Átomos, moléculas e íons

Capítulo 2
Átomos, moléculas e íons
O MUNDO SUBMICROSCÓPICO
Equipe:
Frank Santos Oliveira – 17002
André Silveira Turrioni - 16990
Professor: Élcio R. Barrak
Introdução
• O mundo e a química.
• A importância deste
conteúdo.
O Estudo da Química
•
Demócrito (460-370 a.c): Pensava que o mundo material deveria ser
constituído de particulas indivisíveis muito pequenas que eram chamadas
de átomos, o que significa indivisíveis.
•
Platão e Aristóteles: Mais tarde, Platão e Aristotéles formularam a
hipótese de que não poderia haver partículas indivisíveis.
•
John Dalton (1766-1844): No século XVII, a teoria atômica volta a se
fortalecer através das tentativas de cientistas europeus de explicarem as
propriedades dos gases. O famoso cientista Isaac Newon defendia a teoria
atômica. Quando os químicos aprenderam a medir a quantidade de
matéria que reagia com outra para formar uma nova substância, a base da
teoria atômica estava proposta, essa teoria surgiu com John Dalton e seus
4 postulados.
Os 4 postulados de Dalton
1) Cada elemento é composto de partes extremamente pequenas chamada
átomos.
2) Todos os átomos de um dado elemento são idênticos; os átomos de
diferentes elementos são diferentes e têm diferentes propriedades (e
também diferentes massas).
3) Os átomos de um elemento não se convertem em diferentes tipos de
átomos por meio de reações químicas; os átomos não são criados nem
destruídos nas reações químicas.
4) Os compostos são formados quando átomos de mais de um elemento se
combinam; um determinado composto tem sempre o mesmo número
relativo dos mesmos tipos de átomos.
Leis simples de combinação química conhecidas na época
•
Lei da composição constante: Baseada no quarto postulado de Dalton,
afirma que, num dado composto são constantes as espécies e os números
relativos de átomos.
•
Lei da conservação da massa (matéria): Baseada no terceiro postulado de
Dalton afirma que os produtos de uma reação química é igual à massa dos
reagentes iniciais.
•
Lei das proporções múltiplas: Quando dois elementos A e B se combinam,
isso ocorre com uma relação constante de massas com números inteiros e
pequenos.
A descoberta da estrutura atômica
•
Dalton baseou-se em um mundo macrosocópico, por isso não tinha
evidências suficientes em relação à existência do átomo.
•
Com o desenvolvimento dos métodos científicos, o átomo que se supunha
indivisível, mostrou sinais de ser uma partícula mais complexa, hoje já se
conhece vários tipos de partículas subatômicas.
•
O átomo é composto por pequenas partículas eletricamente carregadas;
algumas positivamente e outras negativamente.
•
Em meados dos século XVII, os cientistas começaram a estudar descargas
elétricas através de tubos parcialmente evacuados. Uma alta voltagem
produzia uma certa radiação que foi nomeada de raios catódicos,
justamente por originar-se do elétrodo negativo, o cátodo.
•
Experiências de Millikan e Thomson.
•
Início da radioatividade: Becquerel e Marie Curie.
•
Rutherford (prosseguidor) estudou as características dos raios alfa, beta,
gama e descobriu o núcleo atômico e os prótons.
Experimento de Thomson
Experimento de Millikan
1º Experimento de Rutherford
• Comportamento dos raios alfa, beta e gama:
2º Experimento de Rutherford
Átomo moderno
• Basicamente adotamos uma visão muito simples
de átomo constituído por três partículas subatômicas:
* Prótons
* Elétrons
* Nêutrons
Isótopos, número atômico e número de massa
• Todos os átomos de um elemento têm o mesmo número de prótons
no núcleo.
• O número específico de prótons é diferente para variados
elementos.
• Isótopos: os átomos de um dado elemento cujo número de
nêutrons difere e, conseqüentemente, de massa também, são
chamados isótopos (em específico, nuclídeo).
• Número atômico: É o número de prótons de um átomo.
• Número de massa: É o número total de prótons mais o número
total de nêutrons.
Massa atômica média
• Hoje podemos determinar as massas individuais dos átomos com
uma alto grau de precisão.
• A maioria dos elementos são encontrados na natureza como
mistura de isótopos.
• Para calcular as massas atômicas médias utiliza-se a massa dos
vários isótopos do elemento dado e suas abundâncias relativas.
Ex: carbono
Espectômetro de massa
Tabela Periódica
Moléculas e compostos moleculares
•
•
•
A molécula é a reunião de dois ou mais átomos ligados firmemente entre
si.
Fórmula molecular: fórmula química que indica os tipos efetivos de
átomos em uma molécula.
Fórmula mínima: Número relativo de átomos de cada tipo em uma
molécula.
Exemplos:
Fórmula molecular:
Fórmula mímima:
•
Fórmula estrutural: A fórmula estrutural de uma substância indica sua
composição, mas não mostra como os átomos se unem para formar
moléculas.
Modelos de representação
• Desenho em perspectiva de uma molécula:
• Modelo de bola e palito:
• Modelo de preenchimento do espaço:
Íons e compostos iônicos
Tipos de compostos
• Íons poliatômicos: Esses íons são constituídos de átomos unidos
em uma molécula, mas eles tem carga líquida positiva ou negativa.
• De maneira geral podemos dizer se um composto é iônico
(constituído de íons) ou molecular (formado por moléculas) a partir
de sua composição.
Nomenclatura de compostos inorgânicos
• Os compostos inorgânicos estão agrupados em famílias químicas
segundo a sua estrutura, ou seja, de acordo com determinados
grupos de átomos neles existentes, os quais são responsáveis pelos
seus comportamentos químicos.
• Temos então as seguintes famílias:
- óxidos
- ácidos
- hidróxidos
- sais
- hidretos
• O nome do composto vem em função da família química a que
pertence de acordo com regras de nomenclatura oriundas da IUPAC.
Nomenclatura dos óxidos
• Os óxidos iônicos são formados por íons óxido e íons metálicos
nas devidas proporções estequiométricas, sendo o nome
formado pelo termo óxido seguido do nome do íon metálico
presente.
Exemplos de óxidos:
- Óxido de sódio
- Óxido de magnésio
- Óxido de zinco*
• Os óxidos moleculares são formados por moléculas em que
entra, para além do elemento oxigênio, um elemento não
metálico, tendo o seu nome o termo óxido seguido do nome do
não-metal, acrescentando um prefixo indicativo do número de
átomos de oxigênio ou do não-metal presentes na molécula.
Exemplos de óxidos moleculares:
- Monóxido de carbono*
- Dióxido de carbono
- Dióxido de enxofre
Nomenclatura dos ácidos
Ex:
Nomenclatura dos hidróxidos
• Os hidróxidos são constituídos por íons metálicos (cátions) e
íons hidróxido (ânions), OH-, possuindo as suas soluções aquosas
propriedades básicas ou alcalinas.
• O seu nome forma-se acrescentando ao termo hidróxido o nome
do cátion metálico presente.
• Por definição, base é toda a substância que em solução aquosa
origine íons hidróxido, OH-, embora numa definição mais
abrangente base seja toda a substância que funcione como um
aceitador de prótons.
• Exemplos de hidróxidos:
- Hidróxido de sódio
- Hidróxido de magnésio
Nomenclatura dos sais
• Os sais são compostos iônicos constituídos por cátions, exceto o íon
hidrogênio H+, e por ânions, exceto o íon hidróxido OH-.
• O nome de um sal obtém-se acrescentando ao nome do ânion o
nome do cátion.
• Exemplos de sais:
- Cloreto de potássio
- Nitrato de sódio
- Fluoreto de cálcio
Nomenclatura dos hidretos
•
Os hidretos são compostos que apresentam, alguns natureza iônica,
outros natureza molecular, dependendo da ligação estabelecida entre
os átomos, em função da diferença de eletronegatividade entre eles.
•
Um hidreto iônico caracteriza-se pela presença do íon hidreto, ânion H, acompanhado de um cátion metálico, sendo o seu nome formado
através do acréscimo do nome do cátion metálico presente na
substância ao termo hidreto.
Exemplos de hidretos:
- Hidreto de potássio
- Hidreto de cálcio
• Um hidreto molecular é um hidreto em que a diferença de
electronegatividade entre o átomo de hidrogênio e o átomo
metálico a que se liga determina o estabelecimento de uma
ligação covalente, sendo a fórmula química igual à fórmula
molecular. O nome obtém-se acrescentando o nome do átomo
metálico ao termo hidreto.
• Exemplos:
- Hidreto de lítio*
- Hidreto de berílio
- Hidreto de boro
Compostos Orgânicos
Da química orgânica, a química do carbono.
• PREFIXO + AFIXO + SUFIXO:
• Prefixo: indica o número de átomos de carbono pertencentes à
cadeia principal. Ex:
1C =
2C =
3C =
4C =
5C =
metetpropbutpent-
6C = hex7C = hept8C = oct9C = non10C = dec-
11C = undec12C = dodec13C = tridec15C = pentadec20C = eicos-
• Afixo ou infixo: indica o tipo de ligação entre os carbonos:
todas simples = an
três duplas = trien
duas duplas = dien
uma tripla = in
uma dupla =en
duas triplas = diin
• Sufixo: indica a função química do composto orgânico.
• Hidrocarboneto = -o
Álcool = -ol
Aldeído = -al
Cetona = -ona
Ácido carboxílico: -óico
Amina: -amina
Éter: -óxi
Conclusão
• Em suma, apresentamos a importância da química no cotidiano, as
teorias e idéias de pensadores do mundo antigo ao contemporâneo.
Abordamos alguns experimentos, e reafirmamos que os átomos são
os componentes básicos da matéria, constituída de partículas
subatômicas e de variadas propriedades.
• A tabela periódica foi analisada brevemente e a partir desta análise,
conseguimos obter informações relevantes sobre a mesma.
• Diversas características de compostos iônicos e moleculares foram
citadas, dentre elas sua formulação e o tipo de ligação, junto à
análise, os íons e nomenclaturas de compostos inorgânicos também
receberam ênfase.
• Por fim, elaboramos uma sucinta discussão sobre as nomenclatura
básica da química orgânica.
Fonte Bibliográfica
•
•
•
•
http://profs.ccems.pt/PauloPortugal/CFQ
http://www.vestibular1.com.br/revisao
http://pt.wikipedia.org/wiki
Livro-texto: Química – A Ciência Central,Brown, 9º edição