Encontros químicos: como é que os átomos se combinam?
Os átomos são minúsculos. Poderíamos juntar um milhão de átomos de carbono no ponto final desta frase. Mas não devemos pensar nos átomos como bolas sólidas de matéria. Consistem quase inteiramente em espaço vazio. Cada átomo tem um núcleo minúsculo no seu centro feito de protões (com cargas positivas) e neutrões (sem carga) ligados pela força nuclear forte. O resto do átomo está quase vazio. A orbitar o núcleo a grandes distâncias estão nuvens de eletrões, cerca de uma para cada protão no núcleo. Em inícios do século xx, Ernest Rutherford, um dos pioneiros da moderna física nuclear, descreveu o núcleo de um átomo como «a mosca na catedral».
A escala sugerida por Rutherford está quase correta.
Os eletrões são minúsculos, com cerca de 1/1836 da massa de um protão. A física quântica demonstrou que nunca podemos determinar a sua velocidade ou posição exatas. Podemos dizer onde um eletrão está provavelmente, mas nunca onde está exatamente, pois qualquer tentativa de o localizar exigiria o uso de energia (imagina apontar-lhe uma lanterna), e os eletrões são tão leves que a energia utilizada para os detetar alteraria a sua velocidade e trajetória. É por isso que os físicos quânticos mapeiam eletrões em órbita numa espécie de «névoa de probabilidade» que se torna mais espessa a certas distâncias do núcleo e mais fina a outras distâncias. A névoa de probabilidade enche quase roda a catedral atómica e pode penetrar as suas paredes exteriores.
A química tem que ver com os encontros e as guerras no interior destas névoas de probabilidade. E acontecem muitas coisas. Criam-se e desfazem-se ligações entre protões e eletrões, desfazem-se laços antigos, estabelecem-se novas relações, e o resultado é o surgimento de formas de matéria totalmente novas. Todas estas atividades são impulsionadas pelo simples facto de os eletrões terem cargas negativas que se repelem, mas que os atraem para as cargas positivas dos eletrões, quer no seu átomo, quer em átomos vizinhos. Os químicos estudam estas amizades e inimizades, bem como as ligações e tensões que criam quando os eletrões se unem a átomos vizinhos para formarem moléculas que ligam vários átomos, por vezes com milhões ou milhares de milhões de átomos, em estruturas mais complexas do que a estrela mais complexa de todas.
Cada padrão molecular tem propriedades emergentes distintas e, por isso, as possibilidades da química parecem infinitas. Contudo, as relações têm as suas regras de funcionamento (por vezes tão perversas quanto as regras das relações humanas), e estas regem a forma como a força eletromagnética pode criar complexidade química.
Fonte: A história da origem, David Christian.
