O que é uma carga positiva?
Tudo no mundo, natural ou sintético, é constituído por pequenas estruturas chamadas átomos, constituídas por prótons, nêutrons e elétrons. Os prótons têm uma carga positiva, os nêutrons não têm carga e os elétrons têm uma carga negativa. O balanço dessas partículas determina a carga geral de um átomo. Um objeto com carga positiva, como uma pessoa depois de esfregar vigorosamente os pés cobertos de meias em um tapete, contém mais partículas positivas (prótons) do que negativas (elétrons). Como os átomos positivos são atraídos por negativos e repelidos por outros positivos, as cargas dos átomos que compõem um pedaço de matéria influenciam fortemente suas propriedades e comportamento.
Encargos atômicos
Os átomos, que são a unidade básica da matéria, têm um núcleo composto de prótons e nêutrons, ao redor dos quais um ou mais elétrons estão ligados. O número de prótons determina qual elemento o átomo é e é dado como seu número atômico. Por exemplo, o magnésio tem 12 prótons, dando-lhe o número atômico 12, enquanto o oxigênio tem oito. Quando os átomos se unem, eles se tornam moléculas.
Elétrons e prótons não têm o mesmo tamanho e peso - os elétrons são menores e mais leves que os prótons -, mas eles têm a mesma quantidade de carga. Ou seja, um número correspondente de prótons e elétrons se cancelam em termos de carga geral. Como os nêutrons são neutros, seu número não afeta a carga de um átomo.
Embora o número total de partículas subatômicas de um átomo varie, os átomos normalmente são eletricamente balanceados, com um número igual de prótons e elétrons. Isso significa que, naturalmente, os átomos têm uma carga neutra, mas isso pode mudar ao ganhar ou perder elétrons através de processos químicos e físicos. Quando um elétron é perdido, a balança muda com um próton extra, dando ao átomo uma carga positiva. O inverso é verdadeiro para átomos com carga negativa, que ganharam um elétron. Quando o balanço de partículas é interrompido, produzindo um átomo (ou molécula) positivo ou negativo, eles não são mais chamados de átomos. Em vez disso, são íons , com positivos chamados cátions e negativos chamados ânions .
Carga e comportamento
A carga que um objeto tem influencia na maneira como ele reage ao seu ambiente. Os cátions são atraídos por ânions, por exemplo, mas são repelidos por outros cátions. Da mesma forma, átomos com carga negativa se repelem. Esse comportamento é conhecido como lei de Coulomb.
Átomos positivos não atraem ou repelem os neutros, mas através de um fenômeno chamado indução eletrostática, uma atração pode ser criada. Isso ocorre porque os elétrons em algumas moléculas tendem a se tornar mais móveis quando uma carga positiva está próxima. Os elétrons na molécula neutra são capazes de se mover em direção à fonte da carga positiva. O movimento cria uma carga negativa no ponto mais próximo da fonte, embora a molécula permaneça inalterada no geral. Esse fenômeno geralmente ocorre com os metais, o que permite que uma carga elétrica flua através deles.
Aplicações diárias
Muitos itens e processos do cotidiano fazem uso de cargas positivas. Quando a roupa cai em uma secadora de roupas, por exemplo, o movimento faz com que os elétrons se movam dos átomos na superfície de alguns itens para outros, fornecendo cargas diferentes às peças de roupa. É isso que leva à aderência estática, uma vez que as partículas agora carregadas de maneira positiva e negativa são atraídas uma pela outra e fazem a roupa grudar. As folhas mais secas normalmente contêm produtos químicos com carga positiva, que se desprendem dos itens, ajudando a neutralizar os negativos.
Outro exemplo é a impressora a laser, que imprime texto e imagens em papel, criando uma série de cargas positivas e negativas. Quando um trabalho de impressão começa, o laser "grava" transferindo eletricidade estática com carga negativa para um cilindro com carga positiva. O toner, que também é positivo, é aplicado ao cilindro e atraído para as áreas negativas. O cilindro é rolado sobre uma folha de papel carregado negativamente e o toner se liga a ele.
Moléculas Biológicas
O total combinado de todos os átomos e íons que fazem parte de uma molécula biológica é conhecido como carga líquida. A maioria das moléculas é neutra em geral, mas as grandes tendem a ter uma ou mais áreas distintas que exibem uma carga negativa ou positiva. Essas áreas influenciam fortemente a maneira como a molécula se dobra e a maneira como interage com outras moléculas. Por exemplo, DNA e RNA são ácidos nucleicos, mas se comportam de maneira muito diferente porque suas cargas são distribuídas de maneira diferente ao longo de suas superfícies.
A pesquisa científica geralmente requer informações sobre as cargas de átomos e moléculas, porque afeta o comportamento das moléculas biologicamente ativas. Uma área específica em que a manipulação de cargas moleculares é muito útil é no design racional de medicamentos. Pesquisadores neste campo trabalham para desenvolver medicamentos mais eficazes, em alguns casos manipulando a carga de um medicamento em potencial para fazê-lo interagir de maneira mais eficiente com seu alvo.