O documento descreve a estrutura da matéria em nível microscópico, desde átomos até moléculas e substâncias químicas. Explica que a matéria é composta por átomos, que por sua vez são formados por partículas subatômicas como prótons, nêutrons e elétrons. Também define os conceitos de elemento químico, íon, substância pura e mistura. Por fim, apresenta diferentes processos mecânicos e físicos para separar componentes de misturas.

1. Estrutura da Matéria
Substâncias puras e misturas
Análise Fisico-química - Aula 1

2. Matéria
Tudo que tem massa e ocupa lugar no espaço.
 Massa – quantidade de matéria de um corpo
ou partícula.
 Volume – espaço 3D ocupado pela matéria.
Medido em metro cúbico (m3); litro (L); cm3.

3. Densidade (d ou ρ)
A densidade de uma amostra de matéria é a
relação entre sua massa e o volume por ela
ocupado:
massa
densidade =
volume
Unidade no SI: kg/m2

4. O que é ser mais denso???
Significa ter mais massa por unidade de volume
Por exemplo:
 Água: 1,00g/cm3;
 Cortiça: 0,32 g/cm3;
 Ferro: 7,86 g/cm3;
Num recipiente com água, uma rolha de cortiça flutua
na superfície, enquanto uma moeda de ferro afunda.

5. Matéria é composta por
ÁTOMOS
Menor unidade de matéria que apresenta
identidade química.
Composto por partículas subatômicas.

6. Modelo de Ernest Rutherford
Átomo: “sistema planetário”

7. Rutherford (1871 -1937 )

8. Modelo Atômico de Rutherford
Conhecido como “Modelo de orbitais”.
 Núcleo: região central que concentra a maior
parte da massa do átomo. Contém os prótons
e os nêutrons.
 Eletrosfera: região ao redor do núcleo onde
estão os elétrons, girando em torno do núcleo
como os planetas ao redor do Sol.

9. Organização microscópica da matéria
 Átomo
 Núcleo – prótons (+)
e nêutrons
 Eletrosfera –
elétrons (-).

10. Carga elétrica é uma propriedade da
matéria
Unidades de carga elétrica:
 Cargas positivas = prótons;
 Cargas negativas = elétrons.
 Apresentam a mesma quantidade de carga
elétrica, mas de natureza oposta.
 Unidade de carga elétrica: coulomb (C)

11. Características das partículas
subatômicas
 Elétron:
Massa : me = 9,1.10 -28 g
Carga = -1,6.10-19 C
 Próton:
Massa : mp = 1,6726.10 -24 g
mp = 1836 vezes maior que a do elétron
Carga = +1,6.10-19 C
 Nêutron: mn ≈ mp
Massa: mn = 1,6749.10 -24 g
Carga = 0.

12. Partículas e interação – prótons, nêutros e
elétrons
 Qual das partículas
citadas constitui o
feixe A? e o feixe
B? e o feixe C? +
+
+
C -
-
-
 Porque a curvatura +
+
+
A
-
-
-
do feixe C é mais +
+
B -
-
acentuada que a
do feixe A?

13. Um átomo é muito pequeno
Existem 1023
átomos em 1g de
água

14. Constituição da matéria
 Um elemento químico é representado por
um único tipo de átomo, com massa e
tamanho particular (mesma identidade
química).
 hidrogênio, carbono, ferro, ...
 Substâncias químicas são os diferentes
materiais formados por diferentes
reuniões ou agrupamentos de átomos.

15. Elemento Químico
“Elemento químico é o conjunto de átomos
com o mesmo número de prótons.”
 As transformações químicas não alteram o
núcleo dos átomos.
 O número de prótons determina as
propriedades químicas de um átomo.

16. Elementos químicos

17. Propriedades Químicas de um átomo
 Número Atômico, Z: é o número de prótons
presentes no núcleo do átomo.
 Número de Massa, A: é a soma do número de
prótons (Z) e de nêutrons (N) presentes no
núcleo do átomo.
A=Z+N

19. Elemento Químico – Símbolo: A
ZX
Exemplos:
1. Carbono: Z = 6 e A = 12
12 12
6C ou C6
Qual o número de prótons e nêutrons?

20. Exemplo -
2. Cloro: Z = 17 e A = 37
37 37
17 Cl ou Cl17

21. Isótopos
São dois ou mais átomos que possuem o
mesmo número atômico (Z) e
diferentes números de massa (A).
Assim, os núcleos possuem mesma
quantidade de prótons, mas
quantidades diferentes de nêutrons.

22. Exemplos de Isótopos
Exemplos:
 Hidrogênio: H Z=1
 H-1 (N=0; 99,99%); H-2 (N=1; 0,01%);
H-3 (N=2; traços)
 Oxigênio: O Z=8
 O-16 (99,76%); O-17 (0,04%); O-18 (0,20%)
 Urânio: U Z=92
 U-238; U-235; U-234

23. Átomos neutros e Íons
Átomo neutro: possui número de elétrons
igual ao número de prótons.
Carga total é nula : Q = 0
Quando um átomo neutro perde ou recebe
elétrons, ele se transforma em um íon.
Carga total deixa de ser nula
 Íon negativo: ânion;
 Íon positivo: cátion

24. Ionização do átomo
Processo que envolve a perda de
elétrons ou a captura de elétrons pelo
átomo.

25. Íons - exemplos
 Cloro neutro recebe
1 elétron:
37 37 −
17 Cl (neutro) ⇒ Cl17
 Alumínio neutro
perde 1 elétron: 27 27 +
Al13 (neutro)⇒ Al13
 Valores de Z,A e N
antes e depois?

26. Substâncias químicas
 Moléculas: agrupamentos de átomos.
 Água – H2O
 Gás carbônico – CO2  Substância composta
 Gás hidrogênio – H2  Substância simples
 Aglomerados iônicos ou substâncias iônicas:
aglomeração de grande número de íons
positivos e negativos, que se mantém
reunido por atração elétrica.
 Cloreto de sódio : NaCl

28. Substância Pura
 Qualquer substância pura ou composta
formada por apenas um tipo de molécula ou
aglomerado.
 Apresenta propriedades bem definidas em
cada estado termodinâmico e composição
química constante.

29. Mistura
 Substâncias diferentes misturadas formando
um novo material.
 Mistura Homogênea – SOLUÇÂO
 Não é possível visualizar as substâncias
misturadas.
 Mistura Heterogênea
 Pode-se visualizar as substâncias que formam a
mistura (FASES da mistura).

31. Processos de separação de
misturas
Desdobramento ou fracionamento.
- Separar os componentes até que
cada substância pura esteja
totalmente isolada.

32. Processos mecânicos – para misturas
heterogêneas
 Catação
 Peneiração – misturas de sólidos
 Decantação – misturas de sólidos e líquidos
ou dois líquidos imiscíveis
 Filtração

33. Catação

34. Peneiração

35. Decantação
Sólido e líquido Líquidos imiscíveis

36. Filtração
Sólido em gás
Sólido em líquido

37. Processos físicos– para misturas
homogêneas
 Evaporação - líquido e sólido
 Destilação – misturas de líquido e sólidos ou
de dois ou mais líquidos
 Cristalização – sólidos.

38. Evaporação

39. Destilação Simples
Componente
mais volátil da
mistura,
evapora
primeiro,
então irá
destilar
primeiro.

40. Destilação fracionada

41. Cristalização
 Diferença na
velocidade de
cristalização.
 Nas salinas o NaCl
cristaliza antes do
que outros sais.