De acordo com sua origem, é possível classificar toda a matéria conhecida em substâncias naturais e substâncias artificiais. O termo “substância” significa matéria com uma composição química fixa e definida. As substâncias são compostas de átomos ou moléculas e não podem ser separadas por meio de métodos de separação física (não são misturas).
- Substâncias naturais. São aquelas substâncias comumente encontradas na natureza, sejam elas orgânicas ou não, e cuja produção envolve pouco esforço para extrair e coletar o material, como no caso dos minerais da crosta terrestre. São substâncias originadas na natureza sem a intervenção de seres humanos ou outros seres vivos. Por exemplo: lã, carvão, sal marinho.
- Substâncias artificiais ou sintéticas. São aquelas criadas ou produzidas pelo homem em fábricas, metalúrgicas ou laboratórios, sejam espécies novas e inexistentes ou réplicas sintéticas de compostos naturais, como resinas e tecidos sintéticos. Por exemplo: vidro, plásticos, gorduras trans.
- Veja também: Substâncias puras e misturas
Outras formas de classificar as substâncias
As substâncias também podem ser classificadas em:
- Substâncias simples e substâncias compostas. Enquanto as primeiras são formadas por átomos de um único elemento químico (por exemplo, oxigênio molecular, O2), as segundas são formadas por átomos de diferentes elementos químicos (por exemplo, água, H2O).
- Substâncias orgânicas e substâncias inorgânicas. De acordo com os átomos em que se baseia sua composição: todas as substâncias orgânicas têm como base principal o carbono, enquanto as substâncias inorgânicas podem ter qualquer combinação de elementos, incluindo o carbono, mas sem que o carbono seja sua estrutura primordial.
Exemplos de substâncias naturais
- Água. É a substância inorgânica mais abundante do planeta, indispensável para o surgimento e a manutenção da vida. Sua molécula simples de dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio é o produto e o subproduto de inúmeras reações químicas e é abundante na forma gasosa em nossa atmosfera. Estima-se que 70% da superfície do planeta seja de água sólida a líquida.
- Lã. É uma fibra natural secretada por animais da família dos caprinos e alguns camelídeos, para os quais serve de abrigo e defesa contra o frio. Esta fibra pode ser usada para tecelagem, por isso é tosada e processada.
- Borracha. É um polímero elástico, com propriedades impermeáveis e resistentes, secretado pela árvore de mesmo nome e por outras árvores tropicais, de cujos troncos é extraído na forma de um líquido leitoso. Tem sido usado desde a Antiguidade para fazer vasos e outros recipientes e, nos tempos modernos, para milhares de aplicações industriais, como pneus de automóveis. Atualmente, entretanto, é produzido sinteticamente.
- Madeira. Composta de celulose e lignina, a madeira é encontrada no tronco das árvores e cresce ano após ano em um sistema de anéis concêntricos. Esta substância é altamente utilizável pelo ser humano devido às suas características de dureza, elasticidade e combustibilidade, tanto para o entalhe de ferramentas e utensílios, quanto para a construção de edifícios e até mesmo como biomassa para queima em fornos e lareiras.
- Ferro. É um elemento metálico, resistente, dúctil e magnético, muito propenso à oxidação, que ocorre na natureza na forma de óxidos e compostos minerais. O ferro em seu estado puro é raro, mas pode ser obtido de suas fontes naturais e usado na metalurgia para fazer ligas.
- Carvão. Uma das formas em que o carbono ocorre na natureza, ao lado do grafite e do diamante, é o carvão. Em todos os três casos, trata-se de aglomerações de átomos de carbono, mas dispostos de maneiras muito diferentes, de modo que alguns são mais resistentes do que outros e têm propriedades físicas diferentes.
- Sal marinho. Também chamado de cloreto de sódio (NaCl), o sal comum é uma substância inorgânica produzida pela união de um átomo de sódio e um átomo de cloro, na forma sólida de cristais esbranquiçados. Pode ser facilmente obtido pela evaporação da água do mar, pois o líquido evapora e permanecem os cristais de sal.
- Hélio. Como muitos dos gases nobres (inertes), esse gás monoatômico tem uma reatividade muito baixa, apesar de ser muito comum na natureza, tanto como constituinte da nossa atmosfera (da qual pode ser extraído) quanto como subproduto da fusão do hidrogênio nas estrelas.
- Nácar (madrepérola). É uma substância dura, iridescente e branca composta de carbonato de cálcio cristalizado, matéria orgânica e água em uma combinação única que muitos moluscos marinhos podem produzir dentro de suas conchas para reparar danos e preservar seu abrigo.
- Glicose. O açúcar presente em frutas, no mel e no sangue de animais (inclusive humanos) é um monossacarídeo com a fórmula molecular C, cuja importância no metabolismo animal é primordial, pois constitui sua principal forma de reserva de energia, além de ser um importante bloco de construção de compostos mais complexos.
Exemplos de substâncias artificiais
- Aspirina. O ácido acetilsalicílico, comumente conhecido como aspirina, é um composto derivado da casca do salgueiro branco, que hoje em dia é totalmente sintetizado em laboratórios com alto grau de pureza. É um anti-inflamatório e analgésico não esteroidal e é considerado o medicamento mais consumido no mundo.
- Vidro artificial. É uma substância translúcida, dura e quebradiça obtida pela fusão de uma mistura de sílica e alguns carbonatos, e é usada para fabricar recipientes, revestimentos de janelas ou vidros de automóveis. É um dos compostos mais fabricados no mundo, pois seu consumo doméstico é muito alto.
- Urânio-233. Trata-se de um dos isótopos menos estáveis do urânio, um elemento do nosso planeta que pode ser usado em reações nucleares para obter energia. Na verdade, a bomba atômica lançada no Japão continha variantes deste metal. Contudo, a variante 233U não existe na natureza, mas é produzida a partir do tório natural.
- Cimento. É o produto de uma mistura de argila e calcário calcinados e moídos, aos quais é adicionado gesso, seguido de cascalho e areia. Este pó é amplamente utilizado na construção e na engenharia civil, pois, quando se adiciona água, forma uma pasta uniforme, maleável e plástica que endurece para formar o concreto ou cimento, com dureza de pedra.
- Plástico. É um material sintético obtido por processos de polimerização da cadeia carbônica de compostos orgânicos derivados do petróleo (hidrocarbonetos). É talvez o material sintético mais produzido no mundo, com inúmeras aplicações nas áreas de engenharia, comércio e até mesmo na medicina.
- Ferrofluido. Estas substâncias foram sintetizadas na segunda metade do século XX e são fluidos que, na presença de um campo magnético, polarizam-se. Têm uma suscetibilidade extrema ao magnetismo (“superparamagnéticas”), pois são feitas de nanopartículas magnéticas contidas em um líquido que não permite que se aglomerem. São a aproximação mais próxima de um líquido magnético propriamente dito.
- Aerogel. Também chamado de “fumaça congelada”, é um material coloidal parecido com um gel, no qual o líquido é substituído por um gás, obtendo-se assim um sólido muito leve, de baixa densidade e poroso, com enorme capacidade de isolamento térmico. Foi criado em 1931 e, desde então, tem sido produzido a partir de diversas substâncias, como sílica, zircônio ou alumina.
- Nanotubos de carbono. Trata-se de um nanomaterial de última geração, altamente hidrofóbico, obtido pela modificação artificial das proporções de carbono para obter formas alotrópicas (como diamante ou fulereno), desta vez como uma folha de grafeno enrolada sobre si mesma. São diminutos e têm características surpreendentes: são supercondutores de eletricidade e podem suportar 100 vezes mais tensão do que o aço.
- Fluorocarbonos. Se os átomos de hidrogênio de um hidrocarboneto forem substituídos por átomos de flúor, obtém-se um fluorocarbono, uma substância cujas propriedades são controladas pelo comprimento de suas cadeias de carbono e que pode ser gasosa ou líquida. Isso o torna extremamente útil na medicina (como enchimento em operações oculares) ou como um poderoso refrigerante.
- Gorduras trans. Ainda que possam ser encontradas em pequenas quantidades no leite ou na gordura corporal de animais, a maioria das gorduras trans que consumimos em muitos alimentos processados industrialmente é resultado da hidrogenação de gorduras, como nas comidas fast food e em alimentos processados ou em produtos lácteos sintéticos, como a margarina. Estas gorduras são particularmente prejudiciais ao organismo, pois reduzem o colesterol bom e aumentam o colesterol ruim.
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