C e quatro átomos de hidrogénio H.

Ainda que o exposto seja um pouco compacto, digamos, sem grandes motivos de atractivo, encerra todavia as bases dos estudos subsequentes e importa, por conseguinte, que seja apreendido e fixado.

A seguir: Estrutura do átomo.