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Matérias > Química > Tabela Periódica Matérias > Química > Tabela Periódica Tabela Periódica dos Elementos Químicos Página 1 Matérias > Química > Atomística > Estrutura do Átomo ESTRUTURA DO ÁTOMO Experiência de Rutherford (1911) file:///C|/html_10emtudo/Quimica/Quimica_html_total.htm (1 of 46) [05/10/2001 23:39:26] Matérias > Química > Tabela Periódica Na figura temos: 1. Invólucro de chumbo. 2. Material Radiativo. 3. Partículas a emitidas. 4. Placa de ouro. 5. Tela fluorescente. 6. Partículas que retornam. 7. Partículas desviadas. 8. Partículas sem desvio mensurável. 9. Cintilações produzidas pelos choques. Rutherford imaginou então que o átomo teria uma região de grande massa aonde as partículas refletiriam, ao que chamou de núcleo (positivamente carregados), envolta por uma região de massa desprezível, incapaz de refletir as partículas, chamada eletrosfera. Esse modelo também é denominado modelo nuclear ou planetário. A experiência mostrou ainda outro resultado surpreendente. O diâmetro do átomo é 10.000 vezes maior que o do núcleo. A massa do átomo está, praticamente toda, nos prótons e nêutrons confinados na pequena região do núcleo. Página 2 Matérias > Química > Atomística > Estrutura do Átomo Partículas Subatômicas Os átomos são constituídos por várias partículas entre elas temos: Prótons (P), Nêutrons (N) e Elétrons (E). Suas massas em unidade de massa atômica (u) e cargas em unidade elementar de carga (UEC) estão no quadro abaixo. propriedade / partícula massa (em u) carga (em UEC) PRÓTON ~1 +1 NÊUTRON ~1 0 ELÉTRON ~1/1836 -1 file:///C|/html_10emtudo/Quimica/Quimica_html_total.htm (2 of 46) [05/10/2001 23:39:26] Matérias > Química > Tabela Periódica A disposição dessas partículas, no modelo de Rutherford, é: Página 3 Matérias > Química > Atomística > Estrutura do Átomo Características dos Átomos Número Atômico (Z) É o número de prótons que o átomo possui no núcleo O número atômico identifica o átomo de um elemento. Z=P Número de Massa (A) É a soma dos números de prótons e nêutrons: A = P + N ou A = Z + N Representação: Página 4 Matérias > Química > Atomística > Estrutura do Átomo file:///C|/html_10emtudo/Quimica/Quimica_html_total.htm (3 of 46) [05/10/2001 23:39:26] Matérias > Química > Tabela Periódica Átomo (NEUTRO) e Íon Átomos são espécies neutras ou seja o número de prótons (+) é igual ao nº de elétrons (-). nº p = nº e Os átomos quando reagem podem perder ou ganhar elétrons, formando íons. Representação: Cátion Ânion x+q y-q Veja alguns átomos e íons: nº p > nº e (Átomo) (Cátion monovalente) nº e > nº p (Átomo) (Ânion trivalente) Página 5 Matérias > Química > Atomística > Estrutura do Átomo Átomos Isótopos, Isóbaros e Isótonos Isótopos São átomos que possuem Atente para que os isótopos são átomos do mesmo elemento, porque possuem o mesmo número atômico, portanto devem sempre ser representados pelo mesmo símbolo. Ex: O hidrogênio é encontrado na natureza na forma de três isótopos: 1 1H 2 1H 3 1H Denominados, respectivamente, prótio, deutério e trítio. file:///C|/html_10emtudo/Quimica/Quimica_html_total.htm (4 of 46) [05/10/2001 23:39:27] Matérias > Química > Tabela Periódica Composição Isotópica O elemento cloro, por exemplo, aparece na natureza com a seguinte composição isotópica aproximada: 35 17Cl : 75,5% 37 17Cl : 24,5% A massa atômica do cloro encontrada, por exemplo, nas tabelas periódicas, é a média ponderada das massas dos isótopos Página 6 Matérias > Química > Atomística > Estrutura do Átomo Isóbaros São átomos que possuem: Veja que são átomos de elementos diferentes, pois possuem números atômicos diferentes. Exemplo: 14 6C 14 7N Isótonos São átomos que possuem : Exemplo: Página 1 Matérias > Química > Atomística > Ligações Químicas file:///C|/html_10emtudo/Quimica/Quimica_html_total.htm (5 of 46) [05/10/2001 23:39:27] Matérias > Química > Tabela Periódica LIGAÇÕES QUÍMICAS A idéia de ligação entre os átomos é tão antiga como a própria idéia de átomo. O filósofo da antiga Grécia, Epicuro, já imaginava os átomos ligando-se através de ganchos e outros artifícios mecânicos. Só no século passado é que a idéia de ligação química foi associada à capacidade de ligação de um átomo, principalmente por Couper (1864) e Kekulé (1865). Mas afinal, por quê os átomos se ligam? A primeira explicação para isso foi formulada, independentemente, por Lewis e Kössel. Em suma propunham a Regra do Octeto. Em 1916 foram propostos os primeiros trabalhos que tentam responder a essa pergunta. Os átomos ligam-se para obterem 8 elétrons na camada de valência (ou completarem a última camada). Basearam-se nas configurações eletrônicas dos gases nobres, considerados até então completamente inertes e estáveis (não faziam ligação química): Classificamos as ligações em três tipos: ● ligação iônica ● ligação covalente ● ligação metálica Página 2 Matérias > Química > Atomística > Ligações Químicas LIGAÇÃO IÔNICA É a ligação que ocorre quando se ligam: Metal + Não Metal Ou Metal + Hidrogênio O átomo do metal possui, geralmente, 1, 2 ou 3 e na camada de valência (CV) e doa-os ao não metal (ou H), obtendo, com isso, 8e- na CV. Ao ceder esses elétrons, transforma-se em cátion com carga +1, +2 ou +3, respectivamente. O não-metal possui 5, 6 ou 7 na CV e recebe 3, 2, ou 1 do metal, respectivamente, obtendo 8e- na última camada. Com isto, sua carga vai a -3, -2 ou -1, respectivamente. Exemplos: Ligação entre o sódio (Z = 11) e o cloro (Z = 17): 11Na : 2, 8 , 1 17Cl : 2, 8, 7 é metal (1e na CV) é não-metal (7e na CV) cede 1erecebe 1e- Na+ : 2, 8 Cl- : 2, 8, 8 Fórmula do composto é Na+Cl- ou NaCl Ligação entre o sódio (Z = 11) e o oxigênio (Z = 8): 11Na : 2, 8, 1 é metal (1e- na CV) cede 1e- Na+ : 2, 8. file:///C|/html_10emtudo/Quimica/Quimica_html_total.htm (6 of 46) [05/10/2001 23:39:27] Matérias > Química > Tabela Periódica 8O: 2, 6 é não metal (6e na CV) recebe 2e- : O-2: 2,8. Página 3 Matérias > Química > Atomística > Ligações Químicas O número de elétrons perdidos pelo metal sempre é igual ao número de elétrons recebidos pelo não metal ou hidrogênio. Portanto nesse caso na fórmula do composto temos dois íons de sódio e um de oxigênio. RESUMO METAL: 1, 2 ou 3 e- na CV: cede 1, 2 ou 3eCÁTION: +1, +2 ou +3 NÃO METAL: 5, 6 ou 7 e- na CV: recebe 3, 2 ou 1eÂNION: -3, -2 ou -1 Página 4 Matérias > Química > Atomística > Ligações Químicas LIGAÇÃO COVALENTE É a ligação que ocorre quando se unem: NÃO METAL + NÃO METAL NÃO METAL + HIDROGÊNIO HIDROGÊNIO + HIDROGÊNIO Como todos os átomos dos elementos citados têm tendência a receber elétrons, o resultado que satisfaz a todos é o compartilhamento de elétrons, que ocorre sempre aos pares. Representação do compartilhamento entre átomos A e B: file:///C|/html_10emtudo/Quimica/Quimica_html_total.htm (7 of 46) [05/10/2001 23:39:27] Matérias > Química > Tabela Periódica O objetivo do compartilhamento é completar o octeto da camada de valência. Ou, no caso do hidrogênio, completar o "dueto". Página 5 Matérias > Química > Atomística > Ligações Químicas Veja a formação de algumas moléculas, a partir do número de e- da CV: 1H :1 8O : 2, 6 6C : 2, 4 17Cl: 7N 2, 8, 7 : 2, 5 Página 6 Matérias > Química > Atomística > Ligações Químicas file:///C|/html_10emtudo/Quimica/Quimica_html_total.htm (8 of 46) [05/10/2001 23:39:27] Matérias > Química > Tabela Periódica Como as moléculas não podem ser construídas, apenas com as regras dadas acima, desenvolveu-se o conceito da ligação covalente coordenada, ou ligação covalente dativa. Nela, os átomos que já possuem o octeto completo podem ligar-se “cedendo” dois elétrons não compartilhados. REPRESENTAMOS ASSIM: Veja a formação de algumas moléculas, a partir do número de e- da CV: 1H :1 Cl: 2, 8, 7 8O : 2, 6 P : 2, 8, 5 6C : 2, 4 Página 1 Matérias > Química > Atomística > Configuração eletrônica file:///C|/html_10emtudo/Quimica/Quimica_html_total.htm (9 of 46) [05/10/2001 23:39:27] Matérias > Química > Tabela Periódica CONFIGURAÇÃO ELETRÔNICA NÍVEIS OU CAMADAS K L M N O P Q 1 2 3 4 5 6 7 SUBNÍVEIS Encontramos, no máximo, 4 tipos de subníveis para qualquer átomo no estado fundamental. São identificados pelas letras s, p, d e f. O número máximo de elétrons por subnível é: Subnível s p d f Nº máx. de e- 2 6 10 14 Página 2 Matérias > Química > Atomística > Configuração eletrônica DIAGRAMA DE ENERGIAS diagrama de energias dá a ocorrência de cada subnível nos níveis, bem como a ordem de energias crescentes ● Subnível mais energético é o último da distribuição de acordo com o diagrama de energia. ● Camada de valência é a camada (nível) mais externa. Exemplos: Distribuição eletrônica (Subníveis) (Níveis ou Camadas) file:///C|/html_10emtudo/Quimica/Quimica_html_total.htm (10 of 46) [05/10/2001 23:39:27] Matérias > Química > Tabela Periódica (Subníveis) 21Sc → 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1 (Níveis) Distribuição eletrônica de cátions. Na distribuição eletrônica de cátions, o(s) elétron(s) perdido(s) sai(em) da camada de valência. 2+ 26Fe → 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 Distribuição eletrônica de ânions. Nos átomos, o(s) elétron(s) ganho(s) entra(m) no subnível mais energético (que é a camada de valência) 37N → 1s2 2s2 2p6 Página 3 Matérias > Química > Atomística > Configuração eletrônica ORBITAIS E SPIN Em 1926, Heisenberg propôs o "princípio da incerteza" que, aplicado ao átomo, mostra ser impossível determinar a trajetória do elétron em torno do núcleo. Para contornar o problema, Schrödinger e, depois, Born desenvolveram o conceito de orbital como uma região do espaço onde é muito provável (mas não absolutamente certo) encontrar o elétron. O Princípio de Pauli: "dois elétrons só ocupam o mesmo orbital se possuírem spins opostos". REGRA DE HUND: A distribuição dos elétrons nos orbitais de um mesmo subnível deve ser feita de modo que se tenha o maior número possível de elétrons desemparelhados. Exemplos: file:///C|/html_10emtudo/Quimica/Quimica_html_total.htm (11 of 46) [05/10/2001 23:39:27] Matérias > Química > Tabela Periódica Página 4 Matérias > Química > Atomística > Configuração eletrônica OS SALTOS QUÂNTICOS file:///C|/html_10emtudo/Quimica/Quimica_html_total.htm (12 of 46) [05/10/2001 23:39:27] Matérias > Química > Tabela Periódica Página 1 Matérias > Química > Radioatividade RADIOATIVIDADE Átomos que apresentam instabilidade nuclear emitem partículas e ondas eletromagnéticas denominadas emissões radioativas. As mais importantes são: EMISSÃO RADIOATIVA (núcleo de hélio) CONSTITUIÇÃO VELOCIDADE RELATIVA PODER DE PENETRAÇÃO RELATIVO 2 prótons 2 nêutrons Baixa Baixo 1 e- aceleração Média Médio Onda eletromagnética Alta Alto OUTRAS PARTÍCULAS E REPRESENTAÇÕES: Página 2 Matérias > Química > Radioatividade file:///C|/html_10emtudo/Quimica/Quimica_html_total.htm (13 of 46) [05/10/2001 23:39:27] Matérias > Química > Tabela Periódica Comportamento da radiação natural : Explicação: As partículas que apresentam carga positiva (próton) são atraídas pela placa eletrizada negativamente. As partículas ß que apresentam carga negativa (elétron) são atraídas pela placa eletrizada positivamente. As ondas eletromagnéticas (emissões ) não apresentam cargas, logo não sofrem desvios. Página 3 Matérias > Química > Radioatividade REAÇÕES NUCLEARES (TRANSMUTAÇÕES) a’ aA ● ● + bBb’ → cCc’ + dDd’ Conservação da carga: a + b = c + d . Conservação da massa*: a’ + b’ = c’ + d’ . * A conservação da massa não é completa. Uma pequena quantidade pode transformar-se em energia. TEMPO DE MEIA-VIDA OU PERÍODO DE SEMIDESINTEGRAÇÃO (T1/2 ou P) É o tempo que decorre para uma determinada quantidade (Q) do elemento reduzir-se à metade (Q’ = Q/2) : Exemplo: O Iodo – 131 é radioativo e usado para se fazer diagnóstico da Glândula Tiróide, seu período de meia vida é de 8 dias. Isto significa que a cada 8 dias a quantidade de I131 se reduz a metade ou seja: m ....8 dias.......... m/2 ....8 dias......... m/4 ....8 dias......... m/8 ... 100% ...8 dias.......... 50% ....8 dias......... 25% ....8 dias......... 12,5% ... 1 ....8 dias......... 1/2 ....8 dias......... 1/4 ....8 dias.......... 1/8 ... file:///C|/html_10emtudo/Quimica/Quimica_html_total.htm (14 of 46) [05/10/2001 23:39:27] Matérias > Química > Tabela Periódica Página 4 Matérias > Química > Radioatividade ENERGIA NUCLEAR FISSÃO NUCLEAR: É a forma como a energia é obtida nos reatores nucleares e nas bombas atômicas. Uma das reações possíveis é: 235 92U + 0n1 → 36Kr92 + 56Ba141 + 30n1 + ENERGIA Devido ao fenômeno de defeito de massa explicado anteriormente, a massa dos produtos é levemente menor que a dos reagentes, o que provoca liberação de energia. FUSÃO NUCLEAR : É a forma como obtém energia a bomba de hidrogênio, estrelas como o Sol e reatores "limpos" denominados tokamaks, ainda experimentais. Uma reação possível é : 2 1H + 1H2 + 2He3 + 0n1 + ENERGIA Também ocorre defeito de massa com liberação de energia. USOS DE ALGUNS ISÓTOPOS ARTIFICIAIS: ● I131 : Detecção de tumores da tireóide. ● Co60 e Cs137 : Emitem radiações que matam células cancerosas. ● C14 : Datação de material arqueológico. ● U235 e Pu239 : Átomos físseis. Em bombas atômicas e reatores nucleares. ● H2 : O deutério é o material fúsel das bombas de hidrogênio e tokamaks. Na forma de água pesada (D2O) é utilizado em reatores nucleares Página 1 Matérias > Química > Orgânica > Classificação das cadeias carbônicas Classificação das Cadeias Carbônicas 1- Quanto à presença ou não de ciclo, a cadeia carbônica pode ser: ACÍCLICA: A cadeia não fecha. Também chamada aberta ou alifática. CÍCLICA: A cadeia fecha em algum ponto. Também chamada de fechada. file:///C|/html_10emtudo/Quimica/Quimica_html_total.htm (15 of 46) [05/10/2001 23:39:27] Matérias > Química > Tabela Periódica 2- Quanto ao tipo de ligações entre carbonos, pode ser: SATURADA: Possui apenas ligações simples entre carbonos. INSATURADA: Possui ligações duplas e/ou triplas entre carbonos. Página 2 Matérias > Química > Orgânica > Classificação das cadeias carbônicas 3- Quanto à presença, ou não, de ramificação: NORMAL: Geralmente possui apenas átomos de carbono primário e/ou secundário. Também chamada linear. RAMIFICADA: Geralmente possui átomos de carbono terciário e/ou quaternário. 4- Quanto à natureza dos átomos, pode ser: HOMOGÊNEA: Não possui heteroátomo. HETEROGÊNEA: Possui heteroátomo. *Heteroátomo é aquele que, não sendo carbono, aparece entre carbonos. Para cadeias cíclicas utiliza-se, ainda estas duas classificações: 5- Quanto à natureza dos átomos no ciclo: HOMOCÍCLICA: Não possui heteroátomo no ciclo. HETEROCÍCLICA: Possui heteroátomo no ciclo. 6- Quanto à aromaticidade: AROMÁTICA: Possui anel com seis átomos e ligações duplas e simples alternadas. ALICÍCLICA: É qualquer cadeia cíclica não aromática. Página 3 Matérias > Química > Orgânica > Classificação das cadeias carbônicas file:///C|/html_10emtudo/Quimica/Quimica_html_total.htm (16 of 46) [05/10/2001 23:39:27] Matérias > Química > Tabela Periódica NOMENCLATURA NOMENCLATURA OFICIAL: É formada, no mínimo de três partes. 1. A primeira indica o número de carbonos. 2. A segunda indica o tipo de ligação entre carbonos (simples, dupla ou tripla). 3. A terceira indica a função (tipo de composto). 1. Nº DE C(s) -PREFIXO 1 2 3 4 5 6 meta eta propa buta penta hexa 7 8 9 10 11 12 hepta octa nona deca undeca duodeca ... 2. TIPO DE LIGAÇÃO Entre Carbonos apenas simples uma dupla duas duplas duas triplas três duplas Infixo an en dien diin trien ... Página 4 Matérias > Química > Orgânica > Classificação das cadeias carbônicas 3. FUNÇÃO Inicialmente vamos estudar os compostos que só possuam carbono e hidrogênio, denominados hidrocarbonetos. O sufixo utilizado é a letra o. Exemplos: CH4 → metano ( met+an+o) H3C - CH3 → etano H2C = CH2 → eteno (*etileno) H2C = CH - CH3 → → etino (*acetileno) propeno (*propileno) *nomenclatura usual Numeração das ligações: Se houver mais de uma possibilidade de colocar uma dupla ou tripla ligação, a cadeia deve ser numerada. De várias numerações possíveis, a correta é a que conduzir aos menores números: file:///C|/html_10emtudo/Quimica/Quimica_html_total.htm (17 of 46) [05/10/2001 23:39:27] Matérias > Química > Tabela Periódica Página 5 Matérias > Química > Orgânica > Classificação das cadeias carbônicas I- A CADEIA PRINCIPAL É uma seqüência de carbonos que possui: 1º - O(s) grupo(s) funcional(ais)*. 2º - As duplas ou triplas ligações ou os ciclos. 3º - O maior número de carbono. *Para os hidrocarbonetos não vamos encontrar grupos funcionais, já que estes estão associados a átomos diferentes de hidrogênio e carbono. Abaixo estão identificadas as cadeias principais de alguns hidrocarbonetos: Página 6 Matérias > Química > Orgânica > Classificação das cadeias carbônicas file:///C|/html_10emtudo/Quimica/Quimica_html_total.htm (18 of 46) [05/10/2001 23:39:27] Matérias > Química > Tabela Periódica II- RADICAIS: São grupos com carbono e hidrogênio que restam quando identificamos a cadeia principal. Os principais radicais são: Retomando os exemplos anteriores, vamos dar nome aos radicais, além da cadeia principal. Página 7 Matérias > Química > Orgânica > Classificação das cadeias carbônicas III- LOCALIZAR OS RADICAIS: Localizam-se os radicais numerando-se a cadeia. De várias numerações possíveis, a correta é a que conduzir aos menores números: A dupla ligação fica com o menor número em relação ao radical. file:///C|/html_10emtudo/Quimica/Quimica_html_total.htm (19 of 46) [05/10/2001 23:39:27] Matérias > Química > Tabela Periódica 3 - metil -1- buteno Página 1 Matérias > Química > Orgânica > Funções Funções Para outras funções de cadeia homogênea utiliza-se a mesma estrutura de nomenclatura dos hidrocarbonetos, trocando-se apenas a terminação. ÁLCOOIS: Possuem o grupo -OH (hidroxila) preso a um carbono saturado. Nomenclatura: Nome do hidrocarboneto correspondente + ol: (nomenclatura usual) file:///C|/html_10emtudo/Quimica/Quimica_html_total.htm (20 of 46) [05/10/2001 23:39:27] Matérias > Química > Tabela Periódica Álcoois podem ser classificados em primários, secundários ou terciários se a hidroxila estiver presa a carbono primário, secundário e terciário, respectivamente. Nos exemplos acima, são primários o etanol e o 1-propanol, enquanto o 2-propanol e o cicloexanol são secundários. Página 2 Matérias > Química > Orgânica > Funções FENOIS: Possuem o grupo -OH (hidroxila) preso a anel aromático. Nomenclatura: hidroxi + nome do hidrocarboneto correspondente: O grupo funcional fica sempre com o menor número. Página 3 Matérias > Química > Orgânica > Funções ALDEÍDOS: Possuem o grupo carbonila (C = O) em carbono primário. Nomenclatura: Nome do hidrocarboneto correspondente + al: (nomenclatura usual) H2CBr – CHBr – CHO 2, 3-dibromopropanal file:///C|/html_10emtudo/Quimica/Quimica_html_total.htm (21 of 46) [05/10/2001 23:39:27] Matérias > Química > Tabela Periódica CETONAS: Possuem o grupo carbonila (C = O) em carbono secundário. Nomenclatura: Nome do hidrocarboneto correspondente + ona: Página 4 Matérias > Química > Orgânica > Funções ÁCIDOS CARBOXÍLICOS: Possuem o grupo carboxila Nomenclatura: ácido + nome do hidrocarboneto correspondente +óico: (nomenclatura usual) ac. 2-vinil-butanodióico Página 5 Matérias > Química > Orgânica > Funções file:///C|/html_10emtudo/Quimica/Quimica_html_total.htm (22 of 46) [05/10/2001 23:39:27] Matérias > Química > Tabela Periódica AMIDA: Derivadas dos ácidos carboxílicos pela substituição do grupo -OH por -NH2 Nomenclatura: Nome do hidrocarboneto correspondente + amida: NITRILA: Possuem o grupo nitrila ou nitrilo Nomenclatura: Nome do hidrocarboneto correspondente + nitrila: 2-fenil-propanonitrila Página 6 Matérias > Química > Orgânica > Funções OUTRAS FUNÇÕES II Para funções de cadeia heterogênea dá-se nome a cada grupo preso ao heteroátomo, independentemente. ÉTERES: Podem ser considerados derivados dos álcoois pela substituição do hidrogênio da hidroxila (R-OH) por um radical (-R’) : R-O-R’. A nomenclatura mais utilizada dá nome aos radicais presos ao oxigênio, precedido da palavra éter. Página 7 file:///C|/html_10emtudo/Quimica/Quimica_html_total.htm (23 of 46) [05/10/2001 23:39:27] Matérias > Química > Tabela Periódica Matérias > Química > Orgânica > Funções ÉSTERES: São derivados dos ácidos carboxílicos pela substituição do hidrogênio da carboxila (R-COOH) por um radical R’: R-COO-R’. Dá-se a terminação oato à parte que provém do ácido e ila ao radical que substitui o hidrogênio. Página 8 Matérias > Química > Orgânica > Funções AMINAS: São derivados da amônia (NH3) obtidos pela substituição de um, dois ou dos três hidrogênios da amônia por radicais. Obtém-se, dessa maneira, aminas primárias, secundárias e terciárias, respectivamente. Nomeia-se cada radical preso ao nitrogênio, em ordem de tamanho e ramificação crescente, seguido da terminação amina: Nos exemplos acima, metilamina e fenilamina são aminas primárias, propil-isopropilamina é secundária e dimetil-etilamina, terciária. file:///C|/html_10emtudo/Quimica/Quimica_html_total.htm (24 of 46) [05/10/2001 23:39:27] Matérias > Química > Tabela Periódica Página 1 Matérias > Química > Orgânica > Isomeria ISOMERIA É quando vários compostos orgânicos apresentam a mesma fórmula molecular. Exemplo: C4H8 podemos escrever CH3 - CH2 -CH = CH2 1-buteno H3C - HC = CH -CH3 2-buteno Página 2 Matérias > Química > Orgânica > Isomeria O quadro abaixo nos auxilia muito: file:///C|/html_10emtudo/Quimica/Quimica_html_total.htm (25 of 46) [05/10/2001 23:39:27] Matérias > Química > Tabela Periódica Página 1 Matérias > Química > Orgânica > Reações Orgânicas REAÇÕES ORGÂNICAS Substituição em alcanos O hidrogênio substituido segue a ordem: 1º Hidrogênio de carbono terceário depois de carbono secundário e por último hidrogênio de carbono primário. Adição em alcenos Ocorre a quebra da ligação pi e o cloro é adicionado completando a tetravalência de cada carbono. file:///C|/html_10emtudo/Quimica/Quimica_html_total.htm (26 of 46) [05/10/2001 23:39:27] Matérias > Química > Tabela Periódica regra de Markownikoff: Nas reações de adição de H - A adicione o H ao carbono mais hidrogenado da dupla. Página 2 Matérias > Química > Orgânica > Reações Orgânicas Ozonólise em alcenos Oxidação enérgica em alcenos Desidratação de álcool: aquecimento em presença de ácido sulfúrico concentrado. Oxidação de álcool: [O] obtido à partir de KMnO4 em meio ácido. Esterificação: A REAÇÃO ORGÂNICA MAIS IMPORTANTE PARA O VESTIBULAR!!!! Página 1 Matérias > Química > Equilíbrio Químico > Constante de equilíbrio file:///C|/html_10emtudo/Quimica/Quimica_html_total.htm (27 of 46) [05/10/2001 23:39:27] Matérias > Química > Tabela Periódica Constante de equilíbrio Para a reação reversível genérica: 1 - Reação direta 2 - Reação inversa Onde x, y, z, e t são os coeficientes que balanceiam a equação. A constante de equilíbrio é representada por Keq ou Kc , por ser expressa em termos de concentrações molares. Escrevemos então: Página 2 Matérias > Química > Equilíbrio Químico > Constante de equilíbrio GRÁFICOS Se no início tivermos apenas os componentes da esquerda ( A e B ) v1 é máxima no início, enquanto que v2 é zero. No equilíbrio, são iguais, então: A partir do tempo T o equilíbrio foi atingido. No equilíbrio, as concentrações serão constantes mas não necessariamente iguais. Para uma reação genérica A + 2B 2C file:///C|/html_10emtudo/Quimica/Quimica_html_total.htm (28 of 46) [05/10/2001 23:39:27] Matérias > Química > Tabela Periódica A constante de equilíbrio no exemplo acima será: Observe que após 15 segundos as concentrações ficaram constantes ou seja a partir deste instante a reação está em equilíbrio. Página 1 Matérias > Química > Equilíbrio Químico > Deslocamento de equilíbrio DESLOCAMENTO DE EQUILÍBRIO PRINCÍPIO DE LE CHATELIER Usando este princípio, podemos prever o que ocorre com um sistema em equilíbrio quando um fator age sobre este : Quando um fator age num equilíbrio, este se desloca no sentido de anular esse fator. FATORES QUE DESLOCAM O EQUILÍBRIO CONCENTRAÇÃO Ao adicionarmos um componente A genérico, o sistema se desloca no sentido de retirar A. Ao retirarmos um componente A genérico, o sistema se desloca no sentido de formar A. TEMPERATURA O aumento da temperatura desloca o equilíbrio no sentido endotérmico. Isto quer dizer, ao adicionarmos calor a um sistema, este se desloca no sentido da retirada de calor A diminuição da temperatura desloca o equilíbrio no sentido exotérmico. Isto quer dizer, ao retirarmos calor de um sistema, este se desloca no sentido de liberar calor Página 2 file:///C|/html_10emtudo/Quimica/Quimica_html_total.htm (29 of 46) [05/10/2001 23:39:27] Matérias > Química > Tabela Periódica Matérias > Química > Equilíbrio Químico > Deslocamento de equilíbrio PRESSÃO A pressão pode agir quando há, no mínimo, um componente em gasoso equilíbrio. O aumento da pressão desloca o equilíbrio no sentido da contração do sistema. (menor volume) A diminuição da pressão desloca o equilíbrio no sentido da expansão do sistema. (maior volume) Para determinar o sentido da expansão, ou contração, devemos lembrar que o volume ocupado por um gás é proporcional ao número de mols : Página 1 Matérias > Química > Equilíbrio Químico > Constante de ionização CONSTANTE DE IONIZAÇÃO EQUILÍBRIO IÔNICO No caso do ácido ou base sempre vamos encontrar moléculas não ionizadas (ou dissociadas) em número considerável. Para a reação : , A constante de equilíbrio será: O equilíbrio iônico, pode ser chamada de Ki ou, ainda, Ka ou Kb , respectivamente para ácidos ou bases. Para ácidos com mesma molaridade, quanto maior é a constante, maior é a concentração de H+ e mais forte é o ácido. Página 2 Matérias > Química > Equilíbrio Químico > Constante de ionização file:///C|/html_10emtudo/Quimica/Quimica_html_total.htm (30 of 46) [05/10/2001 23:39:27] Matérias > Química > Tabela Periódica GRAU DE IONIZAÇÃO, OU DISSOCIAÇÃO( ) Ácidos (ou bases) mais fortes possuem maior grau de ionização (ou dissociação), para soluções de mesma molaridade. EQUAÇÃO DE OSTWALD Para um ácido, ou base, a constante de ionização (Ki) relaciona-se com a molaridade (m) e o grau de ionização, ou dissociação , assim : Para ácidos e bases com Para ácidos e bases fracas o 1– 5% é menor que 5% logo ~1 Para estes casos temos Ki = 2. m Página 1 Matérias > Química > Equilíbrio Químico > pH e pOH pH e pOH Equílibrio iônico na água PRODUTO IÔNICO DA ÁGUA :(KW) KW = [H+] . [OH-] = 10-14 A 25ºC pH e pOH : pH = -log [ H+ ] e pOH = -log [ OH-] a 25ºC à pH + pOH = 14 TIPO DE SOLUÇÃO [ H+ ] [OH-] pH pOH NEUTRA 10-7 10-7 7 7 ÁCIDA >10-7 <10-7 <7 >7 BÁSICA <10-7 >10-7 >7 <7 ESCALA DE pH a 25ºC file:///C|/html_10emtudo/Quimica/Quimica_html_total.htm (31 of 46) [05/10/2001 23:39:27] Matérias > Química > Tabela Periódica Página 1 Matérias > Química > Massa Atômica / Molecular e Mol > Mol MOL Segundo a IUPAC, mol é o número de átomos que existem em 12g de carbono, isótopo 12. Esse número é 6,02 . 1023 A menos que a questão de vestibular estabeleça o contrário, vamos usá-lo como 6,0 x 1023. MASSA MOLAR É a massa de 1 mol (6,0 x 1023 ) de átomos, moléculas, íons-fórmula etc. A massa molar dos átomos de um elemento, por exemplo, é a massa atômica expressa em gramas. Essa massa já foi denominada átomo-grama. Exemplos: ELEMENTO MASSA ATÔMICA MASSA MOLAR Nº DE ÁTOMOS Hidrogênio 1,008u 1,008 g/mol 6 . 1023 Oxigênio 16,00 u 16,00 g/mol 6 . 1023 Enxofre 32,06 u 32,06 g/mol 6 . 1023 Para resolução de exercícios podemos, então, fazer a relação: Exemplo: O número de átomos de ferro (Fe = 55,847 ou 56, aproximado) em 2,3 g desse metal é: 1 mol de átomos ---------- 6 . 1023 átomos --------- 56 g x átomos -------------- 2,3 g x = 2,46 . 1022 átomos de ferro 6,02 . 1023 também é denominado número de Avogadro. Página 2 Matérias > Química > Massa Atômica / Molecular e Mol > Mol file:///C|/html_10emtudo/Quimica/Quimica_html_total.htm (32 of 46) [05/10/2001 23:39:28] Matérias > Química > Tabela Periódica PARA SUBSTÂNCIAS A massa molar, será a massa de 1 mol (6,0 x 1023) de moléculas, íons-fórmula, etc. A massa molar das moléculas de uma substância, por exemplo, é a massa molecular expressa em gramas. Essa massa já foi denominada molécula-grama. Exemplos: Substância Massa Molecular Massa Molar Nº de Moléculas Água 18u 18 g/mol 6,0 x 1023 Gás carbônico 44u 44 g/mol 6,0 x 1023 Podemos dizer, ainda, que 1 mol de uma substância gasosa ocupa nas CNTP (Condições Normais de Temperatura e Pressão) o volume aproximado de 22,4 L. Resumindo: Se quisermos o número de mols de 22 g de CO2 (C = 12, O = 16), por exemplo: 1 mol de moléculas ------- 6 . 1023 moléculas ------ 44 g ------ 22,4L (CNTP) x --------------------------------------------------- 22 g x = 0,5 mol Ou seja: 3 . 1023 moléculas de CO2 Ou 11,2 L de CO2 nas CNTP Página 1 Matérias > Química > Massa Atômica / Molecular e Mol > Fórmulas Quantitativas file:///C|/html_10emtudo/Quimica/Quimica_html_total.htm (33 of 46) [05/10/2001 23:39:28] Matérias > Química > Tabela Periódica Fórmulas Quantitativas Fórmula Molecular: Fornece o número de átomos na molécula. Exemplos: Substância Fórmula molecular Água H2O Benzeno C6H6 Acetileno C2H2 2-Hepteno C7H14 Fórmula Mínima, Empírica ou Estequiométrica: Fornece a proporção dos átomos na molécula. Exemplos: Substância Fórmula mínima Água H2O Benzeno CH Acetileno CH 2-Hepteno CH2 Fórmula Percentual: Mostra a proporção em massa dos elementos que compõe a substância. Exemplo: heptano: C = 85,7%, H = 14,3% Página 1 Matérias > Química > Massa Atômica / Molecular e Mol > Cálculo estequiométrico CÁLCULO ESTEQUIOMÉTRICO LEIS PONDERAIS LEI DE LAVOISIER CONSERVAÇÃO DAS MASSAS Numa reação química a massa que reage é igual a massa produzida. Isto porque há uma conservação no número de átomos, aí surge o balanceamento das equações químicas. Nº de átomos dos reagentes = Nº de átomos dos produtos. LEI DE PROUST Há uma proporção constante entre as massas de reagentes e produtos numa reação. Isto significa que qualquer alteração que se faça em qualquer substância participante da reação, temos que promover a mesma alteração proporcional em todas as outras substâncias desta reação. 1N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g) 1 mol 3 mol 2 mol file:///C|/html_10emtudo/Quimica/Quimica_html_total.htm (34 of 46) [05/10/2001 23:39:28] Matérias > Química > Tabela Periódica 1.28g 3.2g 2.17g (observe a lei de Lavoisier) 1.6.1023 moléculas 3.6.1023 moléculas 2.6.1023 moléculas Página 2 Matérias > Química > Massa Atômica / Molecular e Mol > Cálculo estequiométrico Entre os gases nas mesmas condições de T e P temos a proporção volumétrica 1V 3V 2V OBS: Se for CNTP 1V = 22,4L ou 22,7L Se quisermos saber, por exemplo, o volume de amônia (NH3) produzido (medido nas TPN)a partir de 5,6 g de nitrogênio (N2), fazemos: N = 14 → 1N2 + 3H2 → 2 NH3 1 x 28g 2 x 22,4 L 5,6g X => X = 8,96 L Página 1 Matérias > Química > Soluções SOLUÇÕES São misturas homogêneas. Os componentes são denominados soluto e solvente: SOLUTO SOLVENTE SÓLIDO LÍQUIDO Se ambos os componentes forem líquidos em menor quantidade em maior quantidade Se um componente for a água o outro componente água A massa da solução é a massa do soluto somada à do solvente: msç = mst + msv soluto = st solvente = sv solução = sç file:///C|/html_10emtudo/Quimica/Quimica_html_total.htm (35 of 46) [05/10/2001 23:39:28] Matérias > Química > Tabela Periódica Página 2 Matérias > Química > Soluções CONCENTRAÇÃO DAS SOLUÇÕES TÍTULO ( T ) como msç > mst → T < 1 PORCENTAGEM EM MASSA ( P ) como msç > mst → P < 100% Página 3 Matérias > Química > Soluções CONCENTRAÇÃO EM g/L ( C ) É a massa do soluto em 1L de solução A unidade é g/L MOLARIDADE ( m ) Determina o nº de mols do soluto para 1L de solução com mst = massa do soluto e Mst = massa molar do soluto. É expresso em mol/L ou molar (M) Relação entre a as grandezas : file:///C|/html_10emtudo/Quimica/Quimica_html_total.htm (36 of 46) [05/10/2001 23:39:28] Matérias > Química > Tabela Periódica Página 1 Matérias > Química > Funções químicas > Ácidos de Arrehenius ÁCIDOS DE ARREHENIUS É todo composto molecular que em solução aquosa sofre ionização liberando * Ionização Formação de íons Considerações Importantes Na fórmula estrutural dos ácidos as ligações químicas são covalentes (molecular) ou seja, não há íons, mas quando dissolvemos essa substâncias em água os íons são formados, por isso a solução aquosa de ácido conduz corrente elétrica (eletrólito). O H+ liberado se liga a uma molécula de água formando Portanto numa solução ácida não temos H+ e sim H3O+, mas como nos livros é comum a representação dessas soluções apenas por H+, dizemos: O H+ é uma maneira cômoda de representar o H3O+. A ionização que mostramos como exemplo: Fica corretamente representada por: HA + H2O H3O+ + A- Mas as duas são consideradas corretas. Página 2 Matérias > Química > Funções químicas > Ácidos de Arrehenius file:///C|/html_10emtudo/Quimica/Quimica_html_total.htm (37 of 46) [05/10/2001 23:39:28] Matérias > Química > Tabela Periódica A ionização acontece em etapas, onde em cada etapa ocorre a liberação de um H+ ou seja a formação de um H3O+. Exemplo: Ácido Clorídico (HCl) 1 Hidrogênio ionizável 1 etapa ou H3O+ + Cl- HCl + H2O Ácido Carbônico (H2CO3) 2 Hidrogênios ionizáveis 2 etapas NUNCA SE ESQUEÇA: Quando aparecer H+, na verdade é o H3O+ Página 3 Matérias > Química > Funções químicas > Ácidos de Arrehenius Nomenclatura Hidrácidos Ácido Nome do elemento + ÍDRICO (ÁCIDOS NÃO OXIGENADOS) Exemplo: HCl : ác. clorídrico. HF : ác. fluorídrico. H2S : ác. sulfídrico. HCN : ác.cianídrico. Oxácidos ácidos oxigenados A grande maioria dos ácidos apresentam oxigênio. Temos alguns caminhos para a nomenclatura desses ácidos, vamos agora por um deles. Página 4 file:///C|/html_10emtudo/Quimica/Quimica_html_total.htm (38 of 46) [05/10/2001 23:39:28] Matérias > Química > Tabela Periódica Matérias > Química > Funções químicas > Ácidos de Arrehenius TABELA DE ÁCIDOS PADRÃO NOME: Ácido Elemento central + ICO Elemento Central Padrão Nome Cl, Br, I H Cl O3 Ácido Clórico S, Se, Te H2 S O4 Ácido Sulfúrico P, As, Sb H3 P O4 Ácido Fosfórico B H3 B O3 Ácido Bórico C H2 C O3 Ácido Carbônico N H N O3 Ácido Nítrico 1ª REGRA Ácido padrão com um átomo de oxigênio a menos Ácido Elemento central + oso Exemplo: H2SO3 Ácido sulforoso (Veja na tabela que o ácido padrão para o enxofre é H2SO4) 2ª REGRA Ácido padrão com dois átomos de oxigênio a menos Ácido H3PO2 Hipo + elemento central + oso Ácido Hipofosforoso (o ácido padrão para o fósforo é o H3PO4) 3ª REGRA Ácido padrão com um átomo de oxigênio a mais Ácido HClO4 Per + elemento central + ico Ácido Perclórico (Padrão para o cloro é HClO3) Ácidos "orto" Este prefixo não altera a fórmula do ácido, apenas indica que é possível retirar água. Ácido ortofosfórico = Ácido Fosfórico H3PO4 Ácidos "meta" file:///C|/html_10emtudo/Quimica/Quimica_html_total.htm (39 of 46) [05/10/2001 23:39:28] Matérias > Química > Tabela Periódica Página 5 Matérias > Química > Funções químicas > Ácidos de Arrehenius Este prefixo indica que foi retirado uma molécula de água de uma molécula do ácido. 1 (ácido) –1 H2O Ácido metafosfórico HPO3 Ácidos "piro" Este prefixo indica que foi retirado uma molécula de água de duas moléculas do ácido. 2 (ácido) –1 H2O Ácido Pirofosfórico H4P2O7 2.(H3PO4) Página 1 Matérias > Química > Funções químicas > Bases de Arrehenius Bases de Arrehenius São compostos iônicos que em solução aquosa liberam OH- (Hidróxido ou Hidroxila) B(OH)x Bx+ + XOH- Como as bases são compostos iônicos, quando dissolvidos em água os íons separam-se, este processo é chamado de dissociação iônica. Veja algumas dissociações: NaOH → Na+ + OHCa(OH)2 → Ca2+ + 2OH- Na verdade temos bases iônicas e moleculares. As mais importantes, portanto as que nos interessam são as iônicas. Bases - Formulação Para encontrar a fórmula de uma base, considera-se que os ânions OH - devem anular as cargas do cátion. Exemplos: file:///C|/html_10emtudo/Quimica/Quimica_html_total.htm (40 of 46) [05/10/2001 23:39:28] Matérias > Química > Tabela Periódica Cátions mais importantes NH4+, Ag, 1A → + 1 Cd, Zn, 2A → + 2 Valência Fixa Al → + 3 Página 2 Matérias > Química > Funções químicas > Bases de Arrehenius Carga Variável METAL VALÊNCIA Cu, Hg + 1 ou + 2 Fe, Co, Ni + 2 ou + 3 Au + 1 ou + 3 Sn, Pb, Mn, Pt + 2 ou + 4 Nomenclatura Hidróxido de _________ - acrescentando-se o nome do cátion a seguir. Exemplos: NaOH - hidróxido de sódio. Ca(OH)2 - hidróxido de cálcio. Al(OH)3 - hidróxido de alumínio. NH4OH - hidróxido de amônio. Para cátions com mais de uma valência, especifica-se esta em algarismos romanos ou usa-se as terminações: ______oso : para o de menor valência. ______ico : para o de maior valência. Exemplos: - hidróxido de ferro II ou hidróxido ferroso - hidróxido de ferro III ou hidróxido férrico file:///C|/html_10emtudo/Quimica/Quimica_html_total.htm (41 of 46) [05/10/2001 23:39:28] Matérias > Química > Tabela Periódica Página 3 Matérias > Química > Funções químicas > Bases de Arrehenius Química Aplicada NaOH - hidróxido de sódio: Uma das substâncias consumidas em maior quantidade no mundo todo. É utilizada em limpeza doméstica pesada, para fabricar sabão etc. Nome usual: soda cáustica. Mg(OH)2 - hidróxido de magnésio: Em suspensão aquosa é comercializada como leite-de-magnésia, um antiácido estomacal e laxante suave. Al(OH)3 - hidróxido de alumínio: É utilizado em medicamentos anti-ácidos. NH4OH - hidróxido de amônio: É o amoníaco. Usado em limpeza doméstica e na produção de fertilizantes. É uma base que se decompõe, liberando o gás amônia (NH3 ) NH4OH → NH3 + H2O Página 1 Matérias > Química > Funções químicas > Sais SAIS São produtos, ao lado da água, da reação de ácidos com bases. Esta é denominada reação de salificação ou neutralização: ÁCIDO + BASE → SAL + ÁGUA Exemplos: HCl + NaOH → NaCl + H2O H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O 3H2SO4 + 2Al(OH)3 → Al2(SO4)3 + 6H2O Página 2 Matérias > Química > Funções químicas > Sais file:///C|/html_10emtudo/Quimica/Quimica_html_total.htm (42 of 46) [05/10/2001 23:39:28] Matérias > Química > Tabela Periódica NOMENCLATURA DOS SAIS O ânion do sal é sempre proveniente do ácido, e para determinar seu nome basta fazer a troca de sufixo com o ácido de origem de acordo com o quadro: ÁCIDO ÂNION ídrico eto ico ato oso ito Exemplos: NaCl : cloreto de sódio ( do HCl: ác.clorídrico ) CaSO4 : sulfato de cálcio ( do H2SO4 : ácido sulfúrico ) NH4NO3 : nitrato de amônio ( do HNO3 : ácido nítrico ) Fe3(PO4)2 : fosfato de ferro II ( H3PO4 : ácido fosfórico) DISSOCIAÇÃO DOS SAIS Sais dissociam-se em água liberando cátions e ânions. Exemplos: NaCl → Na+ + ClNa2SO4 → 2Na+ + SO42- Página 1 Matérias > Química > Funções químicas > Óxidos file:///C|/html_10emtudo/Quimica/Quimica_html_total.htm (43 of 46) [05/10/2001 23:39:28] Matérias > Química > Tabela Periódica ÓXIDOS Óxidos são compostos binários onde o elemento mais eletronegativo (da direita) é o oxigênio. ExOy a) Óxidos iônicos: São formados pelo ânion óxido (O2-) e um cátion de metal. b) Óxidos covalentes: São formados por um não-metal e o oxigênio. NOMENCLATURA E FORMULAÇÃO Para encontrar a fórmula de um óxido iônico, levamos em conta que a carga dos cátions deve anular a carga dos ânions O2-, Para a nomenclatura, o mais usual é: óxido + nome do cátion: Na2O : óxido de sódio CaO : óxido de cálcio Al2O3 : óxido de alumínio Fe2O3 : óxido de ferro III ( ou férrico) A nomenclatura dos óxidos covalentes é feita usando-se os prefixos mono, di, tri, tetra ... para indicar o número de oxigênios e de átomos do elemento que o acompanha. O prefixo mono no segundo elemento é opcional. Cada elemento pode formar diversos óxidos: NO: monóxido de (mono)nitrogênio. NO2: dióxido de nitrogênio. N2O: monóxido de dinitrogênio. N2O3 : trióxido de dinitrogênio. N2O5 : pentóxido de dinitrogênio. Página 2 Matérias > Química > Funções químicas > Óxidos QUÍMICA APLICADA CaO : É comercializada como cal virgem. Usada no preparo de argamassa e em pintura. Fe2O3 : É a hematita. Um importante minério de ferro. Al2O3 . 2H2O : É a bauxita. Um minério do alumínio. SiO2 : Constitui o quartzo, é a maior parte da areia. CO2: É o gás carbônico. Liberado na respiração e em combustões. Provoca o "efeito estufa" na atmosfera porque impede o calor de abandonar a Terra. CO: O monóxido de carbono é um importante poluente liberado pelos motores de combustão, principalmente a gasolina. Reage com a hemoglobina do sangue. Chuva ácida: A chuva é naturalmente ácida porque o CO2 reage com a água produzindo ácido carbônico, um ácido muito fraco. Em locais poluídos com SO2 , SO3 e NO2 , estes reagem com a água da chuva file:///C|/html_10emtudo/Quimica/Quimica_html_total.htm (44 of 46) [05/10/2001 23:39:28] Matérias > Química > Tabela Periódica produzindo ácidos fortes como H2SO4 e HNO3 . Página 1 Matérias > Química > Termoquímica > Entalpia- Calor de reação Entalpia - calor de reação I. Transformação ENDOTÉRMICA : ∆H > 0 → Representa um ganho de energia pelo sistema, ou HP > HR. Graficamente: Podemos representar a variação da entalpia (∆H) de uma reação endotérmica através da equação da reação. Por exemplo: 2NH3(g) → N2(g) + 3H2(g) ∆H = +22kcal ou 2NH3(g) → N2(g) + 3H2(g) -22kcal Página 2 Matérias > Química > Termoquímica > Entalpia- Calor de reação file:///C|/html_10emtudo/Quimica/Quimica_html_total.htm (45 of 46) [05/10/2001 23:39:28] Matérias > Química > Tabela Periódica II. Transformação EXOTÉRMICA : ∆H < 0 - Representa uma perda de energia pelo sistema, ou HP < HR. Graficamente: representando um exemplo através da equação: Cgraf + O2(g) → CO2(g) ∆H = -94kcal ou Cgraf + O2(g) → CO2(g) + 94kcal file:///C|/html_10emtudo/Quimica/Quimica_html_total.htm (46 of 46) [05/10/2001 23:39:28]