Pós-graduação
  1. Química Física  1.1. Termodinâmica  1.1.1. Leis da Termodinâmica  1.1.2. Entalpia e capacidade térmica  1.1.3. Entropia e energia livre  1.1.4. Equilíbrio de Fases  1.1.5. Termodinâmica estatística  1.1.6. Ciclo termodinâmico  1.1.7. Fugacidade e atividade  1.2. Química Quântica  1.2.1. Princípios da mecânica quântica  1.2.2. Equação de Schrödinger  1.2.3. Partícula em uma caixa  1.2.4. Operadores e autovalores  1.2.5. Orbitais atômicos  1.2.6. Teoria do orbital molecular  1.2.7. Teoria de Perturbação  1.2.8. Teoria de ligação de valência  1.2.9. Hibridização e ligação química  1.3. Cinética química  1.3.1. Leis de velocidade e mecanismos de reação  1.3.2. Teoria das colisões  1.3.3. Teoria do estado de transição  1.3.4. Cinética Enzimática  1.3.5. Reações em Cadeia e Polimerização  1.3.6. Reações fotoquímicas  1.4. Mecânica estatística  1.4.1. Funções de Partição  1.4.2. Funções de distribuição molecular  1.4.3. Distribuição de Boltzmann  1.4.4. Estatísticas de Bose–Einstein e Fermi–Dirac  1.5. Espectroscopia  1.5.1. Rotational Spectroscopy  1.5.2. Espectroscopia Vibracional  1.5.3. Espectroscopia Eletrônica  1.5.4. Espectroscopia de ressonância magnética nuclear  1.5.5. Espectrometria de Massa  1.5.6. Espectroscopia Raman  1.5.7. Espectroscopia de ressonância paramagnética eletrônica  1.6. Química de superfícies e coloidal  1.6.1. Isoterma de absorção  1.6.2. Tensão Superficial e Molhabilidade  1.6.3. Estabilidade Coloidal  1.6.4. Catalysis  1.6.5. Emulsões e micelas  1.7. Eletroquímica  1.7.1. Equação de Nernst  1.7.2. Células eletroquímicas  1.7.3. Condutividade e mobilidade  1.7.4. Guerra  1.7.5. Células de combustível  1.7.6. Eletrólise
  2. Química orgânica  2.1. Mecanismo de Reação  2.1.1. Reações de substituição nucleofílica  2.1.2. Reações de adição eletrofílica  2.1.3. Reações de eliminação  2.1.4. Reações de rearranjo  2.1.5. Reações radicais  2.1.6. Reações pericíclicas  2.2. Espectroscopia e determinação estrutural  2.2.1. Espectroscopia UV-Vis  2.2.2. Espectroscopia IR  2.2.3. Espectroscopia de RMN  2.2.4. Espectrometria de Massas  2.2.5. Cristalografia de Raios X  2.3. Estereoscópico  2.3.1. Quiralidade e atividade óptica  2.3.2. Análise estrutural  2.3.3. Isomerismo geométrico  2.3.4. Dynamic Stereochemistry  2.4. Química Organometálica  2.4.1. Reagentes organolítio e organomagnésio  2.4.2. Reações de acoplamento cruzado catalisadas por paládio  2.4.3. Complexos de Metais de Transição  2.4.4. Ligação metal-carbono  2.5. Química dos polímeros  2.5.1. Mecanismo de Polimerização  2.5.2. Características dos Polímeros  2.5.3. Polímero Biodegradável  2.5.4. Polímero condutor  2.5.5. Polímeros Supramoleculares  2.6. Química medicinal  2.6.1. Design e desenvolvimento de medicamentos  2.6.2. Farmacocinética e farmacodinâmica  2.6.3. Relações estrutura-atividade  2.6.4. Acoplamento Molecular e Triagem de Medicamentos
  3. Química inorgânica  3.1. Química de coordenação  3.1.1. Teoria do Campo Cristalino  3.1.2. Teoria do campo dos ligantes  3.1.3. Série Espectroquímica  3.1.4. Quelação e estabilidade  3.2. Química Organometálica  3.2.1. Carbonilos Metálicos  3.2.2. Catalise por complexos organometálicos  3.2.3. Metalocènicos  3.3. Química bioinorgânica  3.3.1. Metaloproteínas e enzimas  3.3.2. O papel dos metais em sistemas biológicos  3.3.3. Transporte e armazenamento de íons metálicos  3.4. Química do estado sólido  3.4.1. Estruturas Cristalinas  3.4.2. Teoria de bandas dos sólidos  3.4.3. Supercondutores  3.4.4. Defeitos no cristal  3.5. Lantanídeos e Actinídeos  3.5.1. Configuração eletrônica em lantanídeos e actinídeos  3.5.2. Química de coordenação dos lantanídeos  3.5.3. Propriedades Magnéticas dos Lantanídeos
  4. Química Analítica  4.1. Cromatografia  4.1.1. Cromatografia Gasosa  4.1.2. Cromatografia Líquida de Alta Performance  4.1.3. Cromatografia em Camada Delgada  4.2. Técnicas Espectroscópicas  4.2.1. Espectroscopia de absorção atômica  4.2.2. Difração de raios X  4.2.3. Espectroscopia de plasma acoplado indutivamente  4.3. Métodos Eletroanalíticos  4.3.1. Potenciometria  4.3.2. Voltametria  4.3.3. Colometria  4.4. Espectrometria de Massa  4.4.1. Técnica de Ionização  4.4.2. Padrão de Fragmentação  4.5. Quimiometria  4.5.1. Análise multidisciplinar  4.5.2. Aprendizado de Máquina em Química
  5. Química Teórica e Computacional  5.1. Simulação de dinâmica molecular  5.1.1. Campos de força e minimização de energia  5.1.2. Simulação de Monte Carlo em simulações de dinâmica molecular  5.2. Métodos de química quântica  5.2.1. Teoria de Hartree–Fock  5.2.2. Teoria do funcional da densidade  5.2.3. Métodos semi-empíricos  5.3. Design computacional de medicamentos  5.3.1. Acoplamento Molecular  5.3.2. Modelagem QSAR  5.3.3. Triagem Virtual
  6. Bioquímica  6.1. Cinética Enzimática  6.1.1. Cinética de Michaelis-Menten  6.1.2. Mecanismo de inibição  6.2. Metabolismo e Bioenergética  6.2.1. Glicólise  6.2.2. Ciclo do ácido cítrico  6.2.3. Cadeia de transporte de elétrons  6.3. Biologia Molecular  6.3.1. Replicação e reparo do DNA  6.3.2. Síntese de proteínas  6.3.3. Regulação Genética  6.4. Bioquímica Estrutural  6.4.1. Dobramento de Proteínas  6.4.2. Biofísica de Membranas
  7. Química Ambiental  7.1. Química Atmosférica  7.1.1. Gases de efeito estufa  7.1.2. Destruição da Camada de Ozônio  7.1.3. Poluentes do ar e fumaça  7.2. Química da Água  7.2.1. pH e dureza da água  7.2.2. Tratamento de águas residuais  7.2.3. Química Aquática  7.3. Química do Solo  7.3.1. Contaminação por metais pesados  7.3.2. pH do Solo e Capacidade Tamponante  7.3.3. Ciclo de nutrientes  7.4. Toxicologia e Segurança Química  7.4.1. Toxicocinética  7.4.2. Avaliação de Risco em Toxicologia e Segurança Química em Química Ambiental  7.4.3. Efeitos dos poluentes no ambiente

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Química orgânica


Química orgânica é uma subdisciplina da química que lida com a estrutura, propriedades, composição, reações e preparação de compostos contendo carbono. Esses compostos, que contêm carbono e hidrogênio, também podem conter muitos outros elementos - principalmente oxigênio, nitrogênio, enxofre, fósforo e halogênios.

O carbono é único por sua capacidade de formar ligações estáveis consigo mesmo, resultando em uma ampla variedade de estruturas coletivamente conhecidas como compostos orgânicos. Existem milhões de compostos orgânicos conhecidos, e eles servem como base para toda vida conhecida. Compreender a química orgânica é essencial para áreas como medicina, bioquímica e física.

A natureza única do carbono

A capacidade do carbono de formar quatro ligações covalentes é importante para a diversidade de compostos orgânicos. Essa tetravalência permite que o carbono forme longas cadeias, moléculas ramificadas e estruturas de anel complexas. Vamos considerar uma representação simples do metano, a molécula orgânica mais simples:

CH₄
C

Cada linha representa uma ligação do átomo de carbono central a um átomo de hidrogênio. A capacidade do carbono de formar tais ligações estáveis permite macromoléculas complexas, que são essenciais para as características estruturais e funcionais dos organismos.

Grupo funcional

Grupos funcionais são grupos específicos de átomos dentro de moléculas que são responsáveis por reações químicas específicas dessas moléculas. Os mesmos grupos funcionais sofrerão reações semelhantes independentemente do composto em que se encontram. Principais grupos funcionais incluem:

  • -OH (grupo hidroxila em álcool)
  • -COOH (grupo carboxila em ácido carboxílico)
  • -NH₂ (grupo amino em aminas)
  • -C=O (grupo carbonila em cetonas e aldeídos)
Oh COOH NH₂ C=O

Isomeria na química orgânica

Isomeria é um fenômeno em que dois ou mais compostos têm a mesma fórmula química, mas diferentes arranjos de átomos na molécula. Isso leva a diferentes propriedades físicas e químicas. Existem dois tipos principais de isomeria: isomeria estrutural e estereoisomeria.

Isomeria estrutural

Os isômeros estruturais têm a mesma fórmula molecular, mas o arranjo covalente de seus átomos é diferente. Por exemplo, o butano C₄H₁₀ tem dois isômeros estruturais: n-butano e isobutano.

n-butano: CH₃-CH₂-CH₂-CH₃ Isobutano: (CH₃)₃CH

Estereoscopia

A estereoquímica envolve o estudo do arranjo espacial de átomos em moléculas. É importante para determinar as propriedades e reatividade de vários compostos orgânicos. Os enantiômeros são um exemplo comum de estereoisômeros onde as moléculas são imagens espelhadas umas das outras.

R-enantiômero S-enantiômero

Reações em química orgânica

As reações orgânicas envolvem a quebra e formação de ligações em compostos. As principais reações incluem substituição, adição, eliminação e rearranjo.

Reações de substituição

Em uma reação de substituição, um átomo ou grupo de átomos é substituído por outro. Um exemplo comum é a substituição de um átomo de hidrogênio em um alcano por um halogênio, conhecida como halogenação.

CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl

Reações de adição

Reações de adição ocorrem quando duas ou mais moléculas se combinam para formar uma molécula maior. Alcenos e alcinos geralmente sofrem reações de adição devido à presença de ligações duplas ou triplas.

C₂H₄ + Br₂ → C₂H₄Br₂

Reações de eliminação

Reações de eliminação envolvem a remoção de uma pequena molécula de uma molécula maior, resultando frequentemente na formação de uma ligação dupla.

C₂H₅OH → C₂H₄ + H₂O

Reações de rearranjo

Reações de rearranjo envolvem a reorganização da estrutura molecular sem adicionar ou remover átomos.

Aplicações da química orgânica

A química orgânica é importante em uma variedade de indústrias, incluindo farmacêutica e plásticos. Também é importante para o desenvolvimento de corantes, detergentes, combustíveis e muitos outros produtos. Aqui estão alguns exemplos de aplicações típicas:

  • Farmacêuticos: A química orgânica é importante no design e síntese de medicamentos. Compreender as interações entre moléculas ajuda os cientistas a desenvolver compostos que podem direcionar caminhos biológicos específicos.
  • Polímeros: Polímeros orgânicos, como polietileno, polipropileno e poliestireno, têm aplicações diversas que vão desde embalagens até têxteis.
  • Ciência dos materiais: O desenvolvimento de materiais à base de carbono, como o grafeno, é baseado na química orgânica.

Conclusão

A química orgânica é um vasto e fascinante campo da ciência, com implicações fundamentais para a química, biologia, medicina e indústria. Compreender os básicos das moléculas orgânicas, suas reações e aplicações forma uma base para explorar a complexa química que impulsiona organismos vivos e materiais avançados.


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