Atomistica

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Atomistica

  1. 1. Quimica geral eAtomisticaProfessora : Adrianne MendonçaProfessora : Adrianne Mendonça
  2. 2. REVISÃODEQUÍMICAREVISÃODEQUÍMICA
  3. 3. A Química é uma ciência naturalque estuda a composição, a estrutura e aspropriedades das substâncias e suastransformações.Ciências naturais são: química, física,biologia, geologia, astronomia, etc., e estudamde forma sistemática os fatos e idéias quedescrevem nosso mundo.Ciência é uma palavra latina que significaconhecimento.
  4. 4. o efeito da chuva ácida nas obras civis;os riscos ao meio ambiente da utilização decertos produtos químicos em estações detratamento de águas de abastecimento ouresiduária;produção de materiais alternativos naconstrução civil;contaminação por metais pesados provenientesde tintas e vernizes; etc.CONHECIMENTOS DE QUÍMICAEXPLICAÇÃO RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS
  5. 5. A Química é uma ciência quantitativa e suasrelações são expressas satisfatoriamente emlinguagem matemática.QUÍMICA ORGÂNICAestuda os compostos do elementocarbonoQUÍMICAINORGÂNICAestuda os compostos dosdemais elementosquímicos.FÍSICO-QUÍMICArelaciona a físicacom a químicaQUÍMICAANALÍTICAtrata das análisesqualitativa equantitativa de umsistema químico,definindo quais asespécies químicaspresentes no sistemae quais as suasquantidadesQuímica dospolímerosBioquímicaQuímicaambiental
  6. 6. A perspectiva molecular da química• A matéria é o material físico do universo.• No nível microscópico, a matéria consiste de átomos e moléculas.• Os átomos se combinam para formar moléculas.• Como vemos, as moléculas podem consistir do mesmo tipo de átomos ou dediferentes tipos de átomos.
  7. 7. Estados da matéria• A matéria pode ser: um sólido: sólidos são rígidos etêm forma e volume definidos um líquido: não têm forma, mastêm volumeum gás: gases não têmforma nem volumedefinidos, podendo sercomprimidos paraformarem líquidos
  8. 8. Propriedades da MatériaFísica: são utilizadas para identificar asubstância.Ex: Ponto de fusão, ebulição, densidade,solubilidade, massa, volume.Química: são utilizadas para prevertransformações.Ex: eletronegatividade, afinidade eletrônica,energia de ionização
  9. 9. Substâncias puras e misturasA matéria é formada por moléculas iguais entre si – substância pura,Ex: água, sal, ferro, açúcar, oxigênio.SUBSTÂNCIA SIMPLESFormada por único elementoEx: Fe, gás oxigênioSUBSTÂNCIA COMPOSTAFormada por mais de um elemento.Ex: HCl, CO2,etc.
  10. 10. Elementos• Se uma substância pura não pode ser decomposta em algo mais,então ela é um elemento.
  11. 11. Elementos• Os símbolos químicos com uma letra têm aquela letramaiúscula (por exemplo, H, B, C, N, etc.)• Os símbolos químicos com duas letras têm apenas aprimeira letra maiúscula (por exemplo, He, Be).
  12. 12. CompostosÉ uma substância pura constituída de dois ou maiselementos.Ex: NaCl, C12H22O11, sulfato de cobre
  13. 13. Misturas- é a composição de duas ou maissubstâncias misturadas fisicamente.Ex: Granito, concreto, madeira, ligas metálicasAs misturas heterogêneas não são totalmente uniformes. Ex:água e óleo, areia e água, água gaseificada, etc.• As misturas homogêneas são totalmente uniformes.Ex: ar,água salgada, gasolina, vidro.• As misturas homogêneas são chamadasde soluções.Água + açúcar
  14. 14. Mudanças físicas e químicas• Quando uma substância sofre uma mudança física, sua aparênciafísica muda.– O derretimento do gelo: um sólido é convertido em umlíquido.• As mudanças físicas não resultam em uma mudança de composição.• Quando uma substância muda sua composição, ela sofre umaalteração química:– Quando o hidrogênio puro e o oxigênio puro reagemcompletamente, eles formam água pura.– No frasco contendo água não há sobra de oxigênio nem dehidrogênio.Mudanças físicas e químicas• Quando uma substância sofre uma mudança física, sua aparênciafísica muda.– O derretimento do gelo: um sólido é convertido em umlíquido.• As mudanças físicas não resultam em uma mudança de composição.• Quando uma substância muda sua composição, ela sofre umaalteração química:– Quando o hidrogênio puro e o oxigênio puro reagemcompletamente, eles formam água pura.– No frasco contendo água não há sobra de oxigênio nem dehidrogênio.
  15. 15. Separação de misturas• As misturas podem ser separadas se suas propriedadesfísicas são diferentes.• Os sólidos podem ser separados dos líquidos através defiltração.• O sólido é coletado em papel de filtro, e a solução, chamadade filtrado, passa pelo papel de filtro e é coletada em umfrasco.Propriedades da matériaPropriedades da matéria
  16. 16. Separação de misturas• As misturas homogêneas de líquidos podem ser separadasatravés de destilação.• A destilação necessita que os diferentes líquidos tenhampontos de ebulição diferentes.• Basicamente, cada componente da mistura é fervido ecoletado.• A fração com ponto de ebulição mais baixo é coletadaprimeiro.Propriedades da matériaPropriedades da matériaPropriedades da matériaPropriedades da matéria
  17. 17. Separação de misturas
  18. 18. Unidades SI• Existem 7 unidades básicas no sistema SI.Unidades de medidaUnidades de medidaUnidades de medidaUnidades de medida
  19. 19. • As potências de dez são utilizadas por conveniência com menores ou maiores unidades no sistema SI.Unidades de medidaUnidades de medidaUnidades de medidaUnidades de medidaUnidades SI
  20. 20. Unidades SIUnidades de medidaUnidades de medidaUnidades de medidaUnidades de medida
  21. 21. Unidades SI• Observe que a unidade SI para comprimento é o metro (m), enquanto aunidade SI para massa é o quilograma (kg).– 1 kg tem 2,2046 lb.TemperaturaExistem três escalas de temperatura:• Escala Kelvin– Usada em ciência.– Mesmo incremento de temperatura como escala Celsius.– A menor temperatura possível (zero absoluto) é o zero Kelvin.– Zero absoluto: 0 K = 273,15 oC.Unidades de medidaUnidades de medidaUnidades de medidaUnidades de medida
  22. 22. Temperatura• Escala Celsius– Também utilizada em ciência.– A água congela a 0 oC e entra em ebulição a 100 oC.– Para converter: K = oC + 273,15.• Escala Fahrenheit– Geralmente não é utilizada em ciência.– A água congela a 32 oF e entra em ebulição a 212 oF.– Para converter:( )32-F95C °=° ( ) 32C59F +°=°Unidades de medidaUnidades de medida
  23. 23. TemperaturaTemperaturaUnidades de medidaUnidades de medidaUnidades de medidaUnidades de medida
  24. 24. Volume• As unidades de volume sãodadas por (unidades decomprimento)3.– A unidade SI de volumeé o m3.• Normalmente usamos1 mL = 1 cm3.• Outras unidades de volume:– 1 L = 1 dm3= 1000 cm3=1000 mL.Unidades de medidaUnidades de medidaUnidades de medidaUnidades de medida
  25. 25. VolumeUnidades de medidaUnidades de medida
  26. 26. Densidade• Usada para caracterizar as substâncias.• Definida como massa dividida por volume:• Unidades: g/cm3.• Originalmente baseada em massa (a densidade era definida como amassa de 1,00 g de água pura).Unidades de medidaUnidades de medidaSubstâncias Densidade (g/cm3)Ar 0,001Água 1,00Etanol 0,79Ferro 7,90
  27. 27. A incerteza na medida• Todas as medidas científicas estão sujeitas a erro.• Esses erros são refletidos no número de algarismos informados para amedida.• Esses erros também são refletidos na observação de que duas medidassucessivas da mesma quantidade são diferentes.Precisão e exatidão• As medidas que estão próximas do valor “correto” são exatas.• As medidas que estão próximas entre si são precisas.A incerteza na medidaA incerteza na medida
  28. 28. O modelo atômico atual
  29. 29. John Dalton propôs um modelo de átomo onde pregavaas seguintes idéias:toda matéria é constituída por partículas minúsculas,maciças e indivisível - átomos;os átomos de um mesmo elemento são iguais em massa esuas propriedades;os átomos de elementos diferentes, apresentampropriedades químicas e físicas diferentes;os átomos se unem em proporções bem definidas,constituindo as espécies químicas.O ÁTOMO DE DALTON (1808)
  30. 30. MODELOATÔMICO DETHOMSOM“ PUDIM DEPASSAS” Átomo deveria ser maciçoe esféricoFormado por uma pastapositiva em que estãoincrustadas partículas comcarga elétrica negativa Elétrons Modelo conhecido comoPudim de passas,
  31. 31. DESCOBERTA DO ELÉTRON Fonte elétrica, estabelece-se umadiferença de potencial elétrico (ddp)entre os dois eletrodos. Quando essa ddp é suficientementeelevada, forma-se um feixe luminosono interior do aparelho. Conclusão - essa luz era causadapor raios que tinham sua origem nocátodo, por isso foram denominadosde raios catódicos.Crookes (1875) Experiência com gases na ampola em baixíssimapressão e descargas elétricas de alta voltagem
  32. 32. A maioria das partículas alfa atravessama lamina de ouro sem sofrer desvios;Poucas partículas alfa sofrem desvios aoatravessar a lamina de ouro.Poucas partículas alfa não atravessam alamina de ouro;Rutherford calculou que o raio do átomodeveria ser 10.000 a 100.000 vezesmaior do que o raio do núcleo, ou seja, oátomo seria formado por espaços vazios.O QUE RUTHERFORD OBSERVOU?
  33. 33. Os desvios sofridos pelas partículas alfaeram devidos às repulsões elétricas entreo núcleo (positivo) e as partículas alfa,também positivas.Para equilibrar a carga elétrica positiva donúcleo atômico deve existir cargaselétricas negativas ( elétrons) ao redor donúcleo
  34. 34. - Elétrons estavam em movimento, distribuídos em órbitas fixasem torno do núcleo;- Se o núcleo do átomo apresenta carga elétrica positiva, o que oimpede de atrair para junto de si os elétrons que possuem carganegativa?MODELO ATÔMICO DE RUTHERFORD – MODELO PLANETÁRIO
  35. 35. NIELS BOHR (1885-1962)- Em 1913, o físico dinamarquês NielsBohr expôs algumas idéias quemodificaram e explicaram as falhasdo modelo planetário do átomo.O modelo atômico apresentado porBohr é conhecido por modelo atômicode Rutherford-Bohr
  36. 36. A eletrosfera está dividida em camadas ouníveis eletrônicos, e os elétrons nessas camadas,apresentam energia constante;Em sua camada de origem (camada estacionária)a energia é constante, mas o elétron pode saltarpara uma camada mais externa, sendo que, paratal é necessário que ele ganhe energia externa;Um elétron que saltou para uma camada demaior energia fica instável e tende a voltar a suacamada de origem; nesta volta ele devolve amesma quantidade de energia que havia ganhopara o salto e emite um fóton de luz.POSTULADOS DE BOHR
  37. 37. MODELO ATÔMICO DE RUTHERFOR-BOHR-O átomo apresenta uma região com carga elétrica positiva(núcleo) – prótons-Os elétrons encontram-se distribuídos em torno do núcleoem níveis de energia cada vez mais distantes-Rutherford concluiu que deveriam existir partículas commassa semelhante a dos prótons aumentando assim aestabilidade do núcleoChadwick (1932) - NÊUTRONS11 Å = 10Å = 10-10-10mm
  38. 38. CARACTERÍSTICAS DAS PARTÍCULAS SUBATÔMICAS:• O átomo é eletricamente neutro → (p = e-).• A massa do átomo está concentrada no núcleo.• O núcleo é cerca de 10000 X menor que o átomo.Partícula Carga MassaPróton + 1 1Elétron - 1 1/1840Nêutron 0 1
  39. 39. NOTAÇÃO QUÍMICA DO ÁTOMO:• Número Atômico (Z):n° prótons (p)• Número de Massa (A):A = p + n (neutrons)zXA N° de massaSímbolo do elementoN° atômico
  40. 40. ÍONS:• Definição: é o átomo queperdeu ou ganhou elétrons.• Classificação:Cátion (+): átomo que perdeu elétrons.Ex. átomo: 11Na23→ cátion Na+1+ e-Ânion (-): átomo que ganhou elétrons.Ex. átomo: 17Cl35+ e-→ ânion Cl-1
  41. 41. São átomos com o mesmo número dePRÓTONS.Exemplos:6C12e 6C148O15e 8O161H11H21H3Hidrogênio Deutério Trítio99,98% 0,02% 10-7%ISÓTOPOS:
  42. 42. ISÓBAROS: São átomos com o mesmo número de MASSAExemplos:18Ar40e 20Ca4021Sc42e 22Ti42ISÓTONOS: São átomos com o mesmo número de NÊUTRONSExemplos:15P31e 16S3218Kr38e 20Ca40
  43. 43. RESUMO:ÁTOMOIsótopos = Z (= p), ≠A e ≠ nIsóbaros ≠ Z (≠p), = A e ≠ nIsótonos ≠ Z (≠p), ≠ A e = nObs. Existem ainda as chamadas espéciesisoeletrônicas, que possuem o mesmo número deelétrons.Exemplo: 11Na23(+1)8O16(-2)e 9F19(-1)
  44. 44. SOMMERFELD (1868 -1951)Logo após Bohr enunciar seu modelo,verificou-se que um elétron, numamesma camada, apresentava energiasdiferentes. Como poderia ser possívelse as órbitas fossem circulares?Sommerfeld sugeriu que as órbitasfossem elípticas, pois em uma elipse hádiferentes excentricidades (distânciado centro), gerando energiasdiferentes para uma mesma camada.
  45. 45. Modelo Atômico de Sommerfeld-Determinado nível de energiaapresentava subdivisõessubníveis de energia;-Estando os subníveisassociados a várias órbitasdiferentes sendo uma dessascircular e as outras elípticas
  46. 46. DIAGRAMA DE LINUS PAULINGNíveisK 1L 2M 3N 4O 5P 6Q 7e-281832321821s2s 2p3s 3p 3d4s 4p 4d 4f5s 5p 5d 5f6s 6p 6d7s2 6 10 14Max. de e-s p d f
  47. 47. TabelaPeriódica
  48. 48. Elementos Químicos
  49. 49. QUÍMICA GERAL – PERIODICIDADE QUÍMICAPodemos destacar:Eletronegatividade: capacidade que um átomo possui de puxarelétrons de outro átomo (relacionada à ELETROAFINIDADE –capacidade de um átomo no estado fundamental ganhar 1e-);OBS: A variação da eletronegatividade é análoga a da energiade ionização, exceto para os GNs!!!!Estabilização Energética – Regra do Octeto:Átomos cuja configuração eletrônica externa for semelhantea dos gases nobres atingem a “estabilidade”: os átomosperdem, ganham ou compartilham elétrons de modo aminimizar a energia do sistema.

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