Química Inorgânica

A Química Inorgânica é o ramo da Química que estuda as propriedades e comportamentos dos compostos inorgânicos, tais como metais, minerais e compostos organometálicos. É uma área que é, comumente, definida em antagonismo à Química Orgânica, a área que estuda os compostos de carbono, como os hidrocarbonetos e seus derivados. Contudo, cada vez mais surgem compostos inorgânicos de carbono, tornando a fronteira entre essas áreas cada vez mais obsoleta.

A Química Inorgânica estuda o comportamento e o desenvolvimento de compostos inorgânicos e seus análogos, pensando em formas de transformá-los, separá-los e utilizá-los. Graças aos avanços na área, temos melhores tecnologias no campo da medicina, farmácia, agricultura, mineralogia, meio ambiente etc.

Leia também: Carbonila — grupo funcional presente em diversos compostos orgânicos

Resumo sobre Química Inorgânica

• Química Inorgânica é o ramo de estudo da Química que estuda as propriedades dos compostos inorgânicos, tais como metais, minerais e compostos organometálicos.
• Estuda as formas de modificação, aquisição e utilização dos compostos inorgânicos.
• Enquanto as substâncias orgânicas são substâncias formadas por moléculas feitas a partir das cadeias carbônicas, as inorgânicas englobam as demais substâncias.
• Existem substâncias inorgânicas de quase todos os elementos da Tabela Periódica.
• Boa parte dos compostos inorgânicos podem ser divididos em quatro funções: ácidos, bases, sais e óxidos.
• A água (H2O), a amônia (NH3), o ácido sulfúrico (H2SO4) e o cloreto de sódio (NaCl) são algumas substâncias inorgânicas usadas no nosso dia a dia.
• Os avanços em Química Inorgânica são essenciais para diversas áreas da sociedade, como a indústria, agricultura, medicina, meio ambiente e mineralogia.

O que é Química Inorgânica?

A Química Inorgânica é uma área da Química centrada nas propriedades e comportamentos dos compostos inorgânicos, que incluem metais, minerais e  compostos organometálicos, segundo a American Chemical Society (ACS)^|1|.

Para alguns autores^|2|, a Química Inorgânica é definida em oposição à Química Orgânica: enquanto a última estuda os hidrocarbonetos e seus derivados, a Química Inorgânica pode ser descrita amplamente como a química de “todas as demais substâncias”. Incluindo, também, o próprio carbono, que desempenha um papel cada vez maior e mais importante na Química Inorgânica.

Outros autores^|3| acrescentam que a Química Inorgânica não apenas estuda os elementos e seus compostos, mas também os princípios físicos, fazendo uso de leis da termodinâmica, por exemplo, para explicar comportamentos de compostos em sistemas, ou até mesmo usando a cinética química para explicar mecanismos reacionais.

O que a Química Inorgânica estuda?

Como dito anteriormente, a Química Inorgânica centra seus estudos nos diversos elementos da Tabela Periódica, bem como em seus compostos, utilizando-se de leis e princípios físicos para explicar comportamentos específicos que estes desenvolvem em um sistema. Dessa forma dizer que a Química Inorgânica estuda:

• o comportamento de compostos inorgânicos e de seus análogos;
• como os compostos inorgânicos podem ser modificados, separados e utilizados.

De forma mais específica, podemos citar alguns campos de estudo:

• desenvolvimento de métodos para recuperação de metais de rejeitos;
• mineralogia e geoquímica;
• compostos de coordenação;
• desenvolvimento e pesquisa de novos compostos inorgânicos;
• entendimento de processos químicos que englobam substâncias inorgânicas, como a corrosão;
• pesquisa e desenvolvimento de produtos inorgânicos para tratamento do solo e melhoria da agricultura;
• estudo dos compostos organometálicos, uma interseção entre as Químicas Orgânica e Inorgânica;
• estudo e desenvolvimento de catalisadores;
• pesquisa em Bioinorgânica, uma interseção entre a Bioquímica e a Química inorgânica, com enfoque em aplicações medicinais;
• pesquisa dos impactos de compostos inorgânicos no meio ambiente, fazendo uma interseção com a Química Ambiental.

Engloba muitas outras áreas além dessas citadas. Isso só comprova que a Química Inorgânica não é uma área isolada. Ela possui interseções com outras áreas de ensino e pesquisa da Química, sendo essencial para avanços importantes na Química Orgânica, Bioquímica, Química Ambiental e, claro, cada vez mais atrelada aos princípios da Química Verde.

Veja também: Quais são os tipos de reações inorgânicas?

Substâncias inorgânicas

As substâncias químicas podem ser divididas, basicamente, em dois grupos: orgânicas e inorgânicas. Enquanto as orgânicas são substâncias formadas por moléculas feitas a partir das cadeias carbônicas, as inorgânicas englobam as demais substâncias. Vale dizer que, embora as substâncias orgânicas sejam centradas no carbono, também existem substâncias inorgânicas de carbono, como grafite, grafeno, fulereno e diamante, além dos carbonatos.

Em tese, temos substâncias inorgânicas de quase todos os elementos da Tabela Periódica. Elas podem ser divididas em classes, a depender do elemento ou grupo de elementos que a formam. A tabela a seguir traz algumas classes de substâncias inorgânicas e os elementos ou grupos de elementos em comum presentes nelas.

Boa parte dos compostos inorgânicos pode ser dividida em quatro funções: ácidos, bases, sais e óxidos.

Quais as funções da Química Inorgânica?

Em tese, quase todos os elementos da Tabela Periódica podem formar um grupo de compostos inorgânicos. Por exemplo, os compostos de hidrogênio são chamados de hidretos, assim como os de flúor são chamados de fluoretos, os de silício são chamados de silicatos e os de carbono são chamados de carbetos. Porém, é inegável que existem quatro funções clássicas em Química Inorgânica:

• ácidos,
• bases,
• sais e
• óxidos.

O entendimento do que é um ácido e do que é uma base vem evoluindo ao longo dos anos e, por conta disso, muitas teorias foram desenvolvidas para explicar seus comportamentos. Em uma observação mais moderna, podemos entender ácido e base como um comportamento químico, não como um grupo funcional.

Contudo, em Química Inorgânica é muito comum fazer referência aos ácidos e bases clássicos, chamados de ácidos e bases inorgânicos, ou até mesmo, ácidos e bases de Arrhenius (cientista sueco responsável pela primeira teoria ácido-base).

Os ácidos clássicos da Química Inorgânica possuem a presença do hidrogênio em sua estrutura, pois é sabido que, como os ácidos aumentam a concentração de íons H⁺ em solução após sua dissolução, entendeu-se, inicialmente, a necessidade da presença desse elemento na estrutura.

Da mesma forma, as bases clássicas da Química Inorgânica possuem a presença do grupo aniônico hidróxido (OH⁻) em sua estrutura. Isso porque as bases têm como característica o aumento da concentração de ânions hidróxido em solução após sua dissolução e, portanto, inicialmente se pensou que haveria a necessidade da presença desse grupo para desenvolver tal propriedade.

Já os sais englobam uma classe de compostos bem ampla. São compostos iônicos formados por um cátion, diferente de H⁺, e um ânion, diferente de OH⁻. Os sais podem ser produzidos a partir da reação de neutralização entre um ácido e uma base de Arrhenius. Já os óxidos são compostos binários de oxigênio, em que este elemento é o mais eletronegativo.

Os óxidos chamam muita atenção devida à grande presença desses compostos na crosta terrestre, sendo importantíssimos na constituição de diversos minerais. Apresentam propriedades químicas interessantes, podendo desenvolver caráter ácido, básico ou neutro em processos reacionais.

→ Videoaula sobre funções inorgânicas

Química Inorgânica x Química Orgânica

Enquanto a Química Orgânica busca estudar os compostos de carbono, a Química Inorgânica estuda os elementos remanescentes, bem como seus compostos. Contudo, além de haver interseções entre as áreas, como no estudo dos compostos organometálicos, o carbono tem crescido cada vez mais dentro da Química Inorgânica, por meio do estudo de seus alótropos, como grafite, grafeno, diamante e fulereno.

Nos compostos organometálicos, por exemplo, percebem-se as ligações carbono-metal, as quais não são originalmente estudadas dentro da Química Orgânica (que se concentra, basicamente, nas ligações covalentes carbono-carbono e carbono-ametal). Tais compostos desempenham um importante papel na catálise de reações orgânicas.

Também são percebidos, cada vez mais, compostos orgânicos com a presença de metais, como é o caso dos “compostos sanduíche”, em que um metal fica entre dois anéis aromáticos, ligando-se à nuvem de elétrons pi lá presente. Há também o caso dos compostos conhecidos como clusters, que são compostos metálicos com formato de poliedro e que apresentam um átomo de carbono no centro.

De certa forma, embora ainda seja relativamente fácil, em nível básico, diferenciar um composto inorgânico de orgânico, é possível dizer que, a cada dia, as linhas de divisão entre as áreas de compreensão da Química estão se tornando mais obsoletas.

Química Inorgânica no dia a dia

A Química Inorgânica tem sido aplicada no desenvolvimento de diversos produtos e tecnologias que são utilizados não só na indústria, mas também em outros setores de produção essenciais para nossa sociedade. São aplicados na fabricação e na formulação de corantes, catalisadores, surfactantes, fármacos, combustíveis, entre muitos outros. Dentre alguns produtos inorgânicos de extrema importância, podemos citar:

• Água (H₂O): a principal substância responsável pela vida em nosso planeta, considerada essencial em processos químicos.
• Amônia (NH₃): a principal fonte de nitrogênio para fertilizantes, além de ser matéria-prima para a produção do náilon, de fibras, plásticos, poliuretanos, entre outros produtos.
• Ácido sulfúrico (H₂SO₄): a produção de ácido sulfúrico já foi um indicador econômico importante de riqueza de um país. Possui aplicações vastas, sendo um dos produtos químicos mais utilizados do mundo todo. Alguns o chamam de “o rei dos produtos químicos”.
• Cloreto de sódio (NaCl): chega a nós como sal de cozinha e é, portanto, o tempero mais utilizado em todo o mundo.

• Gás cloro (Cl₂): a partir dele é fabricado o PVC (policloreto de vinila), um dos polímeros mais aplicados no mundo; pode ser utilizado na produção de defensivos agrícolas, fertilizantes, inseticidas, fármacos; também é importante para esterilização e ação bactericida no tratamento da água.
• Dióxido de titânio (TiO₂): é um composto natural que é utilizado como pigmento branco em tintas, revestimentos, filmes, plásticos, papéis, corantes e cosméticos. Tem grande resistência à radiação ultravioleta.
• Aço: liga feita a partir de uma base de ferro e carbono, possui grande versatilidade e aplicação. Suas propriedades fazem com que ela seja a liga metálica mais comercializada em todo o mundo.
• Hidróxido de sódio (NaOH): conhecido como soda cáustica no mercado, esse composto é reconhecido por seu poder alcalinizante; pode ser empregado na fabricação do sabão e do biodiesel. É também aplicado na fabricação de papel (processo kraft).

Importância da Química Inorgânica

A Química Inorgânica apresenta a capacidade de explorar compostos de todos os elementos da Tabela Periódica, bem como suas propriedades. Não há como saber, exatamente, o número de compostos inorgânicos que nos rodeiam, mas a verdade é que há uma infinidade deles. A cada novo elemento químico que é adicionado à Tabela Periódica, uma nova possibilidade de compostos inorgânicos surge para os cientistas.

A Química Inorgânica andou lado a lado com o desenvolvimento da nossa sociedade, permitindo avanços em campos essenciais, como medicina, metalurgia e agricultura, por exemplo. A manipulação de compostos inorgânicos, portanto, permitiu-nos uma melhor qualidade de vida: a melhora na qualidade da agricultura nos fez largar o nomadismo, o desenvolvimento da medicina nos fez aumentar nossa expectativa de vida, assim como a metalurgia nos permitiu a construção de melhores estruturas e armas para nos defendermos.

Os compostos inorgânicos estão na constituição básica do nosso planeta, desde o núcleo até o último nível de nossa atmosfera. Assim sendo, a Química Inorgânica permitiu um maior entendimento daquilo que nos rodeia. Os estudos em Química Inorgânica nos permitem entender a constituição química de outros planetas, a composição de cometas e, por conta disso, auxilia-nos no processo de compreensão da formação do universo.

História da Química Inorgânica

Desde as eras antigas, o ser humano entrou em contato com compostos inorgânicos pensando na sua sobrevivência. Por exemplo, durante o Pleistoceno, ferramentas rudimentares eram utilizadas, feitas de rochas e pedras, isto é, de materiais inorgânicos.

Contudo, podemos dizer que as primeiras (e também principais) reações, dentro do campo de estudo da Química Inorgânica, que foram desenvolvidas pelo ser humano são aquelas que permitiram o avanço para a Era dos Metais, como a obtenção do cobre (e, posteriormente, do bronze) e do ferro (e, posteriormente, do aço) a partir de reações de oxirredução de óxidos, carbonatos e sulfetos.

2 Cu₂(OH)CO₃ + 2 C → 4 Cu + 4 CO₂ + 2 H₂O

Fe₃O₄ + 2 C → 3 Fe + 2 CO₂

Concomitantemente ao desenvolvimento dos metais e de suas ligas, a humanidade começou a se utilizar de compostos inorgânicos na arquitetura, como na construção de vidros coloridos, além de esmaltes cerâmicos, obtidos a partir óxidos de silício e de outros metais.

O início da era comum trouxe a expansão da alquimia em diversas sociedades já estabelecidas, como a chinesa e a egípcia, e, embora não fosse o objetivo principal dos alquimistas, estes acabaram sendo responsáveis pelo descobrimento, manipulação e descrição de uma série de produtos e processos químicos. A alquimia ainda perdurou por muitos anos, muito por conta da sua expansão nos países de etnia árabe e na Europa medieval.

Após o fim da Idade Média na Europa, já eram conhecidos diversos compostos inorgânicos que usamos até os dias de hoje, como os ácidos nítrico, sulfúrico e clorídrico, bem como a documentação de processos químicos que os envolvia. As reações químicas já começavam a ser estudadas não só qualitativamente, mas também quantitativamente, e as primeiras interpretações científicas do átomo já eram desenvolvidas por John Dalton.

Em 1869, a Tabela Periódica foi desenvolvida por Dimitri Mendeleev, sem dúvida alguma, um importante marco histórico na Química, auxiliando no entendimento não só na organização dos elementos químicos de maneira sistemática, mas também na previsão de suas propriedades. Daí em diante, a Química evoluiu em passos exponenciais com a descoberta da natureza elétrica do átomo, da radioatividade e das primeiras noções da mecânica quântica.

Paralelamente a isso, a Química Inorgânica se mostrava cada vez mais importante na exploração e no desenvolvimento de recursos minerais. A Revolução Industrial foi um grande catalisador para o desenvolvimento da indústria química. Já no começo do século XX, era comum encontrar fábricas de produção de amônia, ácido nítrico, ácido sulfúrico, hidróxido de sódio, entre outros produtos inorgânicos em larga escala.

Destaca-se, por exemplo, a reação de síntese da amônia, de 1913, conhecida como processo Haber-Bosch, talvez um dos mais importantes processos industriais da história da humanidade:

N₂ (g) + 3 H₂ (g) → 2 NH₃ (g)

Estima-se que cerca de 1% de toda energia produzida pelo ser humano seja consumida na produção de milhões de toneladas de amônia por meio desse processo. O avanço da Química no século XX proporcionou o desenvolvimento das teorias de ligações químicas. Isso acabou possibilitando, por exemplo, que Werner e Jorgensen fossem responsáveis, posteriormente, pela compreensão dos compostos de coordenação dos metais de transição.

A compreensão da matéria e o aprofundamento das teorias, permitiu que os químicos inorgânicos desenvolvessem teorias a partir dos orbitais moleculares, como a teoria do campo cristalino e a teoria do campo ligante, que servem de base para explicar a formação dos compostos de coordenação.

Atualmente, as fronteiras da Química Inorgânica já não são tão delimitadas quanto antigamente. Hoje os químicos trabalham em campos multidisciplinares, permitindo atrelar avanços de diversas áreas em sua pesquisa. Mesmo assim, toda a base da Química Inorgânica desenvolvida ao longo de séculos de história de humanidade tem sido essencial para a busca de uma melhor qualidade de vida para todos nós.

Saiba mais: Para que serve o ácido sulfúrico?

Exercícios resolvidos sobre Química Inorgânica

Questão 1. (UERJ/2025) O mineral apatita, utilizado como matéria-prima na produção de fertilizantes, contém diferentes sais de cálcio, dentre eles o Ca₃(PO₄)₂. Nesse sal, o ânion presente é denominado:

1. hipofosfato.
2. hipofosfito.
3. fosfito.
4. fosfato.

Resposta: Letra D.

O grupo aniônico PO₄³⁻ é derivado do ácido fosfórico, H₃PO₄, e, portanto, recebe o nome de fosfato.

Questão 2. (ALBERT EINSTEIN/2025) Compostos do elemento vanádio têm atividade biológica e são empregados no estudo de proteínas fosfatadas. A preparação do vanadato de sódio (Na₃VO₄) pode ser feita a partir da reação do seu óxido (V₂O₃) com o hidróxido de sódio (NaOH) representada na equação:

V₂O₃ (s) + 6 NaOH (aq) → 2 Na₃VO₄ (aq) + 3 H₂O (l)

Comparando-se o ânion vanadato e o ânion fosfato, __________, nas condições da reação apresentada, V₂O₃ é classificado como óxido ___________.

As lacunas do texto são preenchidas, respectivamente, por:

1. ambos contêm um elemento metálico – ácido.
2. ambos contêm um elemento metálico – neutro.
3. apenas um deles contém um elemento metálico – básico.
4. apenas um deles contém um elemento metálico – ácido.
5. ambos contêm um elemento metálico – básico.

Resposta: Letra D.

O fosfato, PO₄³⁻, não possui metais em sua constituição, diferentemente do vanadato, VO₄³⁻, que possui o metal vanádio. Além disso, o V₂O₃ é um óxido ácido, pois reage com uma base, NaOH, para a formação de um sal, Na₃VO₄.

Notas

^|1| AMERICAN CHEMICAL SOCIETY – ACS. Inorganic Chemistry. ACS. Disponível em: https://www.acs.org/careers/chemical-sciences/areas/inorganic-chemistry.html

^|2| MIESSLER, G. L.; FISCHER, P. J.; TARR, D. A. Química Inorgânica. 5. ed. Pearson Education do Brasil: São Paulo, 2014.

^|3| HOUSECROFT, C. E.; SHARPE, A. G. Inorganic Chemistry. 2. ed. Pearson Education Limited: Londres, 2005.

Fontes

AMERICAN CHEMICAL SOCIETY – ACS. Inorganic Chemistry. ACS. Disponível em: https://www.acs.org/careers/chemical-sciences/areas/inorganic-chemistry.html

HOUSECROFT, C. E.; SHARPE, A. G. Inorganic Chemistry. 2. ed. Pearson Education Limited: Londres, 2005.

HUHEEY, J. E.; KEITER, E. A.; KEITER, R. L. Inorganic Chemistry: principles of structure and reactivity. 4a ed. Estados Unidos: HarperCollins College Publishers, 1993.

MIESSLER, G. L.; FISCHER, P. J.; TARR, D. A. Química Inorgânica. 5. ed. Pearson Education do Brasil: São Paulo, 2014.

SHRIVER, D. F.; ATKINS, P. W. Química Inorgânica. 3. ed. Bookman: Porto Alegre, 1999.