1. A matéria é constituída de átomos, que são as menores partículas que identificam um elemento químico. 2. Os átomos são formados por um núcleo central com prótons e nêutrons, rodeado por elétrons. O número de prótons define o elemento químico. 3. As substâncias podem ser puras, formadas por um único tipo de átomo, ou misturas de vários tipos de átomos ou substâncias.

1. Módulo I – Unidade 1: Estrutura da Matéria
1. MATÉRIA
As pessoas, as plantas, as árvores, os postes, enfim, tudo o que podemos ver ao nosso
redor é constituído de matéria. Logo podemos definir:
Matéria é tudo o que tem massa e ocupa lugar no espaço e, portanto, tem volume.
A matéria pode não ser visível e sim apenas percebida por meio de nossos sentidos,
como o ar que respiramos e sentimos através do vento que toca nossa pele e nossos
cabelos. Estes também têm massa e ocupam lugar no espaço e conseqüentemente,
apresentam volume. Como por exemplo, quando enchemos os pulmões com ar ou
fazemos uma bolha de sabão.
Uma porção limitada de matéria constitui um corpo. Se o corpo apresentar uma
aplicação prática, é chamado objeto.
Exemplo
A madeira é matéria já que possui massa e ocupa lugar no espaço. Uma tábua constitui
uma quantidade limitada da matéria madeira, dizemos então que é um corpo.
Utilizando a madeira, o carpinteiro constrói uma mesa. Esta mesa é um corpo
trabalhado e que tem alguma utilidade, logo é um objeto.
Matéria Corpo Objeto
Mobília de
Madeira Tábua
Madeira
13

2. Módulo I – Unidade 1: Estrutura da Matéria
A seguir outros exemplos utilizando diferentes matérias.
Matéria Corpo Objeto
Ouro Barra de ouro Anel de ouro
Granito Pedaço de granito Estátua de granito
Nos exemplos descritos acima você acabou de ver que cada objeto é composto por uma
espécie diferente de matéria. Isso leva a um novo conceito, o de substância, que você
irá estudar a seguir.
2. SUBSTÂNCIAS PURAS E MISTURAS
Substâncias são as diferentes variedades de matéria.
Podem ser classificadas em dois grupos:
• Substâncias puras;
• Misturas.
Uma substância é considerada pura quando cada porção que a constitui apresenta o
mesmo aspecto e as mesmas propriedades, ou seja, quando cada porção é formada por
partículas iguais.
Substância pura é aquela que apresenta propriedades constantes e definidas.
Um exemplo de substância pura é a água. Dividindo certa quantidade de água em
diversas porções, cada porção apresenta o mesmo aspecto e as mesmas propriedades: é
incolor, inodora (sem cheiro), insípida (sem sabor) e ao nível do mar (onde a pressão é
maior) congela a 0ºC e ferve a 100ºC.
14

3. Módulo I – Unidade 1: Estrutura da Matéria
Podemos classificar as substâncias puras em: simples e compostas.
a) substância simples: substâncias simples ou elementar são aquelas formadas por
apenas um elemento químico.
EXEMPLOS: Gases oxigênio (O2), nitrogênio (N2) e hidrogênio (H2)
As substâncias oxigênio, nitrogênio e hidrogênio são simples, pois, são formados por
átomos do mesmo elemento químico, oxigênio (O), nitrogênio (N) e hidrogênio (H),
respectivamente.
b) substância composta: substâncias compostas são aquelas formadas por mais de um
elemento químico.
EXEMPLOS: água (H2O), sal de cozinha (NaCℓ) e ácido clorídrico (HCℓ)
As substâncias água, sal de cozinha e o ácido clorídrico são substâncias compostas,
pois, são formadas por átomos de elementos químicos diferentes, sendo a água
formada por dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio, o sal de cozinha por um
átomo de sódio (Na) e um de cloro (Cℓ) e o ácido clorídrico por um átomo de
hidrogênio (H) e um de cloro (Cℓ).
Quando uma amostra de água não ferve a 100ºC ou não congela a 0ºC temos a
indicação que o material examinado não é puro, isto é, não contém apenas água. Neste
caso, temos uma mistura.
Mistura é a reunião de duas ou mais substâncias que não reagem entre si.
Quando adicionamos sal na água, lentamente o sal desaparece, mas nada surge em seu
lugar. Retirando a água (através do processo de evaporação), recuperamos o sal
original. Portanto, água e sal estavam juntos, constituindo uma mistura.
+ =
Sal de cozinha Água Sal de cozinha + Água
15

4. Módulo I – Unidade 1: Estrutura da Matéria
ATENÇÃO:
Apenas olhando e cheirando um copo com água você sabe dizer se aquela água é pura,
salgada ou açucarada?
Certamente não, pois o aspecto e o cheiro da água são iguais nos três casos. Somente
provando-a podemos dizer que gosto tem.
Da mesma maneira, é impossível dizer, apenas através de observação visual, se a água
contida num copo é pura ou se está misturada com álcool. Nesse caso, porém, o cheiro
do conteúdo do copo nos informa se a água está ou não misturada com álcool.
As misturas do tipo água e açúcar, água e sal e água e álcool são chamadas misturas
homogêneas.
Mistura homogênea é aquela que apresenta um só aspecto quando observada a
olho nu ou com aparelhos de aumento (como um microscópio).
Vamos analisar agora as misturas do tipo água e areia e água e óleo.
+ =
Areia Água Areia + Água
+ =
Óleo Água Óleo + Água
No caso da água e areia, é fácil distinguir os pequenos grãos de areia dentro da água. È
fácil distinguir também a água do óleo numa mistura em que entram essas duas
substâncias, pois sendo menos denso do que a água, o óleo fica flutuando. E mesmo
que alguém agite essas misturas, podemos observar facilmente as porções de areia e
óleo dentro da água.Esses tipos de misturas são denominados de misturas
heterogêneas.
16

5. Módulo I – Unidade 1: Estrutura da Matéria
Mistura heterogênea é aquela que apresenta aspectos diferentes quando
observada a olho nu ou com aparelhos de aumento (como um
microscópio).
Cada uma das partes que compõem uma mistura se chama fase.
Portanto:
• As misturas homogêneas são monofásicas, isto é, apresentam apenas uma fase
ou parte observável, como no exemplo da água misturada com sal;
• As misturas heterogêneas são:
o Bifásicas, quando apresentam duas fases ou partes observáveis, como
acontece com a água e o óleo, por exemplo;
o Trifásicas, quando apresentam três fases ou partes observáveis, como
acontece, por exemplo, com o granito, que é uma mistura de três tipos
de rochas: feldspato, mica e quartzo;
o Polifásicas, quando apresentam quatro ou mais fases observáveis, como
é o caso de uma mistura de óleo, água, areia e serragem.
A partir de agora vamos aprender, em seus aspectos mais importantes, de que a
matéria é formada e para isso é necessária a idéia de modelo. Modelo, de um modo
bem simples, consiste na maneira como imaginamos que é algo a que não temos acesso
direto.
3. ÁTOMOS, MOLÉCULAS E ÍONS
3.1 ÁTOMOS
Julgavam os antigos gregos que toda a matéria era formada por partículas invisíveis e
indivisíveis. Estas partículas constituíam a unidade fundamental da matéria, sendo
chamada de átomo, ou seja, não divisível.
Átomo é a menor partícula que identifica um elemento químico.
17

6. Módulo I – Unidade 1: Estrutura da Matéria
A idéia do átomo indivisível perdurou até o século XIX, quando dois cientistas,
Rutherford (1871 – 1937) e Bohr (1885 – 1962), propuseram um modelo que comparava
a estrutura do átomo ao sistema solar. Ou seja, da mesma maneira que os planetas
giram ao redor do sol, o átomo teria um núcleo com prótons ao redor do qual giraria
outras partículas, os elétrons, formando a eletrosfera.
Ernest RUTHERFORD nasceu a
30 de agosto de 1871, na Nova
Zelândia. Um dos descobridores
da radioatividade conseguiu
− realizar o sonho dos alquimistas
Eletrosfera ao converter nitrogênio em
(elétrons) oxigênio. Com aparelhos
rudimentares conseguiu
Núcleo constatar a existência do núcleo
(prótons e nêutrons) atômico.
E. Rutherford
+ (1871 – 1937)
++ +
Niels David BOHR nasceu na
Dinamarca em 1885.Completou
o trabalho de Rutherford,
introduzindo a teoria dos
quantas. Ele fez parte da equipe
que construiu a primeira bomba
− atômica no laboratório de Los
Átomos.
N. D. Bohr
(1885 – 1962)
Sendo assim, o átomo é constituído de duas regiões distintas: o Núcleo e a Eletrosfera.
a) Núcleo: o núcleo que é pequeno em relação ao átomo e onde se concentra
praticamente toda a massa do átomo. É formado por dois tipos diferentes de
partículas:
Os prótons, representados pela letra “p+” e;
Os nêutrons, representados pela letra “N0”.
18

7. Módulo I – Unidade 1: Estrutura da Matéria
Os prótons (p+) são partículas dotadas de massa e de carga positiva.
Os nêutrons (N0) são partículas com aproximadamente a mesma massa
que os prótons, mas sem carga elétrica.
b) Eletrosfera: A eletrosfera, que circunda o núcleo, é constituída pelos elétrons,
representados pela letra “e−”, e que são partículas de massa desprezível e carga
negativa.
Os elétrons, representados pela letra “e−”, são partículas de massa desprezível
e carga negativa e que giram em torno do núcleo.
Num átomo no estado fundamental (isto é, em seu estado original), o número de
prótons é igual ao numero de elétrons. O número de nêutrons, no entanto, pode ser
diferente do número de elétrons e de prótons.
ATENÇÃO: este resumo irá lhe ajudar a uma melhor compreensão.
Prótons (partículas positivas)
Núcleo
Nêutrons
Átomo
Eletrosfera Elétrons (partículas negativas)
Número de massa, representado pela letra A, é soma do número de prótons e
de nêutrons existentes no núcleo de um átomo. A = p+ + N0
19

8. Módulo I – Unidade 1: Estrutura da Matéria
EXEMPLO: o átomo de carbono possui 6 prótons e 6 nêutrons. Logo seu número de
massa é:
A = p+ + N0 = 6 + 6 = 12
ATENÇÃO:
Para determinar o número de massa A, só o núcleo do átomo é considerado.
Consideramos apenas os prótons e os nêutrons. Isso porque a massa do elétron é
praticamente desprezível, sendo cerca de 1836 vezes menor que a massa do próton e do
nêutron.
Carga Massa
Eletrosfera elétrons -1 1/1840
prótons +1 1
Núcleo
nêutrons 0 1
Número atômico representado pela letra Z é o número de prótons
existentes num átomo.
EXEMPLOS: O número atômico do átomo de carbono é Z = 6 (6 prótons no núcleo); o
do oxigênio é Z = 8 (8 prótons no núcleo)
Resumindo temos:
A = número de massa = p+ + N0
Z = número atômico = p+
Podemos concluir que matematicamente o número de massa A pode ser expresso da
seguinte maneira:
A = Z + N0
20

9. Módulo I – Unidade 1: Estrutura da Matéria
Quando um conjunto de átomos apresenta o mesmo número atômico, dizemos que
eles formam um elemento químico.
Elemento químico é o conjunto de átomos com o mesmo número atômico.Todos
esses átomos possuem as mesmas propriedades químicas.
Ao representar um átomo, os químicos convencionaram escrever o número atômico na
parte inferior esquerda do símbolo e o número de massa na parte superior esquerda.
A
Z X
EXEMPLOS:
12 representa um átomo do elemento químico carbono com 6 prótons, 6
6 C nêutrons e 6 elétrons;
23 representa um átomo do elemento químico sódio com 11 prótons, 12
11 Na nêutrons e 11 elétrons.
Como você percebeu nos exemplos cada átomo de um determinado elemento é
representado por um símbolo. Este é formado por letra(s) retirada(s) do nome do
elemento. A primeira letra é sempre maiúscula e a segunda, quando houver, é sempre
minúscula.
Símbolo é a representação gráfica de um elemento químico.
21

10. Módulo I – Unidade 1: Estrutura da Matéria
EXEMPLOS:
O arranjo dos elétrons na Eletrosfera
O símbolo é a
primeira letra
Hidrogênio – H Oxigênio – O Carbono – C Iodo – I
do nome do
elemento
O símbolo é
formado pela
primeira e
Cálcio – Ca Ferro – Fe Alumínio – Aℓ Níquel – Ni
segunda letra do
nome do
elemento
O símbolo
contém a
primeira letra e
Zinco – Zn Platina – Pt Césio – Cs Rubídio – Rb
uma outra letra
do nome do
elemento.
O símbolo
deriva do nome
Sódio – Na (Natrium) Potássio – K (Kalium)
em latim do
elemento
Cada porção de um determinado elemento consiste de uma reunião de
átomos iguais. O símbolo Fe pode indicar:
• 1 átomo de ferro, ou,
• O elemento ferro, ou seja, um conjunto de unidades idênticas
(átomos) que se repetem em toda a extensão e que sempre
guardam as mesmas propriedades da amostra original.
Já vimos que a eletrosfera é constituída por elétrons, os quais giram ao redor do núcleo
do átomo. Os elétrons se encontram na eletrosfera de maneira organizada e não giram
ao acaso. Eles se distribuem em camadas que representam o nível de energia dos
elétrons – quanto mais distante do núcleo está a camada, maior é essa energia.
22

11. Módulo I – Unidade 1: Estrutura da Matéria
As camadas eletrônicas podem conter um número determinado de elétrons, como
estudaremos a seguir.
CAMADAS ELETRÔNICAS
Um átomo pode ter no máximo sete camadas eletrônicas. Cada uma delas é designada
por uma letra do nosso alfabeto. A primeira camada, que é mais próxima do núcleo do
átomo, é designada pela letra K; a segunda, pela letra L; a terceira, pela letra M; a
quarta, pela letra N; a quinta, pela letra O; a sexta pela letra P; a sétima pela letra Q.
Cada uma das camadas eletrônicas tem um número máximo de elétrons, conforme
você pode ver na tabela a seguir:
TABELA DE DISTRIBUIÇÃO DE ELÉTRONS
Camada eletrônica Número máximo de elétrons
K 2
L 8
M 18
N 32
O 32
P 18
Q 2
ATENÇÃO:
De modo geral, os átomos não apresentam todas as sete camadas eletrônicas. O átomo
de hidrogênio, por exemplo, tem apenas uma. Já o átomo de mercúrio tem 6. Mas,
qualquer que seja o número de camadas eletrônicas de um átomo.
23

12. Módulo I – Unidade 1: Estrutura da Matéria
A última camada nunca tem mais de oito elétrons e as camadas K e Q só podem ter 2
elétrons.
EXEMPLOS: apresentamos a seguir três átomos diferentes (de hélio, de carbono e de
cálcio), para você perceber melhor como se distribuem os elétrons num átomo:
1) Hélio (He): A = 4; Z = 2
Como Z corresponde ao número de prótons, o átomo de hélio tem 2 prótons;
conseqüentemente, esse átomo possui também 2 elétrons, pois no átomo o número de
prótons é igual ao de elétrons, conforme já se sabe.
Com base na notação convencionada para o hélio, sabemos que A = 4. Como A = Z +
N, temos:
N=4–2=2
2 prótons
Assim, o átomo de hélio, tem: 2 nêutrons
2 elétrons
elétrons
-
+
K
Veja ao lado um esquema do átomo de hélio. -
2 prótons
núcleo
2 nêutrons
Note que o átomo de hélio tem apenas uma camada eletrônica, que no caso é a camada
K, com dois elétrons. Observe também que esse é o número máximo de elétrons desta
primeira camada.
24

13. Módulo I – Unidade 1: Estrutura da Matéria
2) Carbono (C): A = 12; Z = 6
6 prótons
Com base em A e Z, podemos afirmar que o átomo de carbono tem: 6 elétrons
6 nêutrons
L
-
Ao lado um esquema do átomo de carbono. - K
+
Esse átomo tem duas camadas: - + +
++
-
+
K = 2 elétrons; L = 4 elétrons . -
-
6 prótons
núcleo
6 nêutrons
3) Cálcio (Ca): A = 40; Z = 20
20 prótons
O átomo de cálcio tem: 20 elétrons
20 nêutrons
Distribuindo os elétrons pelas camadas, temos:
K = 2 elétrons
L = 8 elétrons
M = 8 elétrons
N = 2 elétrons
25

14. Módulo I – Unidade 1: Estrutura da Matéria
elétrons
Veja ao lado o esquema do átomo de cálcio.
-
- - -
-
N
- M
L
+ K
+ +++
- - - - ++ + +
+ ++ - - - -
+ + +
+
+++
- -
- - -
-
20 prótons
núcleo
20 nêutrons
Observe no esquema acima que, de acordo com a tabela de distribuição de elétrons, a
camada M do átomo de cálcio seria a última e teria 10 elétrons, pois o número máximo
de elétrons nessa camada é 18. Mas como a última camada não pode ter mais de oito
elétrons, a camada M fica com oito elétrons e os dois restantes ficam na camada N, que
então passa a ser a última.
ATENÇÃO:
Agora você já sabe como os elétrons se distribuem num átomo, vamos aprender uma
regra prática de como essa distribuição pode ser feita. Para isso, é importante lembrar
que, em qualquer átomo:
• A penúltima camada tem no máximo 18 elétrons;
• A última camada tem no máximo oito elétrons; se a última camada for a K, esta
contém no máximo dois elétrons.
Se ao fazer a distribuição eletrônica à última camada ficar com:
• Mais que 8 elétrons e menos que 18, esse número é cancelado e em seu lugar
se coloca o número 8; a diferença é então passada para a camada seguinte;
• Mais que 18 elétrons, esse número é cancelado e em seu lugar se coloca 18; a
diferença é passada para a camada seguinte.
26

15. Módulo I – Unidade 1: Estrutura da Matéria
EXEMPLOS: vamos agora aplicar essa regra, usando três exemplos:
1) Cálcio com 20 elétrons, sendo 10 na última camada:
K L M
2 8 10
Observe que, como a ultima camada fica com 10 elétrons, isto é, entre 8 e 18 elétrons,
cancelamos o 10, colocamos 8 e passamos a diferença (2) para a camada seguinte, que é
a N. Assim a configuração do cálcio passa a ser:
K L M N
2 8 8 2
2) Iodo com 53 elétrons, sendo 25 na última camada:
K L M N
2 8 18 25
Observe que, como a última camada fica com 25 elétrons, isto é, mais que 18,
cancelamos o 25, colocamos 18 e passamos a diferença (7) para a camada seguinte, que
é a O. Assim a configuração eletrônica do iodo passa a ser:
K L M N O
2 8 8 18 7
27

16. Módulo I – Unidade 1: Estrutura da Matéria
3) Radio com 88 elétrons, sendo 28 na última camada:
K L M N O
2 8 18 32 28
Observe que, como a última camada fica com mais de 18 elétrons, o 28 é cancelado e
colocamos 18 . Ainda assim a última camada fica com mais de 8 elétrons: cancelamos
então o 10 e colocamos 8, passando a diferença (2) para a camada seguinte, que é a Q.
Assim a configuração do radio passa a ser :
K L M N O P Q
2 8 18 32 18 8 2
ATENÇÃO:
Importante saber que essa regra de distribuição de elétrons não é válida para todos os
tipos de átomos, como por exemplo, o átomo de ferro, cobre e zircônio, considerados
elementos de transição, assunto que será tratado mais adiante.
As camadas eletrônicas que você estudou agora equivalem ao número quântico
principal (n), que caracteriza fundamentalmente a energia do elétron e vale de 1 a 7.
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA EM ÁTOMOS NEUTROS
O desenvolvimento da espectroscopia permitiu aos cientistas concluir que somente o
nível de energia (camada eletrônica) não define a situação energética dos elétrons. Eles
descobriram que os níveis de energia são formados por subdivisões, chamados de
subníveis. Estes são designados pelas letras minúsculas s, p, d, f, etc.
28

17. Módulo I – Unidade 1: Estrutura da Matéria
A Espectroscopia estuda a
interação da radiação
eletromagnética com a
A camada K é formada pelo subnível s. matéria.
A camada L é formada pelos subníveis s e p.
A escolha das iniciais
A camada M é formada pelos subníveis s,p e d. s,p,d,f prende-se a
A camada N é formada pelos subníveis s,p,d e f. espectroscopia. As linhas
espectrais dos metais
E assim por diante....
alcalinos são designadas,
respectivamente, por s
(sharp = nítida), p
(principal), d (diffuse) e f
(fundamental).
Cada subnível comporta um número máximo de elétrons:
Subnível Número máximo de elétrons
s 2
Estado fundamental
é a situação na qual
p 6
os elétrons de um
átomo se encontram
d 10 nos subníveis de
menor energia.
f 14
Esses subníveis são suficientes para se esquematizar a distribuição eletrônica de
qualquer elemento atualmente conhecido e em seu estado fundamental.
Determinando-se os subníveis, podemos visualizar melhor a distribuição eletrônica.
Cada nível comporta um número máximo de elétrons e, dentro de cada nível, cada
subnível também apresenta um número máximo de elétrons, que é representado como
expoente da letra que identifica o subnível.
29

18. Módulo I – Unidade 1: Estrutura da Matéria
EXEMPLO:
1s2 nível K, subnível s com 2 elétrons
2p5 nível L, subnível p com 5 elétrons
4d9 nível N, subnível d com 9 elétrons
5f12 nível O, subnível f com 12 elétrons.
O diagrama abaixo, denominado diagrama de Pauling, nos permite colocar os
subníveis em ordem crescente de energia. Esse diagrama é muito importante, porque
por meio dele podemos ordenar os elétrons em ordem crescente de energia nos níveis e
subníveis, sempre seguindo as diagonais. Assim a ordem crescente de energia é, então:
1s 2s 2p 3s 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d...
1s
2s 2p
3s 3p 3d
4s 4p 4d 4f
5s 5p 5d 5f
6s 6p 6d
7s
Considerando que os subníveis de um átomo no estado fundamental são preenchidos
segundo a ordem crescente de energia, estamos já em condições de distribuir os
elétrons de qualquer átomo dado.
30

19. Módulo I – Unidade 1: Estrutura da Matéria
EXEMPLOS:
1) O hidrogênio 1H, que possui 1 elétron. Este permanece no subnível 1s, que entre
todos, possui menor energia. Dizemos que a distribuição eletrônica do 1H nos
subníveis é 1s1.
2) No caso do 2He, a distribuição é 1s2, ou seja, os seus 2 elétrons ocupam o subnível de
menor energia 1s.
3) O lítio 3Li apresenta distribuição 1s2 2s1, onde notamos que o terceiro elétron, não
cabendo no subnível 1s (que comporta no máximo 2), é forçado a ocupar o subnível 2s,
o qual, entre todos os demais, apresenta menor energia.
Observe agora, a configuração eletrônica de alguns átomos:
Átomo Configuração eletrônica
1H 1s1
2He 1s2 O símbolo [He] indica a
configuração eletrônica de
3Li 1s2 2s1 ou [He] 2s1
um átomo de hélio: 1s2.
4Be 1s2 2s2 [He] 2s2 Assim ao escrever que a
configuração de um átomo de
5B 1s2 2s2 2p1 [He] 2s2 2p1
3Li é [He]2s1, estamos
6C 1s2 2s2 2p2 [He] 2s2 2p2 querendo dizer que se trata
7N 1s2 2s2 2p3 [He] 2s2 2p3 de 1s2 2s1.Costuma-se chamar
o símbolo [He] de cerne de
8O 1s2 2s2 2p4 [He] 2s2 2p4 átomo de hélio. A
9F 1s2 2s2 2p5 [He] 2s2 2p5 configuração eletrônica
representada dessa maneira é
10Ne 1s2 2s2 2p6 [He] 2s2 2p6 chamada de configuração
11Na [Ne] 3s1 espectroscópica simplificada.
12Mg [Ne] 3s2
13Aℓ [Ne] 3s2 3p1
O símbolo [Ne] indica cerne
14Si [Ne] 3s2 3p2
de átomo de neônio, ou seja,
15P [Ne] 3s2 3p3 1s2 2s2 2p6.
16S [Ne] 3s2 3p4
17Cℓ [Ne] 3s2 3p5
18Ar [Ne] 3s2 3p6
19K [Ar] 4s1
O símbolo [Ar] indica cerne
20Ca [Ar] 4s2 de átomo de argônio, ou seja,
e assim por diante... 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6.
31

20. Módulo I – Unidade 1: Estrutura da Matéria
3.2 ÍONS
Como já sabemos, entre as partículas que formam o átomo, os elétrons possuem carga
negativa e os prótons, cargas positivas. Assim, se o número de elétrons for igual ao
número de prótons, a carga total do átomo será nula, pois a carga positiva de cada
próton será compensada pela carga negativa do elétron correspondente. Dizemos que
um átomo nessa situação está eletricamente neutro.
Quando um átomo está eletricamente neutro, ele possui prótons e elétrons em
igual número.
Em determinadas circunstâncias, átomos podem ganhar ou perder elétrons. Quando
isso acontece, sua carga total deixa de ser zero, ou seja, o átomo deixa de ser
eletricamente neutro e passa a ser dotado de carga elétrica. Dizemos que o átomo se
transforma em um íon.
Quando um átomo neutro recebe elétrons, passa a ficar com excesso de cargas
negativas, ou seja, transforma-se em um íon negativo. Por outro lado, se um átomo
neutro perde elétrons, passa a apresentar um excesso de prótons, isto é, transforma-se
em um íon positivo.
ATENÇÃO: Íon negativo é chamado de ânion
Íon positivo é chamado de cátion
Para entender melhor, considere os seguintes exemplos:
37 37 −
17 Cl Acrescentando 1 elétron
17 Cl
Átomo neutro O Núcleo não sofre alteração Ânion
nos números de prótons e
20 nêutrons nêutrons, portanto A e Z 20 nêutrons
17 prótons também não. A alteração 17 prótons
ocorre somente na
17 elétrons 18 elétrons
eletrosfera.
32

21. Módulo I – Unidade 1: Estrutura da Matéria
23
11 Na Retirando 1 elétron
23
11 Na +
Átomo neutro O Núcleo não sofre alteração Cátion
nos números de prótons e
12 nêutrons nêutrons, portanto A e Z 12 nêutrons
11 prótons também não. A alteração 11 prótons
ocorre somente na
11 elétrons 10 elétrons
eletrosfera.
Os íons monovalentes, isto é, que possuem apenas uma carga elétrica, são
representados como acabamos de mostrar: Cℓ −, Na+. Já os íons bivalentes ou divalentes
(2 cargas), trivalentes (3 cargas) e tetravalentes (4 cargas) podem ser representados
como por exemplo, O2-, Aℓ3+, Pb4+ .
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA EM ÍONS
Como vimos os íons diferem dos respectivos átomos neutros apenas no número de
elétrons. Assim, para fazer a distribuição de íons, deve-se inicialmente fazer a
distribuição eletrônica como se fosse um átomo neutro e, a seguir, retirar elétrons se for
um cátion ou acrescentar se for um ânion. Contudo é importantíssimo seguir o
princípio fundamental:
Ao acrescentar ou retirar elétrons de um átomo para fazer um íon, sempre devemos
fazê-lo na camada mais afastada do núcleo, chamada de camada de valência.
Camada de valência é a camada mais afastada do núcleo, isto é, a camada mais
externa.
33

22. Módulo I – Unidade 1: Estrutura da Matéria
EXEMPLOS:
+
11Na Retirando 1 elétron 11Na
1s2 2s2 2p6 3s1 1s2 2s22p6
K L M K L
Camada de valência
−
17Cℓ Acrescentando 1 elétron 17Cℓ
1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 1s2 2s2 2p6 3s23p6
K L M K L M
Camada de valência
O TAMANHO DOS ÍONS
Quando comparamos com os respectivos átomos neutros, os cátions são sempre
menores e os ânions, maiores. Por quê?
Num cátion, a saída de elétrons reduz as repulsões entre os que ficam. Assim, o núcleo
(positivo) consegue atrair efetivamente com maior intensidade esses elétrons
remanescentes e, assim, a eletrosfera “encolhe”. Nos ânions, acontece o inverso; a
entrada de elétrons aumenta a repulsão entre eles e a eletrosfera “incha”.
Cátions são menores que os átomos neutros que lhes deram origem.
Ânions são maiores que os átomos neutros que lhes deram origem.
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23. Módulo I – Unidade 1: Estrutura da Matéria
3.3 MOLÉCULA
Na formação da água, existem porções que se repetem por toda sua extensão. Tais
porções são chamadas de moléculas e em cada uma delas são encontrados os
elementos que se combinam para formar a referida substância.
Molécula é a menor porção de uma substância formada por átomos.
A molécula de água, como já vimos, é formada pelos elementos hidrogênio e oxigênio,
na proporção de 2:1, respectivamente, e pode ser representada por meio de formula.
Fórmula é a representação gráfica de uma molécula.
Símbolo do elemento Símbolo do elemento
hidrogênio oxigênio
H2O Representação de uma
molécula de água
Índice de atomicidade
O índice de atomicidade 2 está relacionado com o elemento hidrogênio e significa que
cada molécula da substância água é formada por dois átomos de hidrogênio; por outro
lado, o índice de atomicidade 1 (este índice geralmente não aparece na formula) para o
oxigênio quer dizer que cada molécula da substância água é formada por um átomo do
elemento oxigênio.
Podemos representar:
1 molécula de água = H2O
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24. Módulo I – Unidade 1: Estrutura da Matéria
EXERCÍCIOS PROPOSTOS:
Após a leitura do texto você já terá condições de resolver os exercícios abaixo.
1) Conceitue matéria, corpo, objeto e substância, citando exemplos.
Resolução: Matéria é tudo que tem massa e ocupa lugar no espaço e, portanto tem volume (ex.:
cacau); Corpo é uma porção limitada da matéria (ex.: manteiga de cacau) e Objeto é um corpo
trabalhado e que tem alguma utilidade (ex.: bombons de chocolate).
2) Classifique as substâncias puras e exemplifique.
Resolução: Substâncias puras são: Substâncias puras simples (ex.: gás hélio) e Substâncias puras
compostas (ex.: gás amônia).
3) Explique o que é mistura homogênea e exemplifique.
Resolução: é quando se mistura duas ou mais substâncias e o aspecto é um só quando
observado a olho nu ou com aparelhos de aumento (como um microscópio), ex.: gasolina
aditivada (gasolina + álcool).
4) Explique o que é mistura heterogênea e exemplifique.
Resolução: é quando se mistura duas ou mais substâncias e o aspecto é diferente quando
observado a olho nu ou com aparelhos de aumento (como um microscópio), ex.: água +
gasolina.
5) Conceitue átomo
Resolução: é a menor partícula que identifica um elemento químico.
6) Explique a estrutura do átomo, segundo o modelo de Rutherford-Bohr.
Resolução: comparava a estrutura de um átomo ao do sistema solar, ou seja, os elétrons eram
como os planetas que giravam em torno do núcleo.
7) Conceitue elemento químico.
Resolução: é o conjunto de átomos com o mesmo número atômico que possuem a mesmas
propriedades químicas.
8) Qual a maneira usada para se representar os átomos dos elementos químicos?
Resolução: AE
Z
9) Conceitue número atômico.
Resolução: é o número de prótons existentes no núcleo de um átomo.
10) Estabeleça a diferença entre ânion e cátion?
Resolução: cátions são íons que perdem elétrons e ficam carregados positivamente enquanto
que ânions ganham elétrons e apresentam cargas opostas a eles.
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25. Módulo I – Unidade 1: Estrutura da Matéria
EXERCÍCIOS RESOLVIDOS:
1) (UEBA) Um sistema formado por água, açúcar dissolvido, álcool comum, limalha de
ferro e carvão apresenta:
a) 1 fase. b) 2 fases. c) 3 fases d) 4 fases e) 5 fases.
Resolução: O sistema citado no enunciado é constituído por 3 fases.
Fases 1: água, açúcar e álcool comum
Fase 2: limalhas de ferro
Fase 3: carvão.
2) (F. Salvador-BA) Assinale verdadeiro(V) ou falso(F) para cada uma das frases
abaixo.
(V) Todas as substâncias simples ou compostas são formadas por átomos.
(F) As misturas homogêneas têm, pelo menos duas fases, ambas sempre no mesmo
estado físico.
(F) A seqüência CH4, He, O2 e O3 corresponde, respectivamente, aos conceitos de
composto, elemento químico, substância simples e substância composta.
(F) Toda substância pura constitui um sistema homogêneo.
Resolução:
A primeira frase é verdadeira. Qualquer espécie de matéria é formada por átomos.
A segunda frase é falsa. As misturas homogêneas são monofásicas.
A terceira frase é falsa. O3 não é substância composta e sim substância simples.
A quarta frase é falsa. O sistema água e gelo, embora seja substância pura, é um
sistema heterogêneo.
3) (Mackenzie – SP) O número de substâncias simples com atomicidade par entre as
substâncias de formula O3, H2O2, P4, I2, C2H4, CO2 e He é:
a) 5 b) 4 c) 3 d) 2 e) 1.
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26. Módulo I – Unidade 1: Estrutura da Matéria
Resolução
P4 e I2 são substâncias simples com atomicidades respectivamente 4 e 2, números pares.
Portanto a alternativa correta é a d.
4) Considere um átomo do elemento químico bromo, possuidor de 35 prótons, 46
nêutrons e 35 elétrons. Escreva a representação correta para esse átomo.
Resolução
Pelos dados do enunciado temos:
Z = 35 A = Z + N0 = 35 + 46 = 81.
Elemento químico bromo: símbolo Br
Assim, a representação é 8135Br.
5) Escreva a distribuição eletrônica em camadas para 15P3-.
Resolução:
Inicialmente, devemos distribuir os 15 e− de acordo com o diagrama de Pauling.
15P 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3
K L M  camada de valência
2 8 5
A seguir, acrescentamos 3 e− na camada de valência (camada + externa)
3-
15P 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
K L M  camada de valência
2 8 8
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27. Módulo I – Unidade 1: Estrutura da Matéria
AGORA É COM VOCÊS:
6) As figuras representam as misturas de óleo com água e de álcool com água.
Assinale a alternativa correta.
a) Alcool e água em A, correspondendo o alcool a fase 2.
Recipiente A Recipiente B
b) Oleo e água em B.
fase 1 c) Alcool e água em A, correspondendo a água a fase 1.
fase 2 d) Oleo em água em A, correspondendo o oleo a fase1.
e) Oleo e água em A, correspondendo o oleo a fase 2.
7) (Funest – SP) Ar, iodo, gás carbônico, latão, naftalina, ouro 18 quilates. Se esses
materiais forem classificados em substâncias puras e misturas, pertencerão ao grupo
das substâncias puras:
a) ar, gás carbônico e latão.
b) iodo,ouro 18 quilates e naftaleno
c) gás carbônico, latão e iodo
d) ar, ouro 18 quilates e naftaleno
e) gás carbônico, iodo e naftaleno
8) Qual o número de massa e o número atômico de um átomo constituído de 17
prótons, 18 nêutrons e 17 elétrons?
Resolução: Z = p+ = 17; A = N0 + p+= 18 + 17 = 35.
9) Escreva as configurações eletrônicas para:
a) cada um dos átomos 17Cℓ, 12Mg, 10Ne.
Resolução: 10Ne : 1s2 2s2 2p6; 12Mg : 1s2 2s2 2p6 3s2 ou [Ne] 3s2; 17Cℓ : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 ou [Ne] 3s2
3p5
b) cada um dos íons 17Cℓ-, 19K+, 13Aℓ3+
Resolução: 17Cℓ- : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 ou [Ne] 3s2 3p6 ou [Ar]; 19K+ : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 ou [Ne] 3s2 3p6
ou [Ar]; 13Aℓ3+ : 1s2 2s2 2p6 ou [Ne];
10) A corrosão de materiais de ferro envolve a transformação de átomos do metal em
íons (ferroso e férrico). Quantos elétrons há no terceiro nível energético do átomo
neutro de ferro?(Z=26). 3º nível mais energético = camada L→ 8 elétrons.
Resolução: 26Fe : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6
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