Apresentação do PowerPoint

Introdução à Química
Sumário
01 Introdução a Química
02 Estrutura da Matéria
03 Átomo
04
05
06
07
08
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Luciana Melo Almeida
Introdução à Química
Você acorda e vai escovar os dentes com:
• Monofluorfosfato de cálcio
• Carbonato de cálcio
• Sorbitol
• Lauril sulfato de sódio
• Etc.
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Introdução à Química
Você entra no banho e utiliza sabonete...
• Seboato de sódio
• Palmitato de sódio
• Glicerina
Se lavar a cabeça:
• Lauril éter sulfato de sódio
• Pantenol
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Luciana Melo Almeida
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Estrutura da Matéria
Grécia Antiga: Existiam apenas quatro elementos ÁGUA, TERRA, AR e FOGO.
Aristóteles (384 a.C à 322 a.C): acreditava que cada elemento
resultava da combinação de duas qualidades, quente, frio, úmido e
seco. (3)
“ O que acontece quando quebramos uma porção de matéria em pedaços
cada vez menores?”
Leucipo (≈ 500 a.C): acreditava que a matéria podia ser dividida
até chegar a uma pequena partícula indivisível chamada de
ÁTOMO (A = NÃO; TOMO = PARTE) Princípio da
Descontinuidade.
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Estrutura da Matéria
Alquimia: Grécia até 1100 d.C. Transmutação – conversão de um elemento em outro,
por exemplo: converter chumbo em ouro.
Cientista Inglês John Dalton (1803) : A matéria é constituída de
átomos.
Hipótese Atômica:
1- Todos a matéria é composta de partículas
fundamentais, os átomos;
2- Os átomos são permanentes e indivisíveis, não podem ser criados nem destruídos;
3- Todos os átomos de um certo elemento são idênticos em todas as suas propriedades
e átomos de elementos diferentes tem propriedades diferentes;
4- Uma alteração química consiste em uma combinação, separação ou rearranjo de
átomos;
5- Os compostos são constituídos de átomos e elementos diferentes em proporções
fixas;
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Dalton
.
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Dalton
• Modelo “Bola de bilhar”
• Esfera maciça indestrutível
• Esfera homogênea
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Thomson
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Thomson
• Modelo “pudim de passas”
• Descobriu o elétron.
• Tubos de raios catódicos.
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Rutherford
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Rutherford
• Modelo “Planetário”
• Descobriu o núcleo.
• Átomo imenso vazio.
• Núcleo 10.000 x menor
que o átomo.
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Resumo
Dalton
• Homogênea
• “Bola de bilhar”
Thomson
• “Bola de bilhar”
• Indestrutível
• “Pudim de passas”
• Tubos de raios catódicos
• Descobriu o elétron.
• “Planetário”
Rutherford
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• Descobriu o núcleo
• Átomo imenso vazio
• Núcleo 10.000 x menor que o átomo
Falhas no modelo planetário
Uma carga negativa, colocada em movimento ao redor de
uma carga positiva estacionária, adquire movimento
espiralado, em sua direção, acabando por colidir com ela.
Essa carga em movimento perde energia, emitindo
radiação. O modelo planetário de Rutherford, em seu
estado normal, não emite radiação.
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Estrutura da Matéria
O conceito do átomo foi originado pelos gregos, dando a esta partícula o
nome átomo, que em grego significa “indivisível”. O nome foi bem aceito até
o início do século XX, quando Einstein conseguiu mostrar que era possível
partir um átomo e obter uma grande quantidade de energia, que pode ser muito
útil por exemplo no fornecimento de energia elétrica a uma grande cidade, ou
então nefasta, quando utilizada em bombas atômicas.
A ideia inicial dos gregos era de um átomo rígido e sólido. No entanto, já
no século XIX, vários físicos e químicos tentavam explicar o átomo como
sendo constituído por outras partículas ainda menores, como os
prótons, elétrons e
nêutrons.
No final da década de 1930, foram descobertas partículas ainda menores,
entre elas as denominadas múons, píons e káons. Hoje em dia, existe um
número tão grande de partículas que nem o alfabeto grego foi suficiente para a
denominação de todas elas. Desta forma, tais partículas são simplesmente
associadas a números.
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Toda a matéria é constituída de átomos...
Sua constituição…
Núcleo - região constituída basicamente por dois tipos de partículas.
-Prótons (apresentam massa e dotadas de carga elétrica positiva).
-Nêutrons (apresentam massa praticamente igual a do prótons e
possuem carga elétrica nula).
Eletrosfera - região constituída pelos elétrons.
-Elétrons são partículas que apresentam massa extremamente reduzida,
dotadas de carga elétrica negativa e de valor absoluto igual a dos
prótons.
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Estrutura da Matéria
Uma característica importante do núcleo é que ele determina o tipo químico do
elemento que representa, por causa do número de prótons que contém.
O hidrogênio (símbolo químico, H) é o mais leve e o mais simples de todos os
elementos químicos, e é também de longe o elemento mais abundante no
universo. O núcleo dum átomo de hidrogénio consiste de um só próton e de um
só nêutron.
Hélio (símbolo químico, He) é o próximo elemento mais leve, e o segundo mais
abundante, constituindo mais que 25% da matéria no universo. Um núcleo
normal de hélio contém dois prótons e dois nêutrons. Por ele ter dois prótons
tem que ter dois elétrons orbitando na nuvem à volta do núcleo para estar
eletricamente neutro.
Os núcleos mais pesados, como o do ferro ou do urânio, contém mais nêutrons
que prótons, mas o número de elétrons tem que ser sempre igual ao número de
prótons para o átomo estar eletricamente neutro.
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Partículas fundamentais do Átomo
partícula
próton
nêutron
elétron
carga relativa
+1
0
-1
massa relativa
1
1
1/1836
Todo o átomo é eletricamente neutro, ou seja, o número de prótons é igual ao
número de elétrons.
É possível, porém, eletrizar um corpo...
Se o número de elétrons for maior que o número de prótons dizemos que o
corpo estará carregado negativamente; se o número de elétrons for menor que o
número de prótons dizemos que o corpo estará eletrizado positivamente.
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Elementos Químicos
• Os átomos são diferentes uns dos outros devido as quantidades destas
partículas nele existentes. O elementos químico Hidrogênio, por exemplo,
possui apenas um próton e um elétron em sua órbita. Já os átomos do
elemento metálico ferro possuem 26 prótons, 30 nêutrons (em média)
formando o seu núcleo, e 26 elétrons divididos em 4 camadas na eletrosfera
• Número Atômico (Z): é a quantidade de prótons que existe no núcleo do
átomo, pois deles dependem os elétrons e o número de camadas que o átomo
terá. Pode-se representar o Número Atômico (Z) por um número abaixo e a
esquerda do símbolo do elemento.
• Massa Atômica (A): é a massa total do átomo, ou seja, a soma dos prótons e
dos nêutrons. Representamos a Massa Atômica (A) por um número acima e
a esquerda do símbolo do elemento. No caso do ferro será A = 26 prótons +
30 nêutrons = 56.
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Curiosidade
• A despeito de seu minúsculo tamanho, o átomo é uma complexa
combinação de componentes ainda menores. O diâmetro de um átomo é da
ordem de 10-8 cm, enquanto que o de seu núcleo é de cerca de 10-12 cm.
Algo equivalente a comparação entre os tamanhos de uma formiga e do
Maracanã.
• Essencialmente o átomo consiste de um núcleo, em torno do qual há uma
região dita eletrosfera. O átomo contém um núcleo composto por prótons e
nêutrons, com elétrons girando ao seu redor. Numa simples gota d'água,
existem cerca de
6.000.000.000.000.000.000.000 de átomos. 6.1021átomos
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Átomo
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Átomo
Número atômico ( Z ): é o numero de prótons de um átomo.
Z=P
Número de massa (A ): é a soma de prótons e nêutrons de um átomo. A = p + n
Através de Z e A pode-se determinar o numero de partículas fundamentais do
átomo, levando em conta que:
Num átomo neutro, isolado o numero de elétrons é igual ao numero de prótons,
logo é p = e = Z.
O numero de nêutron ( n ) é igual ao numero de massa ( A ) menos o numero de
prótons ( p ), ou:
n =A- p
ou n = A - Z
Resumindo…
p=e
e=p
n =A – p ou n = A – Z
Z=e
A = p + n ou A = Z + n
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Átomo
Átomo neutro – Aquele em que o número de prótons é igual ao número de elétrons.
Exemplo: 11Na23 e
8O
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Íon: espécie química cujo número de prótons é diferente do número de elétrons.
Cátions: formados por retiradas de um ou mais elétrons da eletrosfera de um átomo:
íon carregado positivamente.
Exemplos:
1+ = perdeu 1 elétron
11Na
Ânions: formados quando adicionamos um ou mais elétrons à eletrosfera de um
átomo:
íon carregado negativamente.
Exemplos:
8O
2-
= ganhou 2 elétrons
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117Cl
= ganhou 1 elétron
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Distribuição Eletrônica
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Distribuição Eletrônica
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Distribuição Eletrônica
Partículas Fundamentais
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Elemento Químico
Nº DE MASSA
ÁTOMO P = e-
A=P+N
ÍON
CARGA =
ZERO
CÁTIO
N
ÂNION
Nº ATÔMICO
Z=P
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Nº DE ÁTOMOS
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Exemplos
átomo neutro:
40
0
Ca
20
Z=
P=
E=
N=
A=
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20
20
20
20
40
íon:
40
20
Ca
Z=
P=
E=
N=
A=
20
20
18
20
40
2+
Isoátomos
Isótopos
São átomos com o mesmo número de prótons e diferentes números de
massa.
1
H
1
Prótio
2
D
1
Deutério
3
T
1
Trítio
Isóbaros
São átomos de elementos químicos diferentes que possuem o mesmo número
de massa.
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40
Ca
20
40
Ar
19
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Isoátomos
Isótonos
São átomos de elementos químicos diferentes que possuem o mesmo
número de nêutrons.
19
F
9
20
Ne
10
Isoeletrônicos
São átomos ou íons com o mesmo número de elétrons.
3N
7
2O
8
10 elétrons
10 elétrons 10 elétrons
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1F
9
0
Ne
1
Na
11
10 elétrons
10 elétrons
10
+
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Diagrama de Pauling
K
0
20Ca = 2
L
8
M
8
N
2
Obs.: o diagrama coloca os subníveis em
ordem crescente de energia.
Linus Pauling ( 1901-1994) –
Prêmio Nobel de Química em
1956 e Nobel da Paz em 1962.
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Diagrama de Pauling
0 =1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6
Fe
26
+ energético
último
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Cuidado!!!
2+ =
2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d4 Errado!!!
Fe
1s
26
2+ = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6
Fe
Certo!!!
26
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Relações entre os Átomos
• Isótopos: Átomos com o mesmo número de prótons no
núcleo, porém, números de massa diferentes.
• Isótopos do elemento oxigênio: 8O16
8O
• Isótopos do elemento potássio: 19K39
19K
17
40
8O
18
19K
41
• Isótopos do elemento hidrogênio:
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Relações entre os Átomos
• ISÓBAROS: Átomos com o mesmo número de massa (A).
• São átomos de diferentes elementos (de números
atômicos diferentes).
Exemplo:
Argônio :
40
Ar
18
Cálcio :
40
Ca
20
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Relações entre os Átomos
ISÓTONOS: Átomos com o mesmo número de nêutrons.
• Exemplo:
Boro:
11 n = 6
B
5
Carbono: 6C12 n = 6
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Relações entre os Átomos
ISOELETRÔNICOS: Elementos químicos diferentes que possuem
a mesma quantidade de elétrons.
• Exemplos:
Magnésio:
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2+ = 10 elétrons
Mg
12
Flúor:
1F
9
Nitrogênio:
3N
7
= 10 elétrons
= 10 elétrons
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Exemplos
 A teoria de Dalton admitia que:
I. Átomos são partículas discretas de matéria que não podem ser divididas
por qualquer processo químico conhecido;
II. Átomos do mesmo elemento químico são semelhantes entre si e têm
mesma massa;
III. Átomos de elementos diferentes têm propriedades diferentes.
a) Somente I é correta.
b) Somente II é correta.
c) Somente III é correta.
d) I, II, III são corretas.
e) I e III são corretas.
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Exercícios
 Indique a alternativa que completa corretamente as lacunas do seguinte
período: “Um elemento químico é representado pelo seu ___________ , é
identificado pelo número de __________ e pode apresentar diferente número
de __________ .”
a) nome – prótons – nêutrons.
b) nome – elétrons – nêutrons.
c) símbolo – elétrons – nêutrons.
d) símbolo – prótons – nêutrons.
e) símbolo – elétrons – nêutrons.

a)
b)
c)
d)
e)
Assinale a afirmativa correta.
O nuclídeo Ar40 possui 18 prótons, 18 elétrons e 20 nêutrons.
Os nuclídeos U238 e U235 são isóbaros.
Os nuclídeos Ar40 e Ca40 são isótopos.
Os nuclídeos B11 e C12 são isótonos.
Os sais solúveis dos elementos da família dos alcalino terrosos formam
facilmente, em solução aquosa, cátions com carga 1+.
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Exercícios
 O átomo constituído de 17 prótons, 18 nêutrons e 17 elétrons, possui
número atômico e número de massa igual a:
a) 17 e 17
b) 17 e 18
c) 18 e 17
d) 17 e 35
e) 35 e 17
 No íon
a)
b)
c)
d)
e)
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32
16
S 2- encontramos:
48 nêutrons.
32 prótons.
16 prótons.
número de massa 16.
32 elétrons.
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Exercícios
 O átomo de um elemento químico possui 83 prótons, 83 elétrons e 126
nêutrons. Qual é, respectivamente, o número atômico e o número de massa
desse átomo?
a) 83 e 209.
b) 83 e 43.
c) 83 e 83.
d) 209 e 83.
e) 43 e 83.
 O íon de 11²³Na+ contém:
a)11 prótons, 11 elétrons e 11 nêutrons.
b)10 prótons, 11 elétrons e 12 nêutrons.
c)23 prótons, 10 elétrons e 12 nêutrons.
d)11 prótons, 10 elétrons e 12 nêutrons.
e)10 prótons, 10 elétrons e 23 nêutrons.
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Exercícios
 Um cátion metálico trivalente tem 76 elétrons e 118 nêutrons. O átomo do
elemento químico, do qual se originou, tem número atômico e número de
massa, respectivamente:
a) 76 e 194.
b) 76 e 197.
c) 79 e 200.
d) 79 e 194.
e) 79 e 197.
 O germânio apresenta número atômico 32 e número de massa 72. Qual das
proposições seguintes é falsa?
a) Cada núcleo de germânio contém 32 prótons.
b) A maioria dos átomos de germânio tem 32 nêutrons.
c) Um átomo de germânio tem 32 elétrons.
d) O núcleo ocupa uma fração muito pequena do volume do átomo de germânio.
e) O núcleo responde por aproximadamente toda a massa do átomo de germânio.
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Exercícios
 Um elemento tem número de massa atômica (3x + 6), onde x é seu número
atômico. O número nêutrons desse elemento será dado por:
a) 2x + 2.
b) 2x + 3.
c) 2x + 6.
d) x + 6.
e) x + 3.
 Considere três átomos A, B e C, sabendo-se que:
I - A, B e C têm números de massa consecutivos;
II - B é isótopo de A, e A, isótono de C;
III - B possui 23 nêutrons, e C, 22 prótons.
Os números atômicos de A e C são, respectivamente,
a) 20 e 22.
b) 21 e 20.
c) 40 e 41.
d) 42 e 40.
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