Podemos olhar para a História do homem neste planeta a partir da relação que foi estabelecendo com estes elementos ao longo dos tempos. Estes elementos deram forma e fundo à vida do ser humano, criaram cultura e levantaram civilizações e impérios.
O ser humano conheceu primeiro os minerais: a Idade da Pedra foi o tempo em que o ser humano usou fundamentalmente os minerais para fabricar os instrumentos de que precisava para as suas atividades. Este tempo subdivide-se em três períodos distintos: o Paleolítico, o Mesolítico e o Neolítico. Depois veio a Idade dos Metais que se subdivide também em três: a Idade do Cobre, a Idade do Bronze e a Idade do Ferro. Em relação à matéria orgânica, o ser humano inventou a agricultura, o cultivo das plantas e a pastorícia, a criação e domesticação dos animais, que usou como alimento, auxiliares de trabalho, transporte e força motriz.
Orgânico versus inorgânico
No princípio, quando Deus criou os céus e a terra, a terra era informe e vazia, as trevas cobriam o abismo e o espírito de Deus movia-se sobre a superfície das águas. Deus disse: «Faça-se a luz.» E a luz foi feita. Deus viu que a luz era boa e separou a luz das trevas. Deus chamou dia à luz, e às trevas, noite. Assim, surgiu a tarde e, em seguida, a manhã: foi o primeiro dia.
Deus disse: «Haja um firmamento entre as águas, para as manter separadas umas das outras.» E assim aconteceu. Deus fez o firmamento e separou as águas que estavam sob o firmamento das que estavam por cima do firmamento. Deus chamou céus ao firmamento. Assim, surgiu a tarde e, em seguida, a manhã: foi o segundo dia.
Deus disse: «Reúnam-se as águas que estão debaixo dos céus, num único lugar, a fim de aparecer a terra seca.» E assim aconteceu. Deus chamou terra à parte sólida, e mar, ao conjunto das águas. E Deus viu que isto era bom. Deus disse: «Que a terra produza verdura, erva com semente, árvores frutíferas que deem fruto sobre a terra, segundo as suas espécies, e contendo semente.» E assim aconteceu. A terra produziu verdura, erva com semente, segundo a sua espécie, e árvores de fruto, segundo as suas espécies, com a respetiva semente. Deus viu que isto era bom. Assim, surgiu a tarde e, em seguida, a manhã: foi o terceiro dia. Génesis 1, 1-13
Parafraseando o livro do Génesis, no princípio, tudo era inorgânico, ou seja, a matéria orgânica é composta por elementos inorgânicos. Estes elementos são essencialmente dois, três no caso dos hidratos de carbono e quatro e mais segundo a complexidade da matéria orgânica. O primeiro, e condição sine qua non para que exista matéria orgânica, é o carbono. Por si só, é inorgânico, porém não há nenhum composto orgânico sem carbono. O segundo elemento é o hidrogénio, quase todos os compostos orgânicos contêm hidrogénio, mas não todos. Podemos dizer que o carbono e o hidrogénio são a coluna vertebral da matéria orgânica e, por isso, da vida. De notar que a vida no relato da criação do livro do Génesis aparece ao terceiro dia, em forma de vida vegetal.
As moléculas inorgânicas podem conter hidrogénio ou carbono na sua composição: a água, por exemplo, contém hidrogénio, mas é inorgânica porque não contém carbono. O dióxido de carbono contém carbono, mas não é orgânico porque não contém hidrogénio. Qualquer molécula que contenha carbono e hidrogénio é obrigatoriamente orgânica.
As moléculas inorgânicas são mais pequenas, encontram-se em geral fora dos seres vivos, animais ou plantas e não têm o carbono como elemento principal. O facto de serem inorgânicas não quer dizer que não sejam de suma importância para a vida, como é o caso da água, dos sais minerais e até de alguns metais.
Minerais versus metais
Relativamente às diferenças entre a matéria orgânica e inorgânica, tanto os minerais como os metais são inorgânicos.
Os minerais - são uma substância sólida inorgânica que se formou natural e espontaneamente na natureza, sem a intervenção humana; podem assumir a forma de um composto ou de uma mistura de vários minerais ou de um dos 118 elementos simples da tabela periódica.
Os minerais contêm uma estrutura interna característica e propriedades físicas específicas, uma composição química determinada e uma estrutura cristalina, ou seja, os átomos dos minerais estão organizados de uma forma geométrica tridimensional repetitiva. Atualmente, estão catalogados mais de quatro mil minerais e, à medida que os estudos geológicos avançam, mais e mais minerais vão sendo descobertos, alguns deles de origem extraterrestre.
Os metais – são materiais sólidos, à exceção do mercúrio que apresenta uma textura líquida, e podem ser compostos ou ligas, como o aço e o bronze, ou ainda elementos simples da tabela periódica. São duros, opacos ou brilhantes, são bons condutores elétricos e térmicos. Em geral, são maleáveis, ou seja, podem ser martelados para ganhar diferentes formas. É ainda possível fundi-los para fazer ligas ou formas mais definidas do que as que se conseguem martelando-os.
Noventa e um dos 118 elementos simples da tabela periódica são metais; os outros são não metais ou metalóides, aparecendo alguns elementos tanto em forma metálica como não metálica.
Quando dizemos que precisamos de magnésio ou ferro, na nossa dieta, tal não significa que necessitamos de ingerir o metal chamado magnésio ou ferro, mas sim que devemos consumir certos alimentos que contêm o sal destes metais.
Estudemos agora mais em profundidade os minerais, os metais e a matéria enquanto matéria inorgânica e enquanto matéria orgânica composta por muitos elementos que são individualmente inorgânicos, mas que, ao juntar-se formam a base da vida.
Minerais
Como se expôs acima, os minerais são sólidos, inorgânicos, formam-se naturalmente na natureza, têm uma composição química definida, assim como uma estrutura cristalina. Nos minerais, os átomos, em geral, possuem uma estrutura cristalizada com uma cadeia química estabelecida, responsável por conferir a esse mineral as suas propriedades físicas.
Os minerais classificam-se consoante a cor, o traço ou risca, o brilho ou lustre, a clivagem, a dureza e reação aos ácidos, a forma que mantêm ao fraturar, a transparência, a densidade e as propriedades elétricas. Quanto à sua natureza, os minerais dividem-se em dois grandes grupos: os silicatos que constituem 90% da crosta terrestre, e os não silicatos que se subdividem em carbonatos, óxidos sulfúreos, fosfatos e elementos nativos em forma pura, como o ouro, a prata, o cobre.
Minerais orgânicos
Como já mencionamos, os minerais orgânicos têm sempre origem inorgânica. No entanto, há substâncias ou corpos sólidos que parecem ser minerais, como a pérola e o âmbar, mas cuja origem é orgânica, como sabemos.
A pérola é formada quando um corpo estranho indesejado, como um grão de areia, entra no corpo de uma ostra. Esta, para se defender, segrega uma substância chamada nácar ou madrepérola, a mesma que forra as paredes interiores da concha da ostra. A ostra envolve a areia em camadas de nácar e assim resolve o problema e cicatriza a ferida feita pela areia. A pérola é uma ferida cicatrizada.
O âmbar tem de origem vegetal. Trata-se de uma resina fossilizada, produzida há milhões de anos por diversos tipos de árvores que hoje se encontram extintos.
As rochas
São compostas por misturas de minerais e são classificadas com base na presença mais abundante de um ou outro mineral. Quanto ao processo de formação, há três tipos de rochas: ígneas ou magmáticas, metamórficas e sedimentares. A crosta terrestre é composta por 80% de rochas ígneas ou magmáticas, 15% de rochas metamórficas e 5% de rochas sedimentares.
Ígneas ou magmáticas – são rochas que se formaram depois da descida da temperatura na superfície do planeta. Estas rochas tiveram uma formação rápida, pelo que não são compostas por diferentes minerais. Um exemplo é o basalto.
Metamórficas - são rochas que se formam a partir da alteração química de outras rochas, num processo denominado por metamorfismo. A criação de uma rocha metamórfica exige que a transformação da rocha preexistente não tenha passado pela litificação (transformação em magma) nem por sedimentação (quebra das rochas em partículas).
Sedimentares - quando as rochas passam por processos erosivos, como a ação das águas e dos ventos, “despedaçam-se” em várias partículas, denominadas de sedimentos (a exemplo das areias das praias). Esses sedimentos, por sua vez, são depositados em regiões mais “baixas” do relevo e, conforme se aglomeram, podem unir-se e formar novas rochas, chamadas de sedimentares. Por exemplo, o calcário que existe em zonas costeiras e que se formou pelo acumular de conchas, corais e outros seres vivos marinhos é simultaneamente uma rocha sedimentar e orgânica.
O minério – os minerais podem ser metálicos, como o ferro, ou não metálicos, como o talco. O minério é fundamentalmente um mineral metálico com uma composição ou ocorrência de metal, ou que possui um grande valor económico que justifica a sua exploração, ou seja, que justifica a sua extração das rochas onde se encontra.
O ferro, por exemplo, é retirado de um mineral chamado hematite; portanto a hematite é o minério do ferro. O alumínio é extraído de um minério chamado bauxite; o chumbo é extraído de um minério chamado galena.
A Idade da Pedra
Para a suas atividades, os seres humanos precisavam de ferramentas. A proveniência e a natureza destas ferramentas foram variando com o tempo. Desconhecendo os metais, os seres humanos começaram por fabricar as suas ferramentas a partir das rochas. A Idade da Pedra é, portanto, o período em que a pedra foi usada como ferramenta preferencial, para além dos ossos de animais e da madeira. Este grande período começou há dois milhões e meio de anos e durou até ao fim da segunda Idade do Gelo, 9 600 anos AC. Divide-se em três grandes períodos: o Paleolítico, o Mesolítico e o Neolítico.
Paleolítico – ou Idade da Pedra polida; os humanos viviam exclusivamente da caça e da recoleção de frutos; por isso, eram nómadas, iam de lugar em lugar buscando comida.
Mesolítico – período de transição, no qual, para além da caça e recoleção de frutos, os seres humanos pescavam também; continuavam a ser nómadas.
Neolítico – a grande revolução deste período foi a invenção da agricultura e a criação de animais. Provocada pela escassez de alimentos, a inteligência humana substituiu a recoleção de frutos pela agricultura e a caça pela domesticação e criação de animais. Surgiram assim as primeiras povoações e o ser humano deixou de ser nómada. Este período durou até ao ano 4 000 AC.
A natureza dos metais
Ao contrário dos minerais, os metais são menos estáticos: como os átomos dos metais são iguais e estão próximos uns dos outros, os eletrões livres de um átomo têm grande mobilidade, sendo atraídos simultaneamente pelos núcleos dos átomos vizinhos. Deste modo, podem deslocar-se de uns para outros, como se vagueassem através do metal.
É por este motivo que os metais são maleáveis e são bons condutores de calor e eletricidade. Recordemos que, quando estudamos o átomo, verificámos que os eletrões são a parte mais dinâmica do átomo que o faz relacionar-se com outros átomos, criando ligações entre si.
Características dos metais
Condutibilidade - os metais são por natureza bons condutores térmicos e elétricos.
Maleabilidade – são muito maleáveis, tanto mais quanto mais alta for a temperatura a que forem submetidos.
Elasticidade – suscetíveis de se deformarem ou mudarem de forma quando são submetidos a ações externas.
Ductilidade – é a propriedade que o metal tem de ser esticado até formar cabos e fios.
Brilho – em geral, os metais não são opacos, mas sim brilhantes e lustrosos; como a sua superfície é polida, reflete muito bem a luz.
A tabela periódica dos elementos não reconhece, por assim dizer, os minerais, pois divide os 180 elementos em metais, metalóides e não metais. Os metais são, como já se referiu, bons condutores de calor e eletricidade e facilmente moldáveis. Pelo contrário, os não metais não são bons condutores de eletricidade nem calor e não são facilmente moldáveis, como por exemplo o carbono, o azoto, o fósforo, o oxigénio, o enxofre, o selénio, o flúor, o cloro, o bromo, o iodo e o ástato. Os metalóides possuem características intermédias entre os metais e os não metais. Exemplos: boro, silício, germânio, arsénio, antimónio, telúrio.
Os metais do nosso dia a dia
Os metais podem dividir-se em ferrosos, como o ferro e o aço, e não ferrosos, como o alumínio, o cobre, o estanho, o níquel, o latão e o bronze.
Cobre - é especialmente usado em equipamentos elétricos, tais como: motores elétricos, instalações elétricas (cabos, interruptores, etc.). Há também muitas moedas de cobre.
Ferro - (que corresponde a cerca de 95% da produção mundial de metal) é largamente usado em automóveis, barcos e edifícios, devido ao seu baixo preço e resistência. É por vezes substituído pelo aço, quando é necessária uma maior dureza.
Zinco – é muito usado na produção de latão e, pelo seu baixo preço, serviu durante bastante tempo para fazer vasilhas; ainda hoje cobre os tetos das casas rurais da África, quando estes não são de palha.
Estanho - é principalmente usado em ligas, como o bronze, o metal de sino (cobre e estanho), o bronze fosforoso, a solda macia e o metal branco. É também essencial à produção de vidro, sabões e sabonetes, perfumes, papel, medicamentos e fungicidas. As folhas que embrulham o chocolate ou os cigarros, por
exemplo, contêm estanho.
Alumínio – em janelas e em estruturas que não requeiram a resistência do ferro, o alumínio é utilizado por ser mais leve.
Níquel – muito utilizado no fabrico de moedas.
A Idade dos Metais
Com a invenção da agricultura e a criação dos animais, os seres humanos passaram a depender menos da natureza e a ser mais livres e independentes, com mais tempo livre para pensar. As ferramentas mudaram completamente com a descoberta dos metais. Os metais que foram sendo descobertos definiram três idades: a Idade do Cobre, a Idade do Bronze e a Idade do Ferro.
A Idade do Cobre (3 200 – 2 300 AC) - possivelmente, a primeira obtenção de um material metálico ocorreu por acidente, quando as pedras que circundavam as fogueiras e que continham óxido de cobre foram reduzidas a metal. Assim terá ocorrido o começo da metalurgia extrativa, com base essencialmente no empirismo e na transferência direta e pessoal do conhecimento. Como o cobre não é muito duro, a primeira utilização deste metal foi como ornamentação.
Idade do Bronze (2 300 – 700 AC) – o bronze é uma liga ou mistura de dois metais, o cobre e o estanho. Ambos são metais pouco duros e muito maleáveis, contudo, juntos formam o bronze que é um metal duro. Por ser duro, o bronze não era usado em ornamentos, mas sim nas ferramentas agrícolas, utensílios domésticos e armas.
Idade do Ferro (1 200 AC) - por fim, a Idade do Ferro, um metal que é mais comum que os dois anteriores, foi o último a ser descoberto. A crosta terrestre é composta por 5% de ferro. Como dissemos acima, este é o metal mais usado pelo ser humano, não só desde a sua descoberta como até aos dias de hoje. Por isso, podemos dizer que ainda estamos na Idade do Ferro.
Matéria orgânica
Como vimos, a fronteira entre matéria orgânica e inorgânica nem sempre se encontra bem definida.
- Em geral, os compostos orgânicos são produzidos por organismos vivos; os compostos inorgânicos são produzidos pela natureza ou pelo homem.
- Os compostos inorgânicos podem formar sais, os orgânicos não podem.
- Os compostos orgânicos contêm sempre carbono, os inorgânicos geralmente não contêm.
- Os compostos orgânicos contêm carbono-hidrogénio, os compostos inorgânicos não.
- Os compostos inorgânicos contêm átomos metálicos, os orgânicos não.
Composição do solo
O solo ou terra que cobre a maior parte da superfície terrestre, à exceção das superfícies rochosas, é também composto por partículas que pertencem a três tipos diferentes de matéria:
Partículas de areia – são as partículas de maior dimensão comparadas com as outras duas. Os solos arenosos chegam a ter 80% de areia. Este tipo de solos não retém bem a água e os nutrientes, pelo que tem um valor muito baixo para a vida.
Partículas aluviais – a segunda partícula de maior dimensão é a partícula aluvial, o lodo ou os sedimentos. Os terrenos formados por estas partículas encontram-se nas margens dos rios e são os mais férteis do mundo.
Partículas de argila – são as mais pequenas das três, e por isso mesmo retêm tanto a água como o ar, dificultando o crescimento das plantas. Por esta razão, tantos estes terrenos como os arenosos são pouco férteis.
Solo fértil
Para além dos três tipos de partículas que compõem todos os tipos de solo, os solos férteis contam com água e ar, ou seja, são húmidos e arejados. A quantidade de areia que o solo contém permite a presença do ar, as partículas de areia separam a matéria orgânica e a argila, possibilitando a entrada do ar. A quantidade de argila do solo permite a presença da água ao retê-la.
O húmus que todo o terreno fértil deve conter, resulta da decomposição de resíduos de plantas e tecidos de animais pela ação de microrganismos. O húmus é, de facto, o resultado final dessa decomposição e confere um elevado grau de fertilidade a um solo; podemos concluir que a vida se alimenta da vida. É a natureza que se recicla a si mesma e a vida que se diversifica. O solo ideal para a agricultura, que o ser humano descobriu no período Neolítico, deve ser composto por 45% de minerais (areia, aluvião, argila), 25% de água e 5% de matéria orgânica.
Composição química do corpo humano
O corpo humano é formado pela interação dos mesmos elementos que formam o universo; por isso é um microuniverso em si mesmo.
Presentes em grandes quantidades
Hidrogénio, carbono, azoto, oxigénio – são os constituintes das substâncias presentes em grande quantidade no organismo (açúcares, proteínas, gorduras etc.). Dentre eles, o hidrogénio e oxigénio formam a água (H2O) que é responsável por mais da metade da massa de um ser humano.
Presentes em menor quantidade
Sódio – presente no sangue e nos demais fluidos do organismo.
Magnésio –tem um papel importante no funcionamento dos músculos e na sintetização do cálcio.
Fósforo – presente no fosfato que permite o armazenamento de energia.
Enxofre – participa na composição de algumas proteínas.
Cloro – presente no sangue e nos demais fluidos do organismo.
Potássio – presente no sangue e nos demais fluidos do organismo.
Cálcio – constituinte dos ossos e dentes.
Presentes em quantidades muito pequenas
Flúor – faz parte do esmalte dentário que previne a formação de cáries.
Crómio – participa no metabolismo dos açúcares.
Manganês – participa no metabolismo dos açúcares, das gorduras e na formação óssea.
Ferro – componente da hemoglobina, pigmento que transporta o oxigénio no sangue.
Cobalto – faz parte da composição da vitamina B12.
Cobre – ajuda na ocorrência de algumas reações químicas.
Zinco – necessário ao crescimento normal.
Selénio – auxilia a digestão e a assimilação de óleos e gorduras.
Molibdénio - ajuda na ocorrência de algumas reações químicas.
Iodo – importante para o bom funcionamento da tiroide.
O corpo ou a matéria de um organismo vivo é uma combinação complexa e misteriosa de materiais orgânicos; cada um destes materiais orgânicos é por sua vez em si mesmo, composto por elementos inorgânicos mais simples. Alguns destes elementos inorgânicos mais simples, por si mesmos, ou seja, sem ser parte de compostos orgânicos, são necessários para os processos vitais se darem e a vida acontecer. Exemplos destes são água e o oxigênio.
Assim sendo, os materiais inorgânicos concorrem duas vezes para tornar a vida possível; primeiro, eles são parte dos materiais orgânicos que formam a matéria ou o corpo de um organismo vivo, em segundo lugar, facilitam, apoiam e viabilizam a vida desse organismo vivo. A matéria inorgânica não só é parte integrante do corpo ou matéria de um organismo vivo, mas também e ao mesmo tempo facilita, promove e cria o ambiente onde esse o organismo vivo vive.
Pe. Jorge Amaro, IMC
Sem comentários:
Enviar um comentário