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FUNDAMENTOS
MATÉRIA E ENERGIA
Matéria ( é qualquer coisa que tenha massa e ocupa lugar no espaço.
Substância ( é uma forma simples e pura da matéria. Ex. ouro, água.
Estados da Matéria:
Sólido : é uma forma rígida da matéria;
Líquido: é uma forma fluída da matéria que tem uma superfície bem-definida
e que toma a forma do recipiente que o contém;
Um gás: é uma forma fluída da matéria que ocupa todo o recipiente que o
contém.
Propriedade Física: é uma característica que podemos observar ou medir sem
mudara identidade da substância.
Ex. P.F; cor, estado físico, densidade.
Propriedade Química: refere-se à habilidade de uma substância em
transformar-se em outra substância.
Ex. Uma propriedade química do gás hidrogênio, por exemplo, é que ele reage
com o oxigênio para produzir água.
-queima de uma vela;
-combustão do álcool.
As propriedades também são classificadas pela sua dependência do tamanho da
amostra.
Uma propriedade intensiva é a que independe do tamanho da amostra.
Ex. temperatura, densidade
Uma propriedade extensiva é a propriedade que depende do tamanho da
amostra.
M e V são propriedades extensivas.
Algumas propriedades intensivas são as razões entre duas propriedades
extensivas. Por exemplo, a propriedade que chamamos de densidade é definida
por:
Energia( medida da capacidade de realizar trabalho
Existem três formas importantes de energia em química: energia cinética,
energia potencial e energia eletromagnética.
As medidas de energia são dadas na unidade chamada joule (J).
1J= 1Kg.m2.s-2
Energia Cinética, Ek( energia que um corpo possui devido ao seu movimento.
Energia Potencial, ( ( é a energia que um corpo possui em função de sua
posição.
Ep= m.g.h
Outro tipo de energia potencial que é especialmente importante em química é
a energia potencial de Coulomb:
Energia do campo magnético ( energia transportada pelas ondas de rádio,
ondas de luz e raios X.
Energia total de uma partícula: Etotal= Energia cinética + Energia
Potencial
Força
Uma força, F, é uma influência que modifica o estado de movimento de um
objeto. ( Força = massa x aceleração
Aplicação química( moléculas de gases chocam-se com as paredes do
recipiente e exercem uma força como uma pressão do gás.
ELEMENTOS E ÁTOMOS
Os gregos perguntavam-se o que poderia acontecer se eles
dividissem a matéria em peças cada vez menores. Haveria um ponto no qual
teriam que parar porque os pedaços não mais teriam as mesmas propriedades
que o conjunto, ou poderiam continuar cortando indefinidamente? Sabemos
agora que há um ponto em que temos que parar. Isto é, a matéria consiste de
partículas inimaginavelmente pequenas. A menor partícula que pode existir
de um elemento é chamada de átomo.
1807- John Dalton ( primeiro argumento convincente para átomos.
-Estudo: ele fez muitas medidas da razão das massas dos elementos que se
combinavam para formar compostos e foi capaz de detectar razões de massas
consistentes que o levaram a desenvolver sua hipótese atômica:
1- Todos os átomos de um dado elemento são idênticos.
2-Os átomos de diferentes elementos têm massas diferentes.
3- Um composto é uma combinação específica de átomos de mais de um
elemento.
4- Em uma reação química, os átomos não são criados e nem destruídos, mas
trocam de parceiros para produzir novas substâncias.
Elaboração de um Modelo: Modelo de Dalton ( esferas do tipo de uma bola de
bilhar
Hoje sabemos que o átomo têm uma estrutura interna: constituídos de
partículas subatômicas.
1897- J.J Thomson ( Estudo e investigação sobre os raios catódicos:
Raios catódicos ( são raios que são emitidos quando uma alta diferença de
potencial (uma alta tensão) é aplicada entre dois eletrodos (contatos
metálicos) em um tubo de vidro sob vácuo.
Thomson( mostrou que os raios catódicos eram feixes de partículas
carregadas negativamente. Eles provêm dos átomos que constituem o eletrodo
carregado negativamente, que é chamado de cátodo.
Estas partículas foram chamadas de elétrons.
" "Figura 1 Equipamento usado por "
" "Thomson. "
Thomson ( também foi capaz de medir o valor e/m, ou seja, a razão entre a
carga do elétron e sua massa.
Pesquisadores posteriores como:
Robert Millikan ( realizaram experimentos para determinação da carga do
elétron. (Experimento da gota de óleo).
" "Figura 2 Diagrama "
" "esquemático do "
" "experimento da gota "
" "de óleo.O óleo foi "
" "usado porque não "
" "evapora facilmente. A"
" "carga se opõe à "
" "velocidade de queda e"
" "permite que a carga "
" "exata de uma gota "
" "seja determinada. "
Millikan observou ( a velocidade que as gotas de óleo caíam em uma câmera
contendo um gás ionizado que se uniam às gotas de óleo. Era aplicado um
campo elétrico que atraía as gotas para cima até que ficassem suspensas.
A partir do campo elétrico necessário para isso, determinava os valores das
cargas nas partículas. Ele tomou a carga de um elétron como o menor
incremento de carga, 1,6x10-19C.
A massa do elétron foi calculada combinando esta carga com a razão e/m
medida por Thomson. Foi encontrado o valor de 9,1x10-31Kg.
Carga do elétron= 1,6x10-19C massa= 9,1x10-31Kg
Embora os elétron tenham uma carga negativa, os átomos como um todo têm
carga zero.
Portanto os cientistas, no começo do século XX, sabiam que cada átomo devia
conter um número suficiente de cargas positivas para cancelar a carga
negativa. Mas aonde estava a carga positiva? Thomson sugeriu um modelo de
átomo como uma bolha positivamente carregada, de material gelatinoso, com
elétrons suspensos nela, como passas em um pudim.
1908-Ernest Rutherford ( experimento com partículas (
Rutherford( pediu a dois estudantes, Hans Geiger e Ernest Mardsen, para
atirarem partículas ( contra um pedaço de folha de platina de somente uns
poucos átomos de espessura:
" "Figura 3 Arranjo experimental usado "
" "por Geiger e Mardsen. As suas "
" "deflexões foram medidas "
" "observando-se flashes de luz onde "
" "batiam em uma tela de sulfeto de "
" "zinco. Cerca de 1 em 20.000 "
" "partículas ( foram defletidas até "
" "ângulos muito grandes; a maioria "
" "atravessou a folha de platina sem "
" "deflexão. "
Resultados( sugerem um modelo de átomo no qual há uma densa carga positiva
central circundada por um grande volume de espaço vazio. Rutherford chamou
esta região carregada positivamente de núcleo atômico.
Modelo de Rutherford ( modelo planetário
Propriedades das partículas subatômicas
"Partícula "Símbolo "Carga* "Massa,Kg "
"elétron "e- "-1 "9,109x10-31 "
"próton "p "+1 "1,673x10-27 "
"nêutron "n "0 "1,675x10-27 "
*As cargas são dadas como múltiplos da carga de um próton, que nas unidades
SI, vale 1,6x1019C.
Resumo do modelo nuclear do átomo:
1-Os átomos são feitos de partículas subatômicas chamadas elétrons, prótons
e nêutrons.
2-Os prótons e os nêutrons formam um corpo central minúsculo, denso chamado
de núcleo do átomo.
3-Os elétrons estão distribuídos no espaço em torno do núcleo.
Número de massa (A) e ISÓTOPOS
O número de massa (A) de um elemento ( é o número total de prótons e
nêutrons no núcleo do átomo.
Isótopos ( são átomos com mesmo número atômico (pertencendo ao mesmo
elemento), mas com diferentes números de massa.
Tabela 2 Alguns isótopos de elementos comuns
"Elemento "Símbolo "Z "A "Abundância % "
"hidrogênio "H1 "1 "1 "99,985 "
"deutério "H2 "1 "2 "0,015 "
"tritio "H3 "1 "3 "*** "
COMPOSTOS
Um composto é uma substância eletricamente neutra que consiste de dois ou
mais elementos diferentes com seus átomos presentes em uma proporção
definida.
H2O, CaCO3, NaCl, dentre outros....
Classificação dos compostos : Orgânicos e Inorgânicos.
Orgânicos: C, H, O
Inorgânicos: todos os demais.
Os químicos determinaram que os átomos ligam-se para formar moléculas, ou
eles podem estar presentes em compostos como íons:
Uma molécula: é um grupo de átomos ligados em um arranjo específico.
Um íon: é um átomo ou um grupo de átomos ligados positivamente ou
negativamente carregado.
Íon carregado positivamente:( cátion, Na+
Íon carregado negativamente:( ânion, Cl-
Cátion poliatômico: NH4+ (íon amônio)
Ânion poliatômico: CO32- (íon carbonato)
Classifica-se os compostos como molecular se ele consiste de moléculas e de
iônico se ele consiste de íons.
Composto molecular: H2O
Composto iônico: NaCl
Moléculas e Compostos Moleculares
A fórmula química de um composto é uma forma de expressar a sua composição
em termos de símbolos químicos:
Fórmula química da testosterona: C19H28O2
A fórmula estrutural indica mais claramente como os átomos estão ligados.
Estrutura de linhas: representa uma cadeia de átomos de carbono por linha
em zigue-zague:
Modelos de bolas e varetas.( Cada bola representa a localização de um
átomo, e as varetas representam as ligações.
" " "
ÂNIONS COMUNS E SEUS ÁCIDOS
"Nome do íon "Ácido derivado "Nome do íon "Ácido derivado "
"F- Fluoreto "Fluorídrico, HF "Nitrito, NO2- "Nitroso, HNO2 "
"Cloreto, Cl- "Clorídrico, HCl "Nitrato, NO3- "Nítrico, HNO3 "
"Brometo, Br- "Bromídrico, HBr "Fosfato, PO43- "Fosfórico, H3PO4 "
"Iodeto, I- "Iodídrico, HI "Sulfito, SO32- "Sulfuroso, H2SO3 "
"Óxido, O2- "H2O "Sulfato, SO42- "Sulfúrico, H2SO4 "
"Hidróxido, OH- "H2O "Hipoclorito, ClO-"Hipocloroso, HClO"
"Sulfeto, S2- "Sulfídrico, H2S "Clorito, ClO2- "Cloroso, HClO2 "
"Cianeto, CN- "Cianídrico, HCN "Clorato, ClO3- "Clórico, HClO3 "
"Acetato, CH3CO2- "Acético, "Perclorato, ClO4-"Perclórico, HClO4"
" "CH3COOH " " "
"Carbonato, CO32- "Carbônico, H2CO3 " " "
"Bicarbonato, "H2CO3 " " "
"HCO3- " " " "
-Se somente um oxiânion de um elemento é comum, seu nome é formado, em
geral, pelo sufixo ato à raiz do nome do elemento, como no caso do íon
carbonato, CO32-.
-Alguns elementos podem formar dois tipos de oxiânions, com diferentes
números de átomos de oxigênio. Por ex.
-O nitrogênio, por exemplo, forma tanto íons NO2- como NO3-. Em tais casos,
o íon com o maior número de átomos de oxigênio recebe o sufixo ato, e o com
o menor número de oxigênio, recebem o sufixo Ito.
-Alguns elementos- particularmente os halogênios- formam mais que duas
espécies de oxiânions. O nome do oxiânion com o menor número de átomos de O
é formado adicionando prefixo hipo- e o sufixo- ito, como em hipoclorito,
ClO-.
- O oxiânion com mais átomos de oxigênio que o oxiânion –ato recebe o
prefixo per- e o sufixo- ato ao nome. Ex. íon perclorato. ClO4-
O NOME DOS COMPOSTOS ORGÂNICOS
Alcanos
"Número de carbonos "Fórmula "Nome do alcano "
"1 "CH4 "metano "
"2 "CH3CH3 "etano "
"3 "CH3CH2CH3 "propano "
"4 "CH3(CH2)2CH3 "butano "
"5 "CH3(CH2)3CH3 "pentano "
"6 "CH3(CH2)4CH3 "hexano "
"7 "CH3(CH2)5CH3 "heptano "
"8 "CH3(CH2)6CH3 "octano "
"9 "CH3(CH2)7CH3 "nonano "
"10 "CH3(CH2)8CH3 "decano "
"11 "CH3(CH2)9CH3 "undecano "
"12 "CH3(CH2)10CH3 "dodecano "
Álcool: composto orgânico que contém um grupo OH
" "
"Ácidos carboxílicos: Estes compostos são caracterizados por um grupo carboxila"
"–COOH. "
"Por exemplo; ácido acético: "
" "
Outro tipo de composto orgânico pode ser formado substituindo-se os
hidrogênios nos hidrocarbonetos por átomos de halogênios, formando os
haloalcanos.
" "
