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 inorgânica


A química inorgânica é uma ramificação da química que lida com as propriedades e o comportamento dos compostos inorgânicos. Este campo da química cobre uma ampla gama de substâncias, incluindo metais, minerais e compostos organometálicos. Ao contrário da química orgânica, onde os compostos contêm carbono e hidrogênio, a química inorgânica explora um amplo espectro de elementos e fornece informações sobre elementos de quase todas as classificações da tabela periódica.

O que são compostos inorgânicos?

Os compostos inorgânicos são frequentemente aqueles que não contêm uma ligação carbono-hidrogênio (C-H). Embora esta seja uma generalização ampla, ela ajuda a distinguir entre os principais focos da química orgânica versus química inorgânica. Exemplos de compostos inorgânicos incluem:

H₂O (água)
NaCl (cloreto de sódio)
Fe₂O₃ (óxido de ferro)
NH₃ (amônia)

Conceitos chave na química inorgânica

Tabela periódica

A tabela periódica é uma disposição tabular dos elementos químicos, organizada com base em seu número atômico, configuração eletrônica e propriedades químicas recorrentes. Os elementos na tabela periódica são agrupados em períodos (linhas) e grupos (colunas). A química inorgânica faz uso extensivo da tabela periódica para prever como diferentes elementos reagirão entre si.

Vamos considerar as tendências através de grupos e períodos:

  • Grupo: Elementos no mesmo grupo têm propriedades químicas semelhantes e mostram tendências semelhantes em eletronegatividade, tamanho atômico e energia de ionização.
  • Período: Elementos em um período mostram mudanças progressivas em propriedades como o caráter metálico, tamanho atômico e afinidade eletrônica.

Exemplo de tendência: Raio atômico

O raio atômico é definido como o tamanho de um átomo, geralmente medido do núcleo à camada de elétrons mais externa. Conforme você se move para baixo em um grupo na tabela periódica, o raio atômico aumenta devido à camada de elétrons adicional. Inversamente, à medida que você se move através de um período da esquerda para a direita, o raio atômico diminui devido ao aumento da carga nuclear efetiva que puxa os elétrons mais perto do núcleo.

Lítio Berílio Boro Carbono Nitrogênio Diminuição do raio atômico através de um período

Ligações covalentes e iônicas

A química inorgânica estuda muitos tipos de ligações químicas, mas os dois tipos mais importantes são as ligações covalentes e iônicas.

  • Ligações covalentes: Estas são formadas quando dois átomos compartilham um ou mais pares de elétrons. Por exemplo, em uma molécula de água H₂O, o oxigênio e o hidrogênio são mantidos juntos por ligações covalentes onde os elétrons são compartilhados entre os átomos.
  • Ligação iônica: A ligação iônica ocorre quando um átomo doa elétrons para outro átomo, formando íons. Considere NaCl (cloreto de sódio), um exemplo comum em que o sódio (Na) doa elétrons para o cloro (Cl), formando íons Na⁺ e Cl⁻.
Sódio Cloro

Química de coordenação

A química de coordenação foca em compostos com estruturas complexas conhecidas como complexos de coordenação. Estes consistem em um átomo ou íon central (geralmente um metal) rodeado por moléculas ou íons chamados ligantes. Estes podem variar amplamente em estrutura, tamanho e carga.

Exemplo: Complexo de coordenação de Co(NH₃)₆³⁺

Neste complexo de coordenação, o cobalto (Co) é o átomo metálico central, rodeado por seis ligantes de amônia (NH₃). Este complexo tem uma carga de 3⁺ devido ao estado de oxidação do metal central. Aprender as estruturas, convenções de nomenclatura e regras associadas aos compostos de coordenação é uma parte importante da química inorgânica.

Co NH₃ NH₃ NH₃ NH₃

Química ácido-base

A química ácido-base é outra parte essencial da química inorgânica, que também é frequentemente incluída sob a química geral. A teoria de Bronsted-Lowry é frequentemente aplicada, onde um ácido é um doador de prótons e uma base é um aceitador de prótons. Principais ácidos inorgânicos incluem ácido clorídrico HCl, ácido sulfúrico H₂SO₄ e ácido nítrico HNO₃.

Exemplo: Reação de HCl com NaOH

Um exemplo simples é a neutralização do ácido clorídrico pelo hidróxido de sódio:

HCl + NaOH → NaCl + H₂O

Aqui, o HCl doa um próton (H⁺) para o OH⁻ do NaOH, resultando na formação de água e cloreto de sódio. Compreender essas reações é importante para entender o papel dos ácidos e bases na química e na indústria.

Reações redox

As reações redox envolvem a transferência de elétrons entre duas espécies. A oxidação envolve a perda de elétrons, enquanto a redução envolve o ganho de elétrons. A química inorgânica investiga estas reações extensivamente.

Exemplo: Oxidação do ferro

O enferrujamento do ferro é um exemplo clássico de uma reação redox:

4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃

Nesta reação, o ferro (Fe) sofre oxidação, perdendo elétrons para o oxigênio, resultando na formação de óxido de ferro, conhecido como ferrugem.

Metais de transição

Os metais de transição encontrados no bloco d da tabela periódica desempenham um papel importante na química inorgânica. Eles são conhecidos por sua capacidade de formar estados de oxidação variáveis e atuar como catalisadores em reações. Propriedades comuns incluem maleabilidade, altos pontos de fusão e formação de compostos coloridos.

Exemplo com crômio

O crômio exibe uma variedade de estados de oxidação, mas o mais estável e comumente encontrado é o Cr³⁺. Em seus diferentes estados, o crômio pode exibir diferentes cores como verde ou laranja, dependendo do composto que forma, enfatizando sua química versátil.

Cr⁶⁺ Cr³⁺ Estados de oxidação do Crômio

Aplicações industriais da química inorgânica

A química inorgânica serve como base para muitos processos industriais. Por exemplo, a síntese de amônia via processo Haber, que é amplamente utilizada para a fabricação de fertilizantes, baseia-se na conversão catalítica de nitrogênio e hidrogênio:

N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃

Esta é uma reação industrial fundamental que tem um impacto global na agricultura ao aumentar os rendimentos das colheitas.

Outra aplicação importante é a produção de ácido sulfúrico por meio do processo de contato, que é uma etapa chave na fabricação de muitos produtos químicos.

Exemplo: Processo de contato

O processo de contato envolve a oxidação catalítica do gás dióxido de enxofre:

2SO₂ + O₂ ⇌ 2SO₃

O trióxido de enxofre produzido é usado para fazer ácido sulfúrico, um dos produtos químicos mais importantes para a indústria.

Conclusão

A química inorgânica é um campo de estudo vasto e importante que nos ajuda a entender o mundo. Seus princípios se aplicam a muitas aplicações em várias disciplinas científicas e de engenharia. Desde a compreensão de conceitos básicos, como ligação e geometria molecular, até a compreensão de suas aplicações, como catálise e processos industriais, a química inorgânica proporciona uma compreensão profunda do mundo físico.


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