POLUIÇÃO AMBIENTAL POR METAIS PESADOS

Os metais de fato são elementos químicos, muito dos quais venenosos ao seres humanos. Eles diferenciam-se dos compostos orgânicos tóxicos, por serem absolutamente não degradáveis, de maneira que podem acumular no meio ambiente onde manifestam sua toxicidade.

Os locais de mais fixação destes metais são os solos e os sedimentos, embora pensemos nestes como poluentes das águas e como contaminantes de nossos alimentos, estes são em sua maioria transportada por vias aéreas, seja como gases ou espécies adsorvidas o absorvidas em material particulado em suspensão, assim a maioria de metais pesados que contaminem os lagos ou mares então em contato a partir do ar.

Os metais que apresentam os maiores riscos ambientais, por seu uso freqüente pelo homem e sua maior toxicidade e ampla distribuição são: Mercúrio (Hg), Chumbo (Pb), Cádmio (Cd) e arsênio (As).

Toxicidade dos Metais Pesados

Embora a vapor do mercúrio seja altamente tóxico, os quatro metais pesados, Hg, Pb, Cd e As, nas suas formas de elementos livres condensados, não são particularmente tóxicos, mas os são perigosos em suas formas catiônicas e quando ligados a cadeias curtas de átomos de carbonos. Do ponto de vista bioquímico, o mecanismo de sua tóxica deriva da forte afinidade dos cátions pelo enxofre.

A toxicidade dos quatro metais pesados depende em grande medida da forma química do elemento, isto é, de sua especiação. Por exemplo, as toxicidades do chumbo metálico, do chumbo com íon Pb2+ e do chumbo na forma de moléculas covalentes, diferem substancialmente. As formas quase totalmente insolúveis passam pelo corpo humano sem causar grandes danos.

As formas mais devastadoras são aquelas que causam doenças imediatas ou morte (como o oxido de arsênio em dose superficialmente elevada).

Para alguns metais pesados, como o mercúrio, a forma mais tóxica é a que tem grupos de alquila ligados ao metal, dado que muito de tais compostos são solúveis no tecido animal e podem passar através das membranas biológicas.

Bioacumulação de metais pesados

O Mercúrio é o único dos quatro metais pesados que é capaz de bioacumular no organismo, entretanto muitos organismos aquáticos podem bioconcentar  metais pesados. Por exemplo, ostras e mexilhões podem conter níveis de mercúrio e cádmio 100 vezes maior que os das águas nas quais vivem.

As concentrações da maioria dos metais pesados encontrados na água potável são normalmente pequenas e não causam problemas diretos à saúde; contudo, ocorrem exceções, como no caso dos produtos químicos orgânicos tóxicos, as quantidades de metais ingeridos através de nossas dietas alimentícia são normalmente muito mais importante que as quantidades atribuíveis à água que bebemos.

A extensão na qual uma substancia se acumula em uma pessoa ou em qualquer outro organismo depende da quantidade da ingestão pela qual é inserida, e do mecanismo pelo qual ela é eliminada, isto é seu decaimento.

Mercúrio

O mercúrio elementar é usado em centenas de aplicações, muitas delas tiram aproveito de sua propriedade incomum de ser um liquido que conduz bem a eletricidade. Ele é utilizado em bulbos de lâmpadas fluorescentes, e em lâmpadas de mercúrio utilizadas para iluminação publica, dados que os átomos de mercúrio excitados emitem luz na região do comprimento da onda correspondente à luz visível.

O mercúrio é o mais volátil de todos os metais, e seu vapor é altamente tóxico. Se o mercúrio for usado em ambientes fechados, é preciso uma ventilação adequada, já que a pressão do vapor de equilíbrio do mercúrio é centenas de vezes maior que a exposição máxima recomendada. O próprio mercúrio liquido não é altamente tóxico, sendo excretada a maior parte da quantidade ingerida.

O mercúrio difunde-se dos pulmões para a corrente sanguínea, e depois atravessa a barreira sangue-cérebro para penetrar no cérebro; o resultado é um grave dano no sistema nervoso central, que se manifesta por dificuldades na coordenação, na visão e no sentido do tato.

Grandes quantidades de vapor de mercúrio são lançadas ao ar, como resultado da combustão descontrolada de carvão e óleo combustível, ambos contendo quantidades traço do elemento, e da incineração de lixo municipal, que contem mercúrio em alguns produtos, como as baterias.

DE fato, as plantas de energia que usam carvão como combustível e as incineradoras de lixo são, provavelmente, as maiores fontes atuais de emissões de mercúrio da atmosfera.

O mercúrio gasoso aerotransportado atravessa normalmente longas distâncias antes de ser oxidado e dissolvido na água da chuva e finalmente depositado na terra ou nos cursos d’agua.

O mercúrio é o único metal líquido à temperatura ambiente. Seu ponto de fusão é -40°C e o de ebulição 357°C. É muito denso (13,5 g/cm3), e possui alta tensão superficial. Combina-se com outros elementos como o cloro, o enxofre e o oxigênio, formando compostos inorgânicos de mercúrio, na forma de pó ou de cristais brancos. Um desses compostos é o cloreto de mercúrio, que aparece nas pilhas secas e será abordado no presente trabalho. Esse composto prejudica todo o processo de reciclagem se não for retirado nas primeiras etapas de tratamento.

Embora muitos fabricantes afirmem o contrário, a maioria das pilhas zinco-carbono possui mercúrio em sua composição, proveniente do minério de manganês. Apenas atualmente alguns desses fabricantes têm encontrado soluções para evitar o uso deste metal. O mercúrio também se combina com carbono em compostos orgânicos.

É utilizado na produção de gás cloro e de soda cáustica, em termômetros, em amálgamas dentárias e em pilhas.

Chumbo (Pb)

O chumbo foi usado antigamente como metal para estrutura e na construção de edifícios à prova de intempéries. Os romanos antigos usavam em dutos  de água e recipientes para cozinhar.

Ele ainda é utilizado na indústria da construção de materiais para telhados e chapas para cobrir juntas, e em isolamentos acústicos. Quando combinado com o estanho, forma solda, uma liga de baixo ponto de ebulição usada em eletrônica e outras aplicações para fazer conexões entre metais sólidos.

Também encontra-se o chumbo na munição (balas de chumbo) usadas em grandes quantidades pelos caçadores de aves aquáticas. Muitos patos e gansos são feridos ou mortos de envenenamento crônico por chumbo após a ingestão de uma bala desse metal, a qual dissolve em seu interior. Além disso, alguns patos consomem as bolinhas de chumbo abandonadas na terra ou no fundo das lagoas, confundindo-as com comida ou grãos. Quando as aves predadoras capturam uma ave aquática que tenha sido atingida pelo tiro de um caçador ou que tenha ingerido bolinhas e chumbo, elas tornam-se vitimas de envenenamento por chumbo.

Em contraste com o caso do mercúrio, pouca ou nenhuma metilação de chumbo inorgânico ocorre na natureza. Uma grande proporção de chumbo no meio ambiente em muitas partes do mundo tem origem na emissão veicular e ocorre principalmente na forma inorgânica.

O uso da gasolina com chumbo permanece inalterado em muitos países do mundo. Nestas regiões, o ar é a principal fonte de absorção de chumbo pelas pessoas, como foi no passado na América do Norte e na Europa.

Parte do chumbo da gasolina entra no corpo diretamente pelo ar inalado, e parte entre indiretamente através dos alimentos que tenham incorporado ao chumbo; o oxido de chumbo transportado pelo ar acaba por se depositar no solo, na água, nas frutas, ou nos vegetais folhosos, podendo então, entrar na cadeia alimentar, já que o chumbo solúvel é adsorvido pelas plantas.

De fato, a absorção de chumbo pelo organismo aumenta em pessoas quem tem deficiência de cálcio (ou ferro) e muito mais elevada em crianças do que em adultos.

O chumbo permanece no corpo humano durante quatro anos, podendo, assim, acumular-se no organismo. A dissolução dos ossos, que pode ocorrer em enfermos ou idosos, resulta na remobilização do chumbo estocado, que volta para a corrente sanguínea, onde pode produzir efeitos tóxicos.

Que metais pesados, como o chumbo, prejudicam os rins deveria ser de conhecimento comum há séculos. Isso porque pintores e operadores de linotipos a chumbo, nas antigas gráficas, sofriam muito mais do que outros grupos profissionais, de graves problemas nos rins.

Arsênio (As)

O arsênico é um metal de ocorrência natural, sólido, cristalino, de cor cinza-prateada. Exposto ao ar perde o brilho e torna-se um sólido amorfo de cor preta. Esse metal é utilizado como agente de fusão para metais pesados, em processos de soldagens e na produção de cristais de silício e germânio. O arsênico é usado na fabricação de munição, ligas e placas de chumbo de baterias elétricas. Na forma de arsenito é usado como herbicida e como arsenato, é usado nos inseticidas.

Sabe-se que o arsênio é carsinógeno para os seres humanos. A inalação de arsênio e, provavelmente, também sua ingestão, resultam em câncer de pulmão. A ingestão de arsênio causa câncer de pele e de fígado, e talvez de bexiga e rins. Existem evidencias de que o fumo do cigarro e a exposição simultânea ao arsênio presente no ambiente atuam de maneira sinérgica, causando câncer de pulmão, ou seja, efeito dos dois fatores juntos é maior que a soma de seus efeitos individuais, se cada um atuasse independentemente.

O As (III) inorgânico é mais tóxico que o arsênio (V), embora esse último seja reduzido para o primeiro no corpo humano. Acredita-se que a maior toxidade do arsênio (III) deve-se a sua capacidade de ser retido no organismo, há mais tempo, pois, fica-se ligado a grupos de sulfidrila

Cádmio (cd)

O cádmio é encontrado na natureza quase sempre junto com o zinco, em proporções que variam de 1:100 a 1:1000, na maioria dos minérios e solos. É um metal que pode ser dissolvido por soluções ácidas e pelo nitrato de amônio. Quando queimado ou aquecido, produz o óxido de cádmio, pó branco e amorfo ou na forma de cristais de cor vermelha ou marrom.

O homem expõe-se ocupacionalmente na fabricação de ligas, varetas para soldagens, varetas de reatores, fabricação de tubos para TV, pigmentos, esmaltes e tinturas têxteis, fotografia, litografia e pirotecnia, estabilizador plástico, fabricação de semicondutores, células solares.

O cádmio existente na atmosfera é precipitado e depositado no solo agrícola na relação aproximada de 3 g/hectares/ano. Rejeitos não-ferrosos e artigos que contêm cádmio contribuem significativamente para a poluição ambiental. Outras formas de contaminação do solo são através dos resíduos da fabricação de cimento, da queima de combustíveis fósseis e lixo urbano.

Na agricultura, uma fonte direta de contaminação pelo cádmio é a utilização de fertilizantes fosfatados. Sabe-se que a captação de cádmio pelas plantas é maior quanto menor o pH do solo. Nesse aspecto, as chuvas ácidas representam um fator determinante no aumento da concentração do metal nos produtos agrícolas. A água é outra fonte de contaminação e deve ser considerada não somente pelo seu consumo como água potável, mas também pelo seu uso na fabricação de bebidas e no preparo de alimentos. Sabe-se que a água potável possui baixos teores de cádmio (cerca de 1mg/L), o que é representativo para cada localidade.
O cádmio é um elemento de vida biológica longa (10 a 30 anos) e de lenta excreção pelo organismo humano. O órgão alvo primário nas exposições ao cádmio a longo prazo é o rim. Os efeitos tóxicos provocados por ele compreendem principalmente distúrbios gastrointestinais, após a ingestão do agente químico.

Um uso importante do cádmio é como um dos eletrodos das baterias similares. Cada bateria contem cerca de 5 gramas de cádmio, sendo grande parte volatilizadas e emitida para o ambiente quando as baterias gastas são incineradas como um composto de lixo.

O cádmio é emitido para o ambiente mediante da incineração dos plásticos e outros materiais que o utilize como pigmento ou estabilizante. Também ocorre a emissão para a atmosfera quando o aço laminado com o cádmio é reciclado.

Radioatividade. 2 ano.

Alguns átomos, principalmente os de grande massa, se desintegram espontaneamente, manifestando radioatividade.
Pierre Curie e Marie Curie, o casal Curie estudou a radioatividade dos sais de urânio. Eles verificaram que todos os sais de urânio tinham a propriedade de impressionar chapas fotográficas. Concluíram que o responsável pelas emissões era o urânio (U).  

Fizeram muitas experiências, extraindo e purificando o urânio (U) a partir do minério pechblenda (U₃O).

Observaram que as impurezas eram mais radioativas do que o próprio urânio. Separaram, em 1898, das impurezas, um novo elemento químico, o Polônio (Po) em homenagem à terra natal de Marie Curie, a Polônia. O Polônio é 400 vezes mais radioativo do que o urânio.
Mais experimentos foram feitos pelo casal e foi descoberto outro elemento químico, o Rádio (Ra), 900vezes mais radioativo que o urânio. Este elemento torna luninescente (azulado) quando esta no escuro e torna fluorescente algumas substãncias como ZnS, BaS, etc…
Os átomos dos elementos radioativos são muito instáveis. Por este motivo, a radioatividade se manifesta pela emissão de partículas do núcleo do átomo ou de radiação eletromagnética.
Desintegração ou Decaimento Nuclear – processo onde os núcleos instáveis emitem partícula e ondas eletromagnéticas para conseguir estabilidade.
Só é radioativo o elemento que tem seu núcleo instável. A estabilidade do núcleo atômico é determinada pelo número de massa (A), ou seja, quantidade de prótons mais nêutrons. A estabilidade só é rompida nos átomos com número de massa muito grande. A partir do polônio (Po-84), todos os elementos têm instabilidade.
Há alguns átomos mais leves com núcleos instáveis, em proporções mínimas. São os chamados isótopos radioativos ou radioisótopos.

DESINTEGRAÇÃO RADIATIVA

Quando ocorre a desintegração, os núcleos liberam radiação em forma de partículas alfa (α), beta (β) e raios gama (γ).

Desintegração alfa

Consiste na emissão da partícula alfa (α). Esta partícula é carregada positivamente, sendo sua carga 2+. É formada por 2  prótons e 2 nêutrons expelidos do núcleo.

Primeira Lei da Radioatividade / Lei de Soddy
“Quando um núcleo emite uma partícula alfa (α), seu número atômico diminui duas unidades e seu número de massa diminui 4 unidades.”
Exemplo

235                       231                      4
     U            →          Th       +             α
92                           90                      2   
átomo-pai            átomo-filho     partícula  alfa

Desintegração beta

Consiste na emissão de partícula beta (β). É formada por um elétron que é “atirado” em altíssima velocidade para fora do núcleo. Na verdade, o elétron não está no núcleo. O elétron é emitido por causa do núcleo instável.

Segunda Lei da Radioatividade / Lei de Soddy-Fajans-Russel

“Quando um núcleo emite uma partícula beta (β), seu número atômico aumenta uma unidade e seu número de massa não se altera.”
Exemplo:

210                           210                    0 
      Bi          →               Po         +        β
  83                            84                    1-  
átomo-pai           átomo-filho      partícula beta

Lembre-se que a carga elétrica relativa do elétron é 1-.
Neste caso, o átomo-pai e o átomo-filho são isóbaros.
Os átomos de tório, césio e estrôncio emitem radiação β.
O tório-234, por exemplo, se transforma em protactínio-234 emitindo um elétron, partícula beta.

Desintegração gama

As emissões gama (γ) não são partículas. São ondas eletromagnéticas, assim como a luz ou ondas luminosas.
Possui um poder de penetração maior que a alfa e beta. Conseguem atravessar até 20cm no aço e 5 cm no chumbo (Pb). Por este motivo, estas emissões são muito perigosas do ponto de vista fisiológico. Podem danificar tecidos vivos e até matar.
A emissão gama (γ) não altera nem o número atômico e nem o número de massa.
O rádio-226, por exemplo, se transforma em radônio-222, emitindo radiação gama e também partículas alfa.

DECAIMENTO E MEIA-VIDA

Radioatividade – É a propriedade que os núcleos atômicos instáveis possuem de emitir partículas e radiações eletromagnéticas para se transformarem em núcleos mais estáveis. Para este fenômeno, damos o nome de reação de desintegração radioativa, reação de transmutação ou reação de decaimento.
A reação só acaba com a formação de átomos estáveis.
Exemplos:
U ²³⁸ sofre decaimento até se transformar em Pb^206.

O tempo que os elementos radioativos levam para ficarem estáveis, varia muito.

Meia-Vida – É o tempo necessário para a metade dos isótopos de uma amostra se desintegrar.

Um conjunto de átomos radioativos pode estar se desintegrando neste instante. Outro átomo pode se desintegrar daqui há uma hora. Outro, pode desintegrar daqui há três meses.
O U-235 é o elemento com meia-vida mais longa. Tem cerca de 7,04.10⁸anos.

Exemplo de um gráfico de Meia-vida: Atividade x Tempo

Exemplo de decaimento do bismuto- 210

EFEITOS DA RADIOATIVIDADE NOS ORGANISMOS

Os efeitos da radioatividade no ser humano dependem da quantidade acumulada no organismo e do tipo de radiação. A radioatividade é inofensiva para a vida humana em pequenas doses, mas, se a dose for excessiva, pode provocar lesões no sistema nervoso, no aparelho gastrintestinal, na medula óssea, etc., Muitas vezes pode levar a morte (em poucos dias ou num espaço de dez a quarenta anos, através de leucemia ou outro tipo de câncer).
Estar em contato com a radiação é algo sutil e impossível de ser percebido imediatamente, já que no momento do impacto não ocorre dor ou lesão visível.
A radiação ataca as células do corpo, fazendo com que os átomos que compõem as células sofram alterações em sua estrutura. As ligações químicas podem ser alteradas, afetando o funcionamento das células. Isso provoca, com o tempo, conseqüências biológicas no funcionamento do organismo como um todo; algumas conseqüências podem ser percebidas a curto prazo, outras a longo prazo. Às vezes vão apresentar problemas somente os descendentes (filhos, netos) da pessoa que sofreu alguma alteração genética induzida pela radioatividade.

A história do átomo - Modelos atômicos

Modelos Atômicos

A constituição da matéria é motivo de muita curiosidade entre os povos antigos. Filósofos buscam há tempos a constituição dos materiais. Resultado dessa curiosidade implicou na descoberta do fogo, o que o permitiu cozinhar os alimentos, e consequentemente implicou em grande desenvolvimento para a sociedade. A partir dessa descoberta pôde-se verificar, ainda, que o minério de cobre (conhecido na época com pedras azuis), quando submetido ao aquecimento, produzia cobre metálico, ou aquecido na presença de estanho, formava o bronze.

A passagem do homem pelas “idades” da pedra, do bronze e do ferro, foi, portanto, de muito aprendizado para o homem, conseguindo produzir materiais que lhe fosse útil.

Por volta de 400 a.C., surgiram os primeiros conceitos teóricos da Química.

Os filósofos gregos Demócrito e Leucipo afirmavam que a matéria não era contínua, e sim constituída por minúsculas partículas indivisíveis, às quais deram o nome de átomos. Platão e Aristóteles, filósofos muito influentes na época, recusaram tal proposta e defendiam a ideia de matéria contínua.

Esse conceito de Aristóteles permaneceu até a Renascença, quando por volta de 1650 d.C. o conceito de átomo foi novamente proposto por Pierre Cassendi, filósofo francês.

O conceito de "Teoria atômica" veio a surgir após a primeira ideia científica de átomo, proposta por John Dalton após observações experimentais sobre gases e reações químicas.

Os modelos atômicos são, portanto, teorias fundamentadas na experimentação. Tratam-se, portanto, de explicações para mostrar o porquê de um determinado fenômeno. Diversos cientistas desenvolveram suas teorias até que se chegou ao modelo atual.

1. Modelo Atômico de Dalton

Em 1808, o professor inglês John Dalton propôs uma explicação da natureza da matéria. A proposta foi baseada em fatos experimentais. Os principais postulados da teoria de Dalton são:

1. “Toda matéria é composta por minúsculas partículas chamadas átomos”.

2. “Os átomos de um determinado elemento são idênticos em massa e apresentam as mesmas propriedades químicas”.

3. “Átomos de diferentes elementos apresentam massa e propriedades diferentes”.

4. “Átomos são permanentes e indivisíveis, não podendo ser criados e nem destruídos”.

5. “As reações químicas correspondem a uma reorganização de átomos”.

6. “Os compostos são formados pela combinação de átomos de elementos diferentes em proporções fixas”.

A conservação da massa durante uma reação química (Lei de Lavoisier) e a lei da composição definida (Lei de Proust) passou a ser explicada a partir desse momento, por meio das ideias lançadas por Dalton.

2. Modelo Atômico de Thomson

Pesquisando sobre raios catódicos e baseando-se em alguns experimentos, J.J. Thomson propôs um novo modelo atômico. Thomson demonstrou que esses raios podiam ser interpretados como sendo um feixe de partículas carregadas de energia elétrica negativa. A essas partículas denominou-se elétrons. Por meio de campos magnético e elétrico pôde-se determinar a relação carga/massa do elétron. 

Consequentemente, concluiu-se que os elétrons (raios catódicos) deveriam ser constituintes de todo tipo de matéria pois observou que a relação carga/massa do elétron era a mesma para qualquer gás empregado. O gás era usado no interior de tubos de vidro rarefeitos denominadas Ampola de Crookes, nos quais se realizavam descargas elétricas sob diferentes campos elétricos e magnéticos.

Esse foi o primeiro modelo a divisibilidade do átomo, ficando o modelo conhecido como “pudim de passas". Segundo Thomson, o átomo seria um aglomerado composto de uma parte de partículas positivas pesadas (prótons) e de partículas negativas (elétrons), mais leves.

3. Modelo Atômico de Rutherford

Em 1911, Ernest Rutherford, estudando a trajetória de partículas a (partículas positivas) emitidas pelo elemento radioativo polônio, bombardeou uma fina lâmina de ouro.  Ele observou que:

- a maioria das partículas a atravessavam a lâmina de ouro sem sofrer desvio em sua trajetória (logo, há uma grande região de vazio, que passou a se chamar eletrosfera);

- algumas partículas sofriam desvio em sua trajetória: haveria uma repulsão das cargas positivas (partículas a) com uma região pequena também positiva (núcleo).

- um número muito pequeno de partículas batiam na lâmina e voltavam (portanto, a região central é pequena e densa, sendo composta portanto, por prótons).

Diante das observações, Rutherford concluiu que a lâmina de ouro seria constituída por átomos formados com um núcleo muito pequeno carregado positivamente (no centro do átomo) e muito denso, rodeado por uma região comparativamente grande onde estariam os elétrons.

Nesse contexto, surge ainda a ideia de que os elétrons estariam em movimentos circulares ao redor do núcleo, uma vez que se estivesse parados, acabariam por se chocar com o núcleo, positivo.

O pesquisador acreditava que o átomo seria de 10000 a 100000 vezes maior que seu núcleo.

4. Modelo Atômico Clássico

As partículas presentes no núcleo, chamadas prótons, apresentam carga positiva. A partícula conhecida como nêutron foi isolada em 1932 por Chadwick, embora sua existência já fosse prevista por Rutherford.

Dessa forma, o modelo atômico clássico constitui-se de um núcleo, no qual se encontram os prótons e nêutrons, e de uma eletrosfera, na qual estão os elétrons girando ao redor do núcleo em órbitas.

Considerando-se a massa do próton como padrão, observou-se que sua massa era aproximadamente igual à massa do nêutron e 1836 vezes maior que o elétron. Logo:

A essas três partículas básicas, prótons, nêutrons e elétrons, é comum denominar partículas elementares ou fundamentais.

Algumas características físicas das partículas atômicas fundamentais:

Modelo Atômico Rutherford-Bohr

O modelo proposto por Rutherford foi aperfeiçoado por Bohr. Baseando-se nos estudos feitos em relação aoespectro do átomo de hidrogênio e na teoria proposta por Planck em 1900 (Teoria Quântica), segundo a qual a energia não é emitida em forma contínua, mas em ”pacotes”, denominados quanta de energia. Foram propostos os seguintes postulados:

1. Na eletrosfera, os elétrons descrevem sempre órbitas circulares ao redor do núcleo, chamadas de camadas ou níveis de energia.

2. Cada camada ocupada por um elétron possui um valor determinado de energia (estado estacionário).

3. Os elétrons só podem ocupar os níveis que tenham uma determinada quantidade de energia, não sendo possível ocupar estados intermediários.

4. Ao saltar de um nível para outro mais externo, os elétrons absorvem uma quantidade definida de energia (quantum de energia).

5. Ao retornar ao nível mais interno, o elétron emite um quantum de energia (igual ao absorvido em intensidade), na forma de luz de cor definida ou outra radiação eletromagnética (fóton).

6. Cada órbita é denominada de estado estacionário e pode ser designada por letras K, L, M, N, O, P, Q. As camadas podem apresentar:

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

7. Cada nível de energia é caracterizado por um número quântico (n), que pode assumir valores inteiros: 1, 2, 3, etc.

Química orgânica - O surgimento da vida

O surgimento da vida

Inicialmente, os planetas, inclusive a Terra, apresentavam uma atmosfera primária, formadas por átomos de hélio e moléculas de gás hidrogênio. Devido aos movimentos violentos dos ventos solares, essa atmosfera foi dispersada. Assim, a Terra perdeu a sua primeira atmosfera, mas com os gases liberados  a partir do interior do planeta, formou – se , há apenas um bilhão e meio de anos, uma nova atmosfera formada por vapor de água, metano , amônia e gás hidrogênio.

O sol fornecia luz e calor, a chuva caía abundantemente, acompanhada de raios, e os materiais radioativos emitiam radiações, liberando, assim, mais energia para a atmosfera. Nesse ambiente caótico, com pouco ou nenhum oxigênio, ocorreram reações orgânicas que permitiram o aparecimento das primeiras moléculas orgânicas. O termo aqui orgânico está relacionado com as substâncias relacionadas com os organismos vivos (termo considerado até o início do século XIX).

Na década de 1950, Stanley Lloyd Miller, na Universidade de Chigaco (EUA), realizou um experimento simulando como seriam as condições da atmosfera terrestre há 1,5 bilhão e meio de anos atrás. Ele submeteu a mistura de gases atmosféricos (CH₄, NH₃, H₂) e vapor de água a descargas elétricas. Ao fim do experimento ele verificou a formação de aminoácidos, como as glicina e a alanina.

Os aminoácidos originaram as proteínas, os formaldeídos os açucares que por sua vez originaram as purinas e pirimidinas e deram origem às moléculas de DNA, que contém as informações genéticas de todos os  seres vivos da Terra inclusive o homem.

Os primórdios da química orgânica

Originalmente proposta em 1777 pelo químico sueco Torbern Olof Bergman, a química orgânica foi primeiramente definida como um ramo químico que estudava os compostos extraídos dos organismos vivos, contrastando com a química inorgânica, que tratava dos compostos existentes no então chamado "reino mineral". Em 1807, foi formulada a teoria da força vital por Jöns Jacob Berzelius. Ela baseava-se na ideia de que os compostos orgânicos precisavam de uma força maior — a vida — para serem sintetizados, tratando como impossível a síntese artificial desses compostos.

No entanto, em 1828, Friedrich Wöhler, discípulo de Berzelius, a partir do aquecimento de cianato de amônio, produziu a ureia, composto existente na urina animal. Isto é, Wöhler demonstrou ser possível a síntese de um composto orgânico, a ureia, a partir de um composto inorgânico, o cianato de amônio

           

 Tal processo ficou conhecido como síntese de Wöhler e, com essa descoberta, a teoria da força vital perdeu força. Devido à inadequação da definição de Bergman para a química orgânica, o químico alemão Friedrich August Kekulé propôs, em 1858, a definição aceita atualmente:

"Química orgânica é o ramo da química que estuda os compostos do carbono."