Resumo de QUÍMICA – apostilas 3 e 4 – 09 de maio de 2017. Apostila 3: Organização da matéria: Modelos atômicos: A composição química de uma substância é determinada pelos átomos que a constitui. A História dos modelos atômicos (representações próximas à realidade): Para Leucipo de Mileto (Grécia – 450-370 a.C.), toda matéria é formada por partículas IDÊNTICAS e INDIVISÍVEIS, chamada átomos. Para Demócrito (Grécia – 460-370 a.C.), a natureza era composta por vazios e átomos, sendo que estes eram ETERNAS e INVARIÁVEIS, uns diferentes dos outros que se misturavam para dar origem à matéria. Para Aristóteles (Grécia – 384-322 a.C.), toda matéria se originava de acordo com os quatro elementos fundamentais: TERRA, FOGO, AR, ÁGUA. Para John Dalton (1803 d.C.), toda matéria era formada por átomos, que eram INDIVÍSIVEIS, ESFÉRICOS, MACIÇOS (lembrem-se da bola de bilhar, dura, redonda e indestrutível). Para John Dalton, os átomos de um mesmo elemento são IGUAIS e átomos de elementos diferentes são DIFERENTES. Para John Joseph Thomson (1904), o átomo seria formado por uma esfera de carga elétrica positiva (núcleo) e tendo, em sua superfície, elétrons incrustados (fixados). Isso provou que o átomos não era divisível, MAS é constituído por partículas MENORES, como PRÓTONS e ELÉTRONS. Seu modelo atômico ficou conhecido como PUDIM DE PASSAS, onde o pudim seria a esfera positiva (núcleo) e as passam seriam os elétrons fixados na superfície do núcleo. Para Ernest Rutherford (1911), os elétrons NÃO estariam fixados na superfície do núcleo, mas estariam GIRANDO ao redor dele, como planetas ao redor do sol (sistema solar). A teoria de Niels BÖHR fundamenta-se em dois postulados: 1º Postulado: Os elétrons estariam divididos em camadas (níveis – K, L, M, N, O, P, Q), ao redor do núcleo. 2º Postulado: Quando os elétrons absorvem mais energia, os elétrons saltam para níveis mais afastados do núcleo, ao voltarem, devolvem energia em forma de luz. Conceitos fundamentais: Núcleo: É constituído por PRÓTONS e NÊUTRONS. Eletrosfera: É constituído por ELÉTRONS. Os prótons e elétrons têm cargas elétricas de mesma intensidade, porém os prótons são POSITIVOS e os elétrons, NEGATIVOS. Como possuem cargas elétricas contrárias, a eletrosfera e o núcleo se atraem, estando estáveis. O que são elementos químicos? Os átomos: Não são todos iguais, variam de acordo com a matéria; São constituídos por partículas menores: PRÓTONS, ELÉTRONS e NÊUTRONS; São formados por um NÚCLEO (P+N) e ELETROSFERA (E); Como os valores de prótons e elétrons são iguais, porém são ao contrário (positivo/negativo), o núcleo e a eletrosfera estão se atraindo, fazendo que o átomo fique neutro. Portanto, podemos dizer que um elemento químico é o CONJUNTO de átomos. Moléculas: Conjunto de dois ou mais átomos. Número atômico e de massa: Número atômico(Z): Quantidade prótons no núcleo. Representado pela letra Z. Massa (A): Massa do núcleo, ou seja, SOMA dos prótons com nêutrons. Exemplo: Se uma substância possui 10 prótons e 8 nêutrons, a massa é de 18. Os Íons: Quando o átomo passa a perder ou ganhar elétrons, ele passa a ser chamado de ÍON. Íon: É o átomo que deixa de ser neutro, pois perde ou ganha elétrons. Quando o ÍON é negativo, ele é chamado de ÂNION, pois ele GANHOU elétrons, portanto ele tem MENOS prótons (por isso o sinal NEGATIVO). Quando o ÍON é positivo, ele é chamado de CÁTION, pois ele PERDEU elétrons, portanto ele tem MAIS prótons (por isso o sinal POSITIVO). Distribuição eletrônica: É a distribuição de elétrons nas camadas (níveis) ao redor do núcleo. Camadas: K – Suporta 2 elétrons. L – Suporta 8 elétrons. M – Suporta 18 elétrons. N – Suporta 32 elétrons. O – Suporta 32 elétrons. P – Suporta 18 elétrons. Q – Suporta 8 elétrons. A distribuição eletrônica pode ser representada de duas maneiras: Ordem geométrica: Apresenta a quantidade de elétrons distribuídos nas camadas. Exemplo: 6𝐶 : K = 2; L = 4. Ordem energética: Apresenta a distribuição em ordem crescente de energia dos níveis. Exemplo: Pelo DIAGRAMA DE LINUS PAULING: Subníveis (Níveis dentro das camadas): S=2 P=6 D = 10 F = 14 Subnível mais energético: É o último Subnível na ordem de energia. Exemplo: 1𝑠 2 2𝑠 2 2𝑝6 3𝑠 2 3𝑝6 𝟒𝒔𝟏 4𝑠1 – Subnível mais energético. Camada de Valência: Exemplo: 1𝑠 2 2𝑠 2 2𝑝6 𝟑𝒔𝟐 𝟑𝒑𝟒 (Subníveis mais energético). Camada (nível): 3. Subnível: p. Elétrons na camada: 4 + 2 = 6. Portanto, podemos concluir que na CAMADA 3 (Camada M – Camada de Valência) há 6 elétrons, sendo que tem 2 no subnível (s) e 4 no subnível (p) Apostila 4: Propriedades interatômicas: IsótoPos: São elementos que possuem a mesma quantidade de PRÓTONS. IsótoNos: São elementos que possuem a mesma quantidade de NÊUTRONS. IsóbAros: São elementos que possuem a mesma massa (A). IsoELETRÔNICOS: São elementos que possuem a mesma quantidade de ELÉTRONS. A tabela periódica: Foi criada como forma de organizar os elementos, já que eram muitos. Então organizaram-nos com base nas SEMELHANÇAS de suas propriedades. Em 1871, originou-se a tabela de Dimitri Mendeleev. Mendeleev organizou os elementos químicos de acordo com a massa atômica (núcleo: Prótons + Nêutrons), de forma crescente. Mais tarde, outros pesquisadores aperfeiçoaram ainda mais a tabela de Mendeleev e a organizaram por NÚMERO ATÔMICO (prótons). Organização da tabela atual: Famílias (grupos) – VERTICAL (DE PÉ): IA, IIA, IIIA, IVA, VA, VIA, VIIA, VIIIA. A família pode ser ENCONTRADA pelo Diagrama de Linus Pauling, já que se o elemento estiver na família IA, ele TERÁ 1 ELÉTRON NA CAMADA DE VALÊNCIA. Se o elemento tiver 6 elétrons na Camada de Valência (CV), ele ESTARÁ NA FAMÍLIA VIA. Portanto, podemos concluir que FAMÍLIA corresponde ao número de ELÉTRONS na CV. Grupo 1 (ou família IA): Metais alcalinos. Grupo 2 (ou família IIA): Metais alcalinos terrosos. Grupo 3 (ou família IIIA): Boro. Grupo 4 (ou família IVA): Carbono. Grupo 5 (ou família VA): Nitrogênio. Grupo 6 (ou família VIA): Calcogênios. Grupo 7 (ou família VIIA): Halogênios. Grupo 8 (ou família VIIIA): Gases nobres. Períodos (linhas) – Horizontal (CAMADAS – deitado): O período também pode ser encontrado pelo Diagrama de Linus Pauling, já que se a Camada de Valência do elemento for 𝟑𝒑𝟔 , significa que ele está na CAMADA DE VALÊNCIA 3, isto é, CAMADA M. Portanto, podemos concluir que PERÍODO corresponde à Camada de Valência do elemento. Retomada: Pelo Diagrama de Linus Pauling, conseguimos descobrir o lugar dos elementos na Tabela Periódica. Exemplo: Caso a CAMADA DE VALÊNCIA de tal elemento seja 2 (Camada L), ele estará na SEGUNDA LINHA. E se esse mesmo elemento tem 5 elétrons na CV (Camada L), ele estará na família VA, já que família corresponde à quantidade de elétrons na Camada de Valência. Portanto, SEGUNDA LINHA e FAMÍLIA VIA.