Tema 15_Partículas químicas - átomos e substâncias
Propaganda
PARTÍCULAS QUÍMICAS – ÁTOMOS E SUBSTÂNCIAS Figura 1 – Representação de moléculas de água Fonte: Fundação Bradesco CONTEÚDOS Átomo Modelo atômico de Dalton Modelo atômico de Rutherford Partículas que constituem um átomo Substâncias simples e composta AMPLIANDO SEUS CONHECIMENTOS Modelos atômicos Você já ouviu falar que a menor parte que constitui a matéria é o átomo. Mas, o que é átomo? Alguém já isolou um átomo? É possível ver o átomo? Mesmo com o avanço tecnológico e tentando usar o microscópio mais moderno, não é possível ver o átomo. Mas então, como se sabe das coisas sobre o átomo? Na tentativa de explicar o mundo que nos rodeia, os cientistas observam o comportamento da matéria, do mundo físico e o explicam a partir da elaboração de modelos. Os modelos não correspondem à forma real, mas eles se aproximam da realidade à medida que são aperfeiçoados. As primeiras ideias sobre átomos foram apresentadas por Dalton, cujo modelo ficou conhecido como modelo da bola de bilhar (1808). Idealizava-se que o átomo era indestrutível, maciço e indivisível. Sobre o átomo, segundo a teoria atômica de Dalton... 1. A matéria é constituída de átomos, que são partículas indivisíveis e indestrutíveis. 2. Todos os átomos de um elemento químico são idênticos em massa e propriedades. Os átomos de diferentes elementos químicos são diferentes em massa e em propriedades. 3. As substâncias são formadas pela combinação de diferentes átomos na proporção de números inteiros e pequenos. 4. As reações químicas evolvem somente combinação, separação e rearranjo dos átomos, não havendo criação e nem destruição deles. As partículas que constituem os átomos Os modelos atômicos foram melhorados, explicando satisfatoriamente o comportamento da matéria. A existência de subpartículas foi sugerida, até chegar no modelo de Rutherford, cientista que propôs um modelo atômico com núcleo, com partículas de carga positiva, chamada de prótons e, em volta dele, na região chamada de eletrosfera (região externa ao núcleo), os elétrons, partículas de carga elétrica negativa. Figura 2 – Modelo atômico de Rutherford Fonte: Fundação Bradesco Os estudos sobre a estrutura do átomo foram progredindo e, percebeu-se que em seu núcleo poderia existir mais do que prótons. Rutherford passou a admitir a existência de partículas com massa semelhante à dos prótons, mas sem carga elétrica. Essas partículas serviriam para diminuir a repulsão entre os prótons, aumentando a estabilidade do núcleo. Durante as experiências realizadas com material radioativo, em 1932, o físico inglês J. Chadwick descobriu as tais partículas e as denominou nêutrons. Figura 3 – Átomo neutro com 5 prótons, 5 elétrons e 6 nêutrons Fonte: Fundação Bradesco Na tabela a seguir, estão apresentadas as principais características das partículas constituintes do átomo. Partículas básicas constituintes dos átomos e algumas de suas características Nome Região do átomo Carga Símbolo Relativa ao próton Massa Coulombs Relativa ao próton g Elétron Eletrosfera E 1 1,6.1019 1/1840 9,11.1028 Próton Núcleo P 1+ 1,6.1019 1 1,67.1024 Nêutron Núcleo n 0 0 1 1,67.1024 De acordo com as informações da tabela, as partículas que possuem cargas são os prótons (cargas positivas) e elétrons (cargas negativas). As cargas positivas e negativas são iguais em valor absoluto e só diferem no sinal. O número total de prótons é igual ao número de elétrons, o átomo é eletricamente neutro. Átomo eletricamente neutro n° prótons = n° elétrons O número de prótons é o número atômico (Z) e identifica um átomo. Átomos, com o mesmo número de prótons, pertencem a um mesmo elemento químico1. A massa do átomo (A) é a soma do número de prótons mais o número de nêutrons. Figura 4 – Quadro resumo da estrutura atômica Fonte: Fundação Bradesco 1 Elemento químico: conjunto de átomos que têm o mesmo número de prótons em seu núcleo. Representa-se o átomo, com seu número atômico e massa, da seguinte forma: Figura 5 – Representação do átomo Fonte: Fundação Bradesco Por exemplo, analisando a representação a seguir, tem-se para o átomo de oxigênio. Massa atômica (A) = 16 Número atômico (Z) = 8 Número de prótons = 8 Número de elétrons = 8 (para o átomo neutro, o n° prótons = n° elétrons) Número de nêutrons = 8, que pode ser determinado da seguinte forma: A=p+n 16 = 8 + n n=8 Agora observe o próximo exemplo. Massa atômica (A) = 12 Número atômico (Z) = 6 Número de prótons = 6 Número de elétrons = 6 Número de nêutrons = 6, que pode ser determinado da seguinte forma: A=p+n 12 = 6 + n n=6 Os átomos não são encontrados livres, a não ser os do grupo dos gases nobres2. Eles se combinam formando as substâncias químicas. 2 Gás nobre: elemento químico estável que não combina com nenhum outro elemento Substâncias químicas As substâncias químicas são constituídas por átomos. Toda matéria é formada por milhares e milhares de átomos, que são invisíveis a olho nu. Retomando as ideias de Dalton, o átomo é a menor partícula que constitui a matéria, ou seja, se fosse possível dividirmos um material infinitas vezes, chegaríamos a uma partícula não mais divisível chamada de átomo. Cada tipo possui propriedades específicas e eles se diferem em tamanho e massa. As substâncias químicas são classificadas de acordo com sua composição. Utilizando-se das ideias de Dalton e representando os átomos por esferas, observe os exemplos. Se, em certo sistema, as substâncias são diferentes entre si, temos uma mistura, e não mais uma substância pura. Os exemplos apresentados trazem a ideia de substâncias a partir da representação dos átomos por esferas. Os materiais são constituídos pela combinação de inúmeras substâncias, que podem ser simples ou compostas. ATIVIDADE 1. Analise as representações do átomo e determine o n° de partículas. I. Átomo de Hélio a) A massa (A): b) O número atômico (Z): c) O número de prótons: d) O número de elétrons: e) O número de nêutrons: Fonte: Fundação Bradesco II. Átomo de Hidrogênio a) A massa (A): b) O número atômico (Z): c) O número de prótons: d) O número de elétrons: e) O número de nêutrons: Fonte: Fundação Bradesco III. Átomo de Berílio a) A massa (A): b) O número atômico (Z): c) O número de prótons: d) O número de elétrons: e) O número de nêutrons: Fonte: Fundação Bradesco 2. Informe o n° de átomos diferentes e quantas substâncias tem em cada sistema. a) N° átomos: ___________________________ N° de substâncias: ____________________________ b) N° átomos: ___________________________ N° de substâncias: ____________________________ c) N° átomos: ___________________________ N° de substâncias: ____________________________ 3. Classifique os sistemas a seguir, em substância pura ou mistura. Para o caso das substâncias puras, identifique se é substância simples ou composta e, para o caso das misturas, descreva os tipos de substâncias que constituem os sistemas. a) ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ b) ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ c) ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ d) ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ LEITURA COMPLEMENTAR As substâncias naturais podem ser classificadas em orgânicas e inorgânicas. As orgânicas são formadas a partir dos arranjos do elemento químico carbono. Por esse motivo, o carbono é a base de todas as formas de vida que conhecemos. Substâncias naturais orgânicas Os açúcares, as proteínas e os lipídios são substâncias orgânicas encontradas nos tecidos vivos. Glicose, sacarose, frutose e lactose, por exemplo, são os açúcares empregados pela indústria alimentícia na fabricação de balas, bombons, biscoitos e bolos. A indústria farmacêutica também os emprega. Na agricultura, utilizam-se fertilizantes, que em sua composição tem a ureia. Embora essa substância possa ser produzida em laboratórios, sua origem é animal. Diariamente, consumimos produtos derivados do leite, alimentos essencialmente orgânicos. A indústria de cosméticos também usa substâncias orgânicas de origem animal e vegetal na fabricação de xampus, óleos, loções, cremes, sabonetes etc. Na composição desses produtos, também entram compostos orgânicos sintéticos, como acontece com os detergentes, os pigmentos aromatizantes etc. As refinarias de petróleo fabricam diversos produtos utilizados pelo homem na vida diária e que também alimentam outras indústrias: Gasolina: usada como combustível de automóveis Gás butano: usado como combustível de fogão Óleo diesel: usado como combustível de motores Óleo lubrificante: usado na limpeza e conservação de máquinas e motores Betume: usado na fabricação de asfalto Substâncias naturais inorgânicas Substâncias inorgânicas são todas as substâncias não-orgânicas, por exemplo, os minerais. A água é uma substância essencial à vida e que está presente nos alimentos, nas células de nosso corpo, nos outros animais e nos vegetais. O sal de cozinha (ou cloreto de sódio) é uma substância inorgânica presente no dia a dia. Extraído da natureza, o sal faz parte de nossa alimentação e, em dose equilibrada, contribui para a manutenção da saúde. Metais obtidos a partir dos minerais, como ferro, cobre e alumínio, são empregados na produção de chapas, barras, utensílios domésticos etc. Para entender como a natureza conseguiu produzir tantas substâncias diferentes, pense na seguinte comparação: Letras do alfabeto Átomos químicos Com essas letras, é possível formar Nosso alfabeto tem 26 letras. um número infinito de palavras diferentes. A natureza tem cerca de uma centena de átomos quimicamente diferentes. Com esses átomos, é possível formar um número infinito de substâncias químicas, moléculas ou de aglomerados iônicos diferentes. REFERÊNCIAS ALMEIDA José Ricardo L.; BERGMAN Nelson; RAMUNNO Franco A. L. Química Geral – Caderno de Atividades. 3. ed: São Paulo: Harbra, 2015. ATKINS Peter; JONES Loretta. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. Porto Alegre: Bookman. 2001. FUNDAÇÃO ROBERTO MARINHO. Novo Telecurso de Química – Teleaula 26. Disponível em: <http://globotv.globo.com/fundacao-roberto- marinho/telecurso/v/telecurso-ensino-medio-quimica-aula-26/1282665/>. Acesso em: 12 maio 2015. 11h25. ISUYAMA Reiko. Novo Telecurso de Química. 2 ed. Rio de Janeiro. Fundação Roberto Marinho, pág. 12-20. 2008. PERUZZO Francisco Miragaia; CANTO Eduardo Leite do. Química na abordagem do cotidiano. Volume único, 3 ed. São Paulo: Moderna, 2007. SOUZA Líria Alves De. Substâncias Naturais Orgânicas e Inorgânicas; Brasil Escola. Disponível em: <http://brasilescola.uol.com.br/quimica/substancias-naturais.htm>. Acesso em: 14 abr. 2016. 15h25min. USBERCO João; SALVADOR Edgar. Conecte química. Volume único, 1 ed., São Paulo: Saraiva, 2014. GABARITO 1. I. Átomo de Hélio a) 4 b) 2 c) 2 d) 2 e) 2 II. Átomo de Hidrogênio a) 1 b) 1 c) 1 d) 1 e) 0 III. Átomo de Berílio a) 8 b) 4 c) 4 d) 4 e) 4 2. a) N° de átomos: 2 N° de substâncias: 2 b) N° de átomos: 2 N° de substâncias: 2 c) N° de átomos: 2 N° de substâncias: 4 3. a) Substância pura composta b) Substância pura simples c) Mistura de três substâncias simples d) Mistura de duas substâncias simples
