Física e química - Limites entre as duas disciplinas

Física e química sempre combinaram como presunto e queijo no misto quente. Foi assim durante os dois mil anos em que essas ciências se desenvolveram, construindo cada qual sua própria história e tradição.

A física percorreu seu caminho desde os fundamentos tomados do método aristotélico de observação, descrição e registro dos fenômenos naturais, da verificação experimental praticada por Galileu e do determinismo matemático de sir Isaac Newton até chegar à relatividade de Einstein e ao probabilismo da mecânica quântica.

Os químicos modernos são herdeiros da antiga linhagem dos alquimistas, que, se não realizaram seu sonho de descobrir a pedra filosofal, terminaram por codificar a Tabela Periódica dos Elementos, um quadro sintético dos fundamentos da química, brilhante em sua simplicidade e correção.

Por todo este tempo, físicos e químicos operaram em campos próximos, porém distintos.

A física estudava os fenômenos naturais, observando seus agentes, registrando propriedades e estados visando explicar as interações entre eles. Assim, coube aos físicos estabelecer as correlações matemáticas entre acelerações e forças, calor e temperatura ou comportamento da luz e sua geometria.

Os químicos também observavam e registravam propriedades e estados, mas com foco nas substâncias, principalmente nas reações que faziam com que determinada substância se transformasse em outra. Eram os químicos que descobriam o que resultava da combinação de determinadas quantidades de determinados elementos sob determinadas condições.

Assim, tínhamos a divisão amigável de que se o fenômeno estudado era diretamente correlacionado ao que influenciava as transformações de uma ou mais substâncias em outras, então pertencia ao campo da química. Se as transformações ocorriam em outras propriedades e estados que não o da transmutação de elementos, situavam-se em algum dos ramos da física.

Fim da fronteira entre Química e Física

A dobradinha simples e prática entre a física e a química teve suas fronteiras desvanecidas nas primeiras décadas do século passado, quando a Rutherford e Bohr apresentaram seu modelo de átomo constituído de núcleo eletricamente positivo e eletrosfera de cargas negativas.

A nova concepção do componente mais elementar da matéria mostrava que os elementos químicos se definiam pelo número de prótons no núcleo do átomo e que as reações entre os elementos e compostos químicos eram comandados pelas características de suas eletrosferas. Em última instância, toda reação química passava a ser vista como um fenômeno de atrações elétricas.

No que era tido como fronteira entre a química e a física, a eletricidade sempre foi considerada como pertencente ao lado destes e não daqueles. Isto não era de fato um problema. Desde o tempo dos alquimistas, sabia-se que o calor e a temperatura influenciavam fortemente a maioria das reações químicas e o fato de a termologia ser uma disciplina da física não comprometia em nada a identidade da química como ciência. Então vieram a relatividade e a mecânica quântica.

A primeira dizendo que matéria e energia eram estados diferentes da mesma coisa. Os químicos sempre foram focados na matéria, suas propriedades e como se davam suas reações e transformações, nos quais entrava como fator de influência, uma espécie de coadjuvante. Que tudo de repente virasse a mesma coisa não deixava de soar um tanto subversivo para alguns químicos, mas também nada que a boa e velha mente científica não pudesse tirar de letra.

Ondas eletromagnéticas

Subversiva mesmo foi a mecânica quântica. Que as reações químicas fossem interações físicas e que matéria pudesse ser energia, vá lá. Duro era tolerar que partículas sub-atômicas não eram exatamente partículas, que podiam ser também ondas eletromagnéticas, sem massa, sem peso, sem substância. Tudo que os químicos tão minuciosamente mediam passava a ser apenas probabilidade em um universo dominado pela incerteza.

É neste ambiente que Linus Pauling apresentou seu célebre diagrama, que teoriza como níveis e sub-níveis de energia na eletrosfera dos átomos influenciam as ligações que se dão em seus orbitais. Quem olha o diagrama de Pauling pode se perguntar se afinal aquilo é física ou é química. E pode ouvir de resposta que é ciência.

De lá para cá o que cabe à física ou à química deixou de ter uma fronteira permeável, mas definida, passando a diferenciação entre elas a ser feita por um terreno de transição, compartilhado sem conflito pelas duas.

Por conta disto foi criada a disciplina físico-química, uma necessidade quando exploramos conhecimentos que não cabem mais em definições estanques.