ELEMENTO QUÍMICO
AULA 01 : PRINCÍPIOS ELEMENTARES I CONCEITOS BÁSICOS a) Matéria: qualquer substância sólida, líquida ou gasosa que ocupa lugar no espaço e possui massa. b) Corpo: porção limitada da matéria. c) Objeto: Denominação dada ao corpo que, devido à sua forma, se presta a uma determinada função ou uso. Exemplos MATÉRIA ferro barro
CORPO barra de ferro monte de barro
OBJETO prego tijolo
d) Energia: É a capacidade que um dado sistema tem de realizar trabalho, podendo existir sob várias formas, como a energia elétrica produzida por uma reação química(energia química), em uma pilha. PROPRIEDADES DA MATÉRIA a)Propriedades gerais - São as propriedades que se podem observar em qualquer espécie da matéria, tais como impenetrabilidade e divisibilidade. b)Propriedades funcionais - São as propriedades comuns a grupos de substâncias puras, constituindo as funções químicas (grupo de substâncias dotadas de propriedades químicas comuns). As principais funções da Química Inorgânica são: ácidos, bases , sais e óxidos, que serão estudadas mais adiante c)Propriedades específicas - São as propriedades próprias de cada substância pura. Podem ser : c.1)Organolépticas: Referem-se ás propriedades que impressionam os sentidos humanos, como: Odor (olfato), Cor (visão), sabor (paladar). c.2)Físicas: Referem-se aos fenômenos físicos e não provocam alterações na estrutura íntima das substâncias, como: ponto de fusão, densidade, dureza. As mudanças de estado são exemplos de fenômenos físicos: sublimação
SÓLIDO (gelo)
fusão solidificação
LÍQUIDO (água)
vaporização (evaporação) liquefação (condensação)
GÁS OU VAPOR (vapor d'água)
É um conjunto de átomos com as mesmas propriedades (átomos quimicamente iguais). Cada elemento químico possui um símbolo formado pela letra inicial (de fôrma e maiúscula) de seu nome. No caso de elementos com mesma inicial, acrescenta-se a segunda letra (minúscula).Havendo necessidade, acrescenta-se a letra inicial, a terceira, quarta ou quinta letra do nome para evitar confusão, Carbono ® C Cálcio ® Ca Cádmio ® Cd Alguns símbolos são derivados dos seus nomes derivados da língua latina, Antimônio( Stibium) ® Sb Potássio (Kálium) ® K De seu descobridor Tungstênio(Wolfgang) ® W Ou de um país, Polônio ® Po MOLÉCULA Reunião de dois ou mais átomos IGUAIS OU DIFERENTES. As moléculas das substâncias são representadas por fórmulas, através das quais se expressam quais elementos constituem as substâncias e quantos átomos destes elementos participam das moléculas, como H2O , HNO3 , O2 SUBSTÂNCIA PURA Uma substância única, não contaminada. Apresenta composição constante, definida, invariável. Podem ser: a) pura simples, quando formada por um só tipo de átomo como: O2 , S8 , P4 , Cgrafite ,etc Quando um único elemento origina mais de um tipo de substância pura simples, o fenômeno é chamado ALOTROPIA Exemplos: O Oxigênio origina: O2 ( gás oxigênio) e O3 (gás ozônio) O Carbono origina: Cgrafite , Cdiamante e C60(fulereno) O Fósforo origina: Pbranco (venenoso) e Pvermelho(fósforos) pura composta: quando formada por mais de um tipo de átomo como: H2O , NH3 , HCN ,etc As substâncias puras mantém as temperaturas de fusão e ebulição constantes durante as mudanças de estado físico. b)
T(°C) V L+V
Tebulição
(res) sublim ação
c.3)Químicas: Referem-se aos fenômenos químicos e provocam alterações na estrutura íntima das substâncias, como as reações químicas como : combustão(queima) , oxidação(enferrujamento) e decomposição. O ÁTOMO Partícula fundamental na constituição da matéria, formada basicamente por prótons, nêutrons e elétrons. Os prótons e nêutrons formam o núcleo do átomo, ao redor do qual se acham os elétrons.
ELÉTRONS
S+L
Tfusão
L
S tempo
MISTURA É a reunião de duas ou mais substâncias puras em quaisquer proporções, conservando cada substância a sua individualidade. Pode ser: a) Homogênea ou solução: são monofásicas(apresentam um único aspecto visual) como água+etanol. b) Heterogênea : apresentam mais de um aspecto visual, como por exemplo, água+areia , água+ óleo. Abaixo temos o gráfico de um aquecimento de uma mistura, T(ºC)
(PRÓTONS+NÊUTRONS) NÚCLEO
tempo
SECRETARIA DA EDUCAÇÃO
QUÍMICA
1
EXERCÍCIOS DE SALA
EXERCÍCIOS DE CASA
1) De acordo com os conceitos de matéria , corpo e objeto , qual das alternativas abaixo traz esta sequência corretamente? a) ferro, barra de ferro ,prego b) tronco de madeira, apagador, madeira. c) esquadria de alumínio, alumínio, rolo de alumínio d) monte de barro, tijolo, barro e) plástico , caneta , régua
1)(UFPB) Numa proveta graduada contendo 500ml de água (d=1g/cm3), colocou-se uma prótese metálica de massa igual a 112,5g. Observou-se que a prótese imergiu e que o nível da água na proveta passou a ser 525ml. De posse desses dados e considerando a tabela abaixo, Metal Densidade (g/cm3 ) Al 2,7 Ag 10,5 Au 19,3 Pt 21,4 Ti 4,5 é correto afirmar que a prótese em questão é feita de a)platina. d)ouro. b)titânio. e)prata. c)alumínio.
2)(Fatec) Uma barra de certo metal, de massa igual a 37,8g, foi introduzida num cilindro graduado contendo água. O nível da água contida no cilindro, antes (1) e após (2) a imersão da barra metálica é mostrado na figura.
2)A figura a seguir representa o ciclo da água na Terra. Nela estão representados processos naturais que a água sofre em seu ciclo.
Analisando-se a figura, pode-se afirmar que o metal da barra metálica é provavelmente o a) Ag, d = 10,50 g/cm3 d) Mg, d = 1,74 g/m3 b) Al, d = 2,70 g/cm3 e) Pb, d = 11,30 g/cm3 c) Fe, d = 7,87 g/m3 3) (Mackenzie) Assinalar a alternativa correta. a) Liquefação é o nome dado à passagem de sólido para líquido. b) Ocorre sublimação quando as gotas da chuva tocam o asfalto quente. c) Ocorre um fenômeno físico quando a água oxigenada se decompõe na presença da luz (H2O2 H2O + ½ O2) d) O sistema, constituído por dois cubos de gelo em um copo com água, é trifásico. e) Ocorrem reações químicas no processo da digestão dos alimentos. 4)(AMÈRICO)Em qual das alternativas abaixo temos apenas substancias puras simples? a) gás oxigênio , gás carbônico e gás cloro b) alumínio, amônia e ácido muriático(HCl) c) soda cáustica(NaOH) , gás ozônio e metano(CH4) d) água mineral sem gás, ouro-18K e ar atmosférico e) gás nitrogênio, gás Hélio e gás hidrogênio 5) O gráfico representa a curva de resfriamento da água pura à pressão constante de 1 atm.
Assinale verdadeira (V) ou falsa (F) em cada uma das seguintes afirmativas: ( ) O fenômeno que ocorre na região B da curva é a solidificação e há duas fases em equilíbrio. ( ) Na região C da curva, há somente a fase sólida. ( ) Nas regiões B e D da curva, a temperatura permanece constante, característica de substâncias puras ( ) Na região D da curva, coexistem em equilíbrio as fases sólida e líquida. A sequência correta é a) V - V - F - V. b) V - F - V - F. c) V - F - F - F. d) F - V - V V e) F - F - V - V.
SECRETARIA DA EDUCAÇÃO
2
Com base no desenho acima, responda a afirmação correta: a) em 1 temos um fenômeno químico. b) em 3 temos uma sublimação. c) em 4 temos um processo físico, chamado de erosão. d) em 5 e 6 temos um processo químico. e) em 3 temos uma fusão, que é um processo físico 3)O gráfico a seguir, representa o aquecimento de uma amostra.
Baseado nos dados acima, pode-se afirmar que: a) trata-se de uma mistura, pois a temperatura sobe após T2 b) é uma substância pura c) é um fenômeno químico d) só pode ser uma substância pura simples. e) representa o gráfico de uma solução 5)(UFPB)Elementos, compostos e misturas constituem a essência da Química, uma vez que é com estes que se trabalha no laboratório. Face ao exposto, considere os sistemas abaixo: I. óleo-água III. enxofre II. sal dissolvido em água IV. cloreto de sódio É correto afirmar que o(s) sistema(s): a) I e II são monofásicos. b) II e IV são substâncias puras. c) III e IV mudam de estado físico à temperatura constante. d) I e II podem ter seus componentes separados apenas por meio de destilação. e) IV é constituído por uma fase e dois componentes.
01-B
GABARITO 02-C 03-B
04-C
QUÍMICA
2
AULA 02: MÉTODOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS SEPARAÇÃO DE MISTURAS HETEROGÊNEAS a)
SÓLIDO-SÓLIDO
- Catação : separação manual de partículas com diâmetros diferentes como feijão de pedras
d)LÍQUIDO-LÍQUIDO Decantação: separam-se líquidos imiscíveis com densidades diferentes; o líquido mais denso acumula-se na parte inferior do sistema. Em laboratório usa-se o funil de bromo, também conhecido como funil de decantação, ou ainda, funil de separação. Num sistema formado por água e óleo, por exemplo, a água, por ser mais densa, localiza-se na parte inferior do funil e é escoada abrindo-se az torneira de modo controlado
3
- Ventilação: método de separação onde um dos componentes pode ser arrastado por uma corrente de ar, como separar arroz da casca. SEPARAÇÃO DE MISTURAS HOMOGÊNEAS A)SÓLIDO-LÍQUIDO - Evaporação: a mistura é deixada em repouso ou é aquecida até o líquido (componente mais volátil) sofra evaporação. Esse processo apresenta um inconveniente: a perda do componente líquido. - Levigação: a água corrente arrasta o componente menos denso e o mais denso deposita-se no fundo do recipiente, é usada para separar cascalho do ouro na mineração. - Peneiração: também conhecido como tamisação, usada para separar sólidos constituintes de partículas de dimensões diferentes que permita que um dos componentes fique preso nas malhas de uma peneira, separa-se areia grossa de areiam fina em construções, por exemplo.
- Destilação simples: é utilizada quando se deseja separar a substância sólida dissolvida do solvente e não se deseja perder este último, como no processo de evaporação. A mistura é aquecida em uma aparelhagem apropriada, de tal maneira que o componente líquido inicialmente evapora e, a seguir, sofre condensação, sendo recolhido em outro frasco.
- Separação magnética: separa os componentes que são atraídos por um imã daqueles que não apresentam esta propriedade (separação de limalha de ferro da areia).
b)LÍQUIDO-LÍQUIDO b)SÓLIDO-LÍQUIDO - Decantação: a fase sólida, por ser mais densa, sedimenta-se, ou seja, deposita-se no fundo do recipiente, em seguida vira-se lentamente a mistura em um outro frasco, conseguindo assim separar o componente líquido do componente sólido.
- Destilação fracionada: consiste no aquecimento da mistura de líquidos miscíveis (solução), cujos pontos de ebulição (PE) não sejam muito próximos. Os líquidos são separados na medida em que cada um dos seus pontos de ebulição é atingido. Inicialmente é separado o líquido com menor PE; depois, com PE intermediário e assim sucessivamente até o líquido de maior PE. A aparelhagem usada é a mesma de uma destilação simples, com o acréscimo de uma coluna de fracionamento ou retificação.
- Filtração simples: este é um método de separação muito presente no laboratório químico e também no cotidiano, é usado para separar um sólido de um líquido, mesmo que o sólido se apresente em suspensão.
SECRETARIA DA EDUCAÇÃO
QUÍMICA
EXERCÍCIOS DE CASA
EXERCÍCIOS DE SALA 1)(AMÈRICO)Observe os materiais de laboratório abaixo:
(I)
(II)
(III)
(IV)
1)(AMÉRICO)A aparelhagem mais apropriada para separar uma mistura heterogênea bifásica sólido-líquido, é:
(V)
Assinale a afirmação INCORRETA: a) (I) representam respectivamente pipeta graduada e volumétrica b) (II) é uma proveta. c) (III) é um tubo de ensaio d) (IV) é um balão volumétrico e) (V) é um Erlenmeyer
pipeta
2)(UFRN-modificado)Certa quantidade de gasolina foi adicionada a água pura, a figura que representa o processo de separação dessa mistura é:
3)(Mackenzie-modificada) A aparelhagem adequada para a separação de líquidos imiscíveis é mostrada na figura da alternativa:
4)(UFPB) Os processos de destilação são muito usados nas indústrias. Por exemplo, nos engenhos, a fabricação da cachaça é feita destilando-se o caldo fermentado num alambique. Relacione as partes de um alambique (Figura 1) com as peças que constituem um aparelho para destilação simples (Figura 2), representadas abaixo, numerando a segunda coluna de acordo com a primeira.
2) (AMÈRICO) Associe as atividades diárias contidas na primeira coluna com as operações básicas de laboratório e fenômenos contidos na segunda coluna. COLUNA I COLUNA II (1) preparar um cafezinho ( ) sublimação (2) coar nata do leite ( ) diluição (3) adoçar o leite ( ) filtração (4) usar naftalina na gaveta ( ) extração (5) adicionar água no suco ( ) dissolução de limão para ficar mais fraco Os números da segunda coluna, lidos de cima para baixo, são: a) 3, 2, 5, 4, 1 d) 3, 2, 4, 5, 1 b) 1, 3, 4, 5, 2 e) 4, 5, 2, 1, 3 c) 4, 3, 2, 1, 5 3)(UFPB) Nas salinas, para se obter o sal cloreto de sódio separado da água do mar, usa-se a energia do sol e a ação dos ventos. Além do processo de evaporação, utilizado nas salinas para separar este tipo de mistura, pode-se empregar o método de separação esquematizado ao lado. Observando-se o esquema e considerando que uma solução aquosa de cloreto de sódio encontra-se no balão, é correto afirmar:
a) O esquema representado corresponde ao processo de destilação fracionada, pois os dois componentes são líquidos. b) Uma solução aquosa de cloreto de sódio não pode ser separada em seus componentes, pois, é uma mistura homogênea. c) O bico de gás ou bico de Bunsen fornece calor à mistura que evapora e é coletada no erlenmeyer. d) Os vapores d`água formados pelo aquecimento da mistura são resfriados quando passam pelo condensador e coletados como água líquida no Erlenmeyer. e) Não há separação dos componentes da mistura homogênea, porque não há resfriamento dos vapores. 4)(UFPB)O processo de destilação pode ser empregado para separar componentes de uma mistura homogênea, como os presentes em uma água mineral. Para isso, um sistema como o representado abaixo pode ser utilizado. I II III
COLUNA I (1) fornalha (2) Tacho de aquecimento (3) Serpentina de resfriamento (4) Recipiente coletor A sequência numérica correta é a) 4,1,3,2 b) 3,1,2,4 c) 2,4,1,3
( ( ( (
SECRETARIA DA EDUCAÇÃO
COLUNA II ) béquer ) balão de fundo redondo )bico de Bunsen ou de gás ) condensador d) 2,3,1,4 e) 3,4,2,1
Nesse sistema, os materiais numerados por I, II e III são respectivamente denominados de: a) Bico de Bunsen, destilador e béquer. b) Tripé, condensador e erlenmeyer. c) Suporte metálico, condensador e erlenmeyer. d) Suporte metálico, evaporador e proveta. e) Tripé, destilador e béquer.
01-B
02-E
GABARITO 03-D
04-C
QUÍMICA
4
AULA 03: ESTRUTURA ATÔMICA I
NIELS BHOR(1913)
HISTÓRICO DO ÁTOMO
Dalton (1803) 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 em 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 envolvem somente combinação, separação e rearranjo dos átomos não havendo em seu curso nem a criação nem a destruição de átomos SEU ÁTOMO FICOU CONHECIDO COMO BOLA DE BILHAR
J.J. THOMSON (1898) A partir de experiências com a ampola de Crookes o cientista J.J.Thomson descobriu o ELÉTRON , partículas presentes em todos os elementos químicos, e concluiu:
Em 1913, o físico dinamarquês Niels Bohr expôs uma ideia que modificou o modelo planetário do átomo. Bohr introduziu uma justificativa energética para o elétron: 10postulado: Um elétron em um átomo pode ter somente certas quantidades específicas de energia, isto é ,a energia de um elétron em um átomo é quantizada e cada uma delas corresponde a uma órbita particular. Quanto maior a energia do elétron, mais a sua órbita está afastada do núcleo
20postulado: Se o elétron receber energia, ele salta para uma órbita mais afastada do núcleo (o átomo fica excitado). Por irradiação de energia, o elétron pode cair numa órbita mais próxima do núcleo. No entanto, ele não pode cair abaixo de sua órbita normal estável
O ÁTOMO É UMA ESFERA DE CARGA POSITIVA, NA QUAL ESTÃO INCRUSTADOS OS ELÉTRONS SEU ÁTOMO FICOU CONHECIDO COMO PUDIM COM PASSAS
ABSORÇÃO
ERNEST RUTHERFORD (1911) A partir de experiências de espalhamento de partículas alfa(+) ,
CONFIGURAÇÃO ELETRÔNICA Para se fazer a distribuição eletrônica de um átomo devemos ter a noção de que: · ·
Fatos 1)A maioria dos raios passam direto pelas placas de metal; 2)Algumas partículas sofrem desvio em uma das placas de ouro; 3)Pouquíssimas partículas são rebatidas.
EMISSÃO
Os elétrons estão dentro de uma região do espaço denominada ORBITAL que comportam, no máximo, dois elétrons. Cada camada apresenta um certo número de subcamadas, também chamadas de subníveis, abaixo temos a relação das subcamadas com seus respectivos números de orbitais: s - 1 orbital d 5 orbitais p - 3 orbitais f 5 orbitais
Linus Pauling criou um diagrama para colocar as subcamadas em ordem crescente de energia, representado na figura abaixo,
Conclusão Um átomo é composto por um pequeno núcleo carregado positivamente e rodeado por uma grande eletrosfera, que é uma região envolta do núcleo que contém elétrons. No núcleo está concentrada a carga positiva e massa do átomo. SEU ÁTOMO FICOU CONHECIDO COMO SISTEMA PLANETÁRIO
Observações: 1)Rutherford é considerado o descobridor do PRÓTON
Assim a ordem crescente de energia é: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 ...........6d10
2)EM 1932 James Chadwick descobriu o nêutron
SECRETARIA DA EDUCAÇÃO
QUÍMICA
5
EXERCÍCIOS DE SALA
EXERCÍCIOS DE CASA
1)(UFPB)Rutherford idealizou um modelo atômico com duas regiões distintas. Esse modelo pode ser comparado a um estádio de futebol com a bola no centro: a proporção entre o tamanho do estádio em relação à bola é comparável ao tamanho do átomo em relação ao núcleo (figura).
1)Numere a segunda coluna de acordo com a primeira, relacionando os nomes dos cientistas com os modelos atômicos. 1ª Coluna 2ª Coluna 1. Dalton ( ) Descoberta do próton 2. Rutherford ( ) Átomos esféricos, maciços, indivisíveis. 3. Niels Bohr ( ) Modelo semelhante a um "pudim com passas" 4. J. J. Thomson ( ) Os átomos giram em torno do núcleo em determinadas órbitas. Assinale a sequência CORRETA encontrada: a) 1 - 2 - 4 - 3 b) 1 - 4 - 3 - 2 c) 2 - 1 - 4 3 d) 3 - 4 - 2 1 e) 2 - 4 - 1 3
Acerca do modelo idealizado por Rutherford e considerando os conhecimentos sobre o átomo, é correto afirmar: a) Os prótons e os nêutrons são encontrados na eletrosfera. b) Os elétrons possuem massa muito grande em relação à massa dos prótons. c) O núcleo atômico é muito denso e possui partículas de carga positiva. d) A eletrosfera é uma região onde são encontradas partículas de carga positiva. e) O núcleo atômico é pouco denso e possui partículas de carga negativa. 2)(AMÈRICO) Ao resumir as características de cada um dos sucessivos modelos atômicos, um estudante elaborou o esquema abaixo, assinale as afirmações verdadeiras:
I. II.
cientista DALTON THOMSON
III.
RUTHERFORD
IV.
BOHR
V.
BHOR
conclusão Átomo é uma esfera maciça e indivisível elétron, de carga negativa, incrustado em uma esfera de carga positiva elétron, de carga negativa, em órbita em torno de um núcleo central, de carga positiva Elétrons girando ao redor de órbitas elípticas Ao se afastar do núcleo o elétron perde energia.
3) "As diferentes cores produzidas por distintos elementos são resultado de transições eletrônicas. Ao mudar de camadas, em torno do núcleo atômico, os elétrons emitem energia nos diferentes comprimentos de ondas, as cores." ("O Estado de São Paulo", Caderno de Ciências e Tecnologia, 26/12/92) O texto acima está baseado no modelo atômico proposto por: a) Niels Bohr b) Rutherford c) Linus Pauling d) John Dalton e) J. J. Thomson 3)(AMÈRICO) A respeito de configuração eletrônica, assinale as afirmações verdadeiras: I. Na configuração eletrônica do 30Zn o subnível de maior energia é o 3d10 e quatro camadas II. Na configuração eletrônica do 11Na sua camada de valência apresenta um elétron. III. Se o subnível p apresenta 3 orbitais, este comportará, no máximo, 6 elétrons IV. Na configuração eletrônica do 30Zn o subnível a camada de valência é 3d10 V. O nitrogênio, 7N , apresenta 3 elétrons na camada de valência.
SECRETARIA DA EDUCAÇÃO
2)Rutherford bombardeou uma fina lâmina de ouro (0,0001 mm de espessura) com partículas alfa , emitidas pelo Polônio (contido no interior de um bloco de chumbo (Pb), provido de uma abertura estreita, para dar passagem às partículas por ele emitidas. Envolvendo a lâmina de ouro (Au), foi colocada uma tela protetora revestida de sulfeto de zinco.
Observando as cintilações na tela revestida de sulfeto de zinco, Rutherford verificou que muitas partículas atravessavam a lâmina de ouro sem sofrerem desvio (x), e que poucas partículas sofriam desvio (y). Em relação ao experimento de Rutherford, assinale as afirmações verdadeiras: I. Partículas alfa possuem carga elétrica negativa. II. Partículas alfa sofrem desvio ao colidirem com elétrons nas eletrosferas dos átomos de ouro. III. Partículas sofrem desvio ao colidirem com o núcleo dos átomos de ouro IV. Rutherford descobriu através desta experiência que o átomo possui um núcleo positivo, onde se encontram prótons e nêutrons. V. O núcleo do átomo é 10.000 a 100.000 vezes menor que o átomo. 3)O fenômeno da supercondução de eletricidade, descoberto em 1911, voltou a ser objeto da atenção do mundo científico com a constatação de Bednorz e Müller de que materiais cerâmicos podem exibir esse tipo de comportamento, valendo um prêmio Nobel a esses dois físicos em 1987. Um dos elementos químicos mais importantes na formulação da cerâmica supercondutora é o ítrio: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d1 , o número de camadas e o subnível mais energético para o ítrio, serão respectivamente: a) 4 e 4d1 b) 5 e 4d1 c) 4 e 5s2 d) 5 e 5s2 e) 4 e 3d10 GABARITO 01-C
02-III,V
V-B
QUÍMICA
6
AULA 04: ESTRUTURA ATÔMICA II
e) ISÓTONOS: Em química, isótonos são átomos que diferem no número atômico (número de prótons) e no número de massa, porém apresentam o mesmo número de nêutrons.
AS PARTÍCULAS ELEMENTARES Exemplo: Prótons, elétrons e nêutrons são as principais partículas presentes em um átomo. Elas são chamadas partículas elementares ou subatômicas. Os prótons e nêutrons formam o núcleo do átomo, ao redor do qual se acham os elétrons. A carga positiva assim como praticamente toda massa do átomo, situa-se no núcleo (a massa do próton é praticamente igual a 1.840 vezes a massa do elétron). O próton tem uma carga (em unidade de carga eletrônica) de +1, enquanto o elétron possui carga -1. Como o átomo é eletricamente neutro, conclui-se, então, que o número de prótons é igual ao número de elétrons . O nêutron não tem carga, e, influi apenas na massa do átomo.
23 11Na N=A-P N=23-11 N=12
f) ÁTOMO NEUTRO:
Massa(u)* 1 1 1/1840
Símbolo p+ n0 e-
Carga +1 0 -1
(*) u é a unidade de massa atômica, uma unidade utilizada para átomos e partículas subatômicas
Exemplo: O átomo 16S possui Z=16 , ou seja , 16 prótons , como não aparece nenhuma carga, seu número de elétrons é 16. g) ÍON :
nº prótons
CONCEITOS IMPORTANTES a) n0 atômico(Z) : indica o número de prótons contido no núcleo do átomo. Simbologia:
b) n0 de massa(A) : é a soma dos prótons e nêutrons contidos no núcleo atômico.
c) ISÓTOPOS: são átomos de um elemento químico cujos núcleos têm o mesmo número atômico, ou seja, os isótopos de um certo elemento contêm o mesmo número de prótons, mas que contém diferentes números de massa. A palavra isótopo, que significa "no mesmo lugar", vem do fato de que os isótopos se situam no mesmo local na tabela periódica. A diferença nas massas atómicas resulta de diferenças no número de nêutrons nos núcleos atómicos, ou seja, os isótopos são átomos que possuem a mesma quantidade de prótons, mas não a mesma de nêutrons. Exemplos:
PRÓTIO
g.1) Se o nº de prótons for MAIOR que o de elétrons, teremos um CÁTION ,que apresenta carga POSITIVA
A espécie química 12Mg2+ possui Z=12 , ou seja , 12 prótons , como a espécie apresenta duas cargas positivas, indica que ela perdeu 2 elétrons , assim o CÁTION 12Mg2+ , possui apenas 10 elétrons g.2) Se o nº de prótons for MENOR que o de elétrons, teremos um ÂNION , ,que apresenta carga NEGATIVA
A
X
1 1H N=0
nº nêutrons
Exemplo:
zX
Simbologia:
7
nº prótons = nº nêutrons
Veja o quadro abaixo, Partícula Próton Nêutron Elétron
24 12Mg N=A-P N=24-12 N=12
2 1H N=1
3 1H N=2
DEUTÉRIO
TRÍTIO
Exemplo: A espécie química 7N3- possui Z=7 , ou seja , 7 prótons , como a espécie apresenta três cargas negativas, indica que ela ganhou 3 elétrons , assim o ÂNION 7N3- , possui apenas 10 elétrons
Observações: 1ª) Espécies químicas que apresentam o mesmo número de elétrons são denominadas ISOELETRÔNICAS , como: 2+ e 7N312Mg 2ª)Na configuração eletrônica de cátions, primeiro devemos fazer a configuração do átomo neutro , observar quantos elétrons são perdidos e retirar os elétrons sempre da camada de valência. Exemplo:
d) ISÓBAROS: são átomos de diferentes elementos químicos e, portanto, de diferentes números atômicos (Z), mas que apresentam o mesmo número de massa (A).
22Ti
2+
22Ti
20Ca
40
e
, primeiro devemos fazer a configuração do ,
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d2
40
18Ar
observe que a camada de valência é 4s2 , logo os dois elétrons do cátion deve sair dela, ficando assim a configuração: 22Ti
SECRETARIA DA EDUCAÇÃO
2+
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d2
QUÍMICA
EXERCÍCIOS DE CASA
EXERCÍCIOS DE SALA 1) Em relação ao átomos:
1)Considerando as relações entre os átomos, indicadas no esquema,
80
(I) 35Br (II) 36Kr80 (III) 35Br81 (IV) 36Kr81 Assinale as proposições VERDADEIRAS. I. I e III são isótopos. II. II e IV possuem o mesmo número de massa. III. I e IV têm igual número de nêutrons. IV.. I e II possuem o mesmo número de massa. V. II e III são isótopos. 2)As alternativas referem-se ao número de partículas constituintes de espécies atômicas .A afirmativa FALSA é a) dois átomos neutros com o mesmo número atômico têm o mesmo número de elétrons. b) um ânion com 52 elétrons e número massa 116 tem 64 nêutrons. c) um átomo neutro com 31 elétrons tem número atômico igual a 31. d) um átomo neutro, ao perder três elétrons, mantém inalterado seu número atômico. e) um cátion trivalente que possui 47 elétrons e 62 nêutrons, tem número de massa igual a 112 3)Os átomos X e Y são isótopos e apresentam as seguintes características: A+5
X 3A
e
3A-2 2A-10Y
Os números de massa de x e y são, respectivamente: a) 45 e 43 b) 45 e 41 c) 43 e 43 d) 43 e 41 e) 41 e 40 4)Um átomo do elemento químico X perde dois elétrons para formar o cátion X2+ , ficando com 36 elétrons e 50 nêutrons. Outro elemento Y apresenta, em seus átomos, 17 prótons e 19 nêutrons. Com base nestas informações, pode-se afirmar: I. X tem A = 86. II. Y tem A = 17. III.. X tem Z = 38. IV. Y tem Z = 19. V. Y1- é isoeletrônico de 18Ar
8
pode-se afirmar que o(s) número(s) I. de massa de Y é 40. II. de massa de Z é 20. III. de prótons de Y é 22. IV. de nêutrons de X é 20. V. de nêutrons de Z é 20. 2)(UFPB)Um átomo X , de número de massa igual a 63 e número de nêutrons igual a 36, é isótono de um átomo Y , de número de massa 64 e isóbaro de um átomo Z que possui 34 nêutrons. Em relação a esses átomos, é correto afirmar que as configurações de X2+ , Y2+ e Z2+ são, respectivamente, a) [Ar] 4s1 3d8 ; [Ar] 4s2 3d5 e [Ar] 4s2 3d6 b) [Ar] 4s2 3d5 ; [Ar] 4s2 3d6 e [Ar] 4s2 3d7 c) [Ar] 3d5 4s2 ; [Ar] 3d6 4s2 e [Ar] 3d9 4s0 d) [Ar] 3d7 ; [Ar] 3d8 e [Ar] 3d9 e) [Ar] 4s2 3d5 ; [Ar] 4s2 3d6 e [Ar] 4s1 3d8 3)(UFPB)Examinando-se uma amostra natural de um elemento químico, através de um espectrômetro de massa, vê-se que, na maioria dos casos, os átomos do elemento têm massas diferentes. Por exemplo, o cobalto(Z=27) possui três isótopos radioativos que são usados em investigações médicas. Os átomos desses isótopos têm 30, 31 e 33 nêutrons e são representados, respectivamente, por: a) 57Co ; 59Co ; 60Co d) 57Co ; 58Co ; 59Co 57 58 60 b) Co ; Co ; Co e) 58Co ; 59Co ; 60Co c) 59Co ; 58Co ; 60Co 4)Sobre as representações abaixo,
5)(UEPB) Observe as configurações abaixo: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 1s2 2s2 2p6 3s2 3p63d5 1s2 2s2 2p6 3s2 3p63d6 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6
Marque a alternativa que corresponde as espécies químicas acima: a) S0 , S2- , b) S2- , S0 , c) Fe0 , Fe2+ , d) Fe3+ , Fe0 , e) Fe2+ , Fe3+,
Fe3+ Fe3+ Fe3+ Fe2+ Fe0
, Fe2+ , Fe0 , Fe2+ , Fe0 , S2- , S0 , S0 , S2, S0 , S2-
SECRETARIA DA EDUCAÇÃO
Assinale as afirmações corretas: I. I e VI são isótopos apresentam a mesma configuração eletrônica, mas não têm a mesma quantidade de nêutrons. II. I e II têm o mesmo número de prótons e de elétrons. III. Embora sejam isótopos isoeletrônicos, II e IV não têm a mesma massa atômica. IV. III e V, que não têm o mesmo número de nêutrons, apresentam menor quantidade de elétrons que o átomo IV. V. II e IV não têm o mesmo número de nêutrons nem a mesma massa atômica.
01-I,II,III,V
02-D
GABARITO 03-B
04-I,III,IV,V
QUÍMICA
AULA 05 : TABELA PERIÓDICA LEI PERIÓDICA ATUAL Entre 1915 e 1925, Moseley confirmou o conceito de número atômico Z, que aumenta de uma unidade de elemento para elemento na tabela. Na mesma época, foram descobertos os isótopos (por Thompson) e, como sabemos, atualmente, as massas atômicas dos elementos são funções dos números atômicos. Por este motivo, nas modernas classificações periódicas, os elementos estão ordenados na ordem crescente dos seus números atômicos. CLASSIFICAÇÃO DOS ELEMENTOS Os elementos químicos podem ser classificados de uma maneira mais geral, em função de suas propriedades físicas, em metais, não-metais e semi-metais. Observe o quadro abaixo, H
S e m i Me tais
Não Me tal B
Não Me tais
LOCALIZAÇÃO DOS ELEMENTOS NA TABELA Podemos localizar um elemento na tabela, em função do subnível de maior energia de sua configuração eletrônica, de acordo com o diagrama de Pauling, veja o quadro abaixo: s1
1
2
p p
3
p
4
5
6
p p p
METAIS DE TRANSIÇÃO
s2 d1
d2
d3
d4
d5
d6
d7
d8
d9
d10
9
f (*)Elementos cujo subnível mais energético são denominados: TÍPICOS ou REPRESENTATIVOS
Exemplo: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 19K
s ou
p são
grupo 1
Si Ge
As Sb
4º PERÌODO Te
Me tais Po
PROPRIEDADES FÍSICAS METAIS AMETAIS Transparentes ou Opacos, exceto quando em translúcidos lâminas finas Brilho metálico, reflexão da Aparência fosca luz Alta densidade Baixa densidade Temperatura de fusão alta Temperatura de fusão baixa, com algumas exceções. Bons condutores de calor e Maus condutores de calor eletricidade e eletricidade
TENDÊNCIAS(PROPRIEDADES) PERIÓDICAS a)RAIO ATÔMICO: O raio atômico é a distância entre o centro de um átomo e os limites da sua eletrosfera. Como consequência do átomo não ser rígido é impossível calcular o seu raio atômico exato. Deste modo, calcula-se o seu raio atômico médio.
VARIAÇÃO NA TABELA
Observações: PERÍODOS E GRUPOS ou FAMÍLIAS a)PERÍODOS : os períodos são as 7 linhas horizontais da tabela periódica , elementos que pertencem ao mesmo período possuem o mesmo número de camadas. Exemplo: 1s2 2s2 2p6 3s1 11Na
18Ar
K
L
M
1s2
2s2 2p6
3s2 3p6
K L Como os elementos pertencem ao 3º período
M acima apresentam
3Li
®
11Na
VARIAÇÃO NA TABELA
1s2 2s1 1s2 2s2 2p6 3s1
Como os elementos acima apresentam, ambos, 1 elétron de valência , ambos pertencem ao grupo 1
SECRETARIA DA EDUCAÇÃO
b)POTENCIAL(ou ENERGIA DE IONIZAÇÃO) : é a energia necessária para se retirar um elétron de um átomo neutro no estado gasoso (1ª Energia de Ionização), para se retirar o 2º elétron, teremos a 2ª Energia de ionização (que é maior que a 1ª), e assim sucessivamente. X(g) + energia X(g)+ + elétron (1ª E.I.)
3 camadas,
b) GRUPOS ou FAMÍLIAS: os grupos ou famílias são as 18 linhas verticais que podem ser divididos em subgrupos A e B. Elementos que pertencem ao mesmo período, possuem o mesmo número de elétrons na última camada(camada de valência) Exemplo:
1ª) O raio do cátion < raio do átomo < raio do ânion 2ª) Para espécies isoeletrônicas o raio do átomo é inversamente proporcional ao seu número atômico
C)ELETRONEGATIVIDADE : propriedade periódica que mede a tendência de um átomo, em uma ligação química, de atrair elétrons. VARIAÇÃO NA TABELA 7A
Linus Pauling , através de estudos de energia de ligação propôs uma escala de eletronegatividade, abaixo descrita:
F > O
>
N,Cl
>
Br
>
C,I,S >
P,H
QUÍMICA
EXERCÍCIOS DE SALA
EXERCÍCIOS DE CASA
1)Associando os números das regiões da tabela periódica esquematizada abaixo, com as letras indicando as suas denominações, a) os metais alcalinos, b) os não-metais, c) os gases nobres, d) os metais de transição.
1)Dados os elementos químicos: G: 1s2 J: 1s2 2s1 L: 1s2 2s2 M: 1s2 2s2 2p6 3s2 Apresentam propriedades químicas semelhantes: a) G e L, pois são gases nobres. b) G e M, pois têm dois elétrons no subnível mais energético. c) J e G, pois são metais alcalinos. d) L e M, pois são metais alcalino-terrosos. e) nenhum deles
Indique a alternativa que faz a associação correta: a) I - a ; VI - b ; VII - c ; III - d b) II - a ; V - b ; IV - c ; II - d c) III - a ; II - b ; VII - c ; I - d d) IV - a ; V - b ; VII - c ; III - d e) VI - a ; IV - b ; II - c ; I - d
2)Na classificação periódica, a energia de ionização dos elementos químicos AUMENTA
2)A respeito da classificação dos elementos químicos na tabela periódica, assinale as afirmações verdadeiras: I. Os elementos de um mesmo grupo apresentam o mesmo número de elétrons na camada de valência II. Os elementos pertencentes a um mesmo período estão dispostos, na tabela periódica, em ordem crescente de numero atômico. Cada período se encerra quando o elemento apresenta configuração eletrônica estável de gás nobre. III. Todos os elementos que possuem configuração eletrônica ns1 como subnível de maior energia, são denominados de metais alcalinos. IV. Todos os elementos que possuem configuração eletrônica a ns2 como subnível de maior energia são chamadas de metais alcalino terrosos. V. Elementos do grupo 16(VIA) apresentam camada de valência ns2np4 e são chamados CALCOGÊNIOS , enquanto que os elementos cuja camada de valência é ns2np5 são denominados HALOGÊNIOS.
3) Os íons 8O2- , 9F1- , 11Na+ , 12Mg2+ e 13Al3+ possuem todos os mesmos números de elétrons .O que possui o maior raio iônico é
a) das extremidades para o centro, nos períodos. b) das extremidades para o centro, nas famílias. c) da direita para a esquerda, nos períodos. d) de cima para baixo, nas famílias. e) de baixo para cima, nas famílias.
3)(AMÈRICO) Considerando os elementos cujas configurações estão abaixo representadas, A 1s2 2s2 2p63s23p6
C 1s2 2s23s23p64s1
B 1s2 2s2 2p63s23p5
D 1s2 2s22p63s23p64s23d10
a) 13Al3+ b) 9F1c) 12Mg2+
d) 11Na+ e) 8O2-
4)Considere os átomos dos seguintes elementos: 1 - Átomo de Li§ 2 - Átomo de F¢© 3 - Átomo de Na£¤ Considere as seguintes bolas: A - bola de tênis B - bola de pingue-pongue C - bola de gude Para representar, com as bolas, os átomos, a melhor sequência seria: a) 1-B, 2-A, 3-C. b) 1-B, 2-C, 3-A. c) 1-C, 2-A, 3-B.
d) 1-C, 2-C, 3-A. e) 1-C, 2-C, 3-B.
5) (Uece) Sejam os seguintes átomos neutros representados pelos símbolos hipotéticos X, Y, Z e T e suas respectivas configurações eletrônicas: X 1s2 Z 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 Y 1s2 2s2 T 1s2 2s2 2p6 3s2 3p64s2 O que apresenta maior energia de ionização é: a) Y b) Z c) T d) X
Assinale as afirmações verdadeiras sobre suas propriedades periódicas e suas localizações na tabela periódica. I. Todos pertencem ao mesmo período da tabela periódica II. A posição relativa destes elementos na tabela periódica é:
e) X=Y
6)Em relação a tabela periódica afirma-se: I. Os elementos representativos são do subgrupo A (1A, 2A etc...). II. Todos os elementos cuja camada de valência é ns1são metais alcalinos. III. F, O e Cl estão entre os elementos mais eletronegativos. Pode-se afirmar que, SOMENTE:
B C
D
III. O elemento de maior Raio atômico é o C e o O raio do C+ é menor que o raio do C IV. O elemento de maior Energia de ionização é o A V. O elemento de maior eletronegatividade é o A
SECRETARIA DA EDUCAÇÃO
A
a) I e III são corretos. b) II é correto. c) III é correto d) I e II são corretos e) I é correto GABARITO 01-D
02-E
03-E
04-B
05-D
06-A
QUÍMICA
10
CONDUZ
NÃO CONDUZ
CORRENTE ELÉTRICA
AULA 06: LIGAÇÕES QUÍMICAS I
CORRENTE ELÉTRICA
A LIGAÇÃO METÁLICA
A LIGAÇÃO IÔNICA É a atração eletrostática entre íons de cargas opostas em um retículo cristalino. Estes íons formam-se pelas transferências de elétrons dos átomos de um dos elementos para os átomos de outro elemento.
An+
B
A
Um metal típico é bom condutor de calor e de eletricidade, é maleável, dúctil, de aparência lustrosa; geralmente sólido, com alto ponto de fusão e de baixa volatilidade. As propriedades físicas dos metais, principalmente a condução de eletricidade, podem ser explicadas pela ligação metálica. A ligação metálica é a interação entre átomos envolvidos por seus elétrons de valência que se movimentam livremente.
B n-
Geralmente, este tipo de ligação ocorre entre átomos com eletronegatividade bem diferentes (metal + não metal). Para a ligação iônica ser formada é necessário que os átomos de um dos elementos tenham tendência a ceder elétrons e, os átomos do outro elemento tenham tendência a receber elétrons. Observações: 1) Os átomos com 1,2 ou 3 elétrons de valência., geralmente, tendem a doar estes elétrons, para se estabilizar. 2) Os átomos com 5, 6 ou 7 elétrons de valência ,geralmente, tendem a receber respectivamente 3, 2 e 1 elétrons Exemplo: .. F . . ....
2
3s
3p
[ ]-
.. F . ....
Al 123 1
.. F . .... . .. F . . .. . . .. F . . .. . .
Al +++
+
[ ][ ]-
.. F . .... 123 2s 2 2p5
PROPRIEDADES DOS COMPOSTOS IÔNICOS a) são todos sólidos na temperatura ambiente (250C). b) apresentam alto ponto de fusão e ebulição. c) conduzem corrente elétrica quando dissolvidos em água e/ou fundidos. Compostos Iônicos(metal + ametal)
NaCl H2O
+
Na
NaCl
Cl-
NaCl(aquoso)
Cl-
SECRETARIA DA EDUCAÇÃO
Componentes
Latão
Cobre e Zinco
Bronze Aço
Característica
Uso
resistente à corrosão navios, tubos
Cobre e Estanho resistente à corrosão moedas, sinos Ferro e carbono resistente à corrosão
navios, utensílios domésticos
Aço inoxidável
Aço e Cromo
resistente à corrosão
talheres, utensílios domésticos
Aço -Níquel
Aço e Níquel
resistência mecânica
canhões, material de blindagem
Alnico
Aço, alumínio, níquel e cobalto
propriedades magnéticas
fabricação de imãs
Amálgama Mercúrio, prata e estanho
resistente a oxidação
restauração de dentes
C6H12O6 H2O
NaCl(líquido)
Liga
Composto covalente
+
Na
Apesar da grande variedade de metais existentes, a maioria não é empregada em estado puro, mas em ligas com propriedades alteradas em relação ao material inicial, o que visa, entre outras coisas, a reduzir os custos de produção. As indústrias automobilísticas, aeronáuticas, navais, bélicas e de construção civil são as principais responsáveis pelo consumo de metal em grande escala. São também representativos os setores de eletrônica e comunicações, cujo consumo de metal, apesar de quantitativamente inferior, tem importância capital para a economia contemporânea. Ligas metálicas são materiais de propriedade semelhantes às dos metais e que contêm pelo menos um metal em sua composição. Há ligas formadas somente de metais e outras formadas de metais e semimetais (boro, silício, arsênio, antimônio) e de metais e não metais (carbono, fósforo). É interessante constatar que as ligas possuem propriedades diferentes dos elementos que as originam. Algumas propriedades são tais como diminuição ou aumento do ponto de fusão, aumento da dureza, aumento da resistência mecânica.
C6H12O6(aq)
QUÍMICA
11
Ouro 18 quilates
Ouro(75%) e cobre e/ou prata(25%)
alta ductibilidade e maleabilidade
joias
a) HBr b) O2 c) CO2 d) CaF2 e) NH3
EXERCÍCIOS DE CASA
EXERCÍCIOS DE SALA 1) Em alguns casos, os mortos dos povos do litoral eram desenterrados, e seus ossos cobertos com um pó vermelho, que podia ser extraído da hematita, minério de ferro, cujo principal componente é o óxido férrico ou óxido de ferro (III). A fórmula do composto e tipo predominante de ligação são, respectivamente, (Dados: 8O) a) FeO - covalente. . b) Fe2O3 - iônica. . c) Fe3O2 - iônica. d) FeO2 iônica e) Fe O3 - covalente 2)Quando um elemento químico alumínio(13Al) se combina quimicamente com o elemento enxofre(16S) , a fórmula e o tipo da ligação são, respectivamente: a) Al3 S2 ; iônica b) Al2S3; iônica c) AlS; covalente d) AlS3; metálica e) Al2S2 ; covalente 3)Considere as espécies químicas cujas fórmulas estão arroladas a seguir. 1 - HBr 4 SiO2 2 - BaO 5 B2O3 3 CaCl2 Quais delas apresentam ligação tipicamente iônica? a) Apenas 1 e 2. b) Apenas 1 e 3. . c) Apenas 2 e 3. d) Apenas 2, 4 e 5 e) Apenas 3, 4 e 5 4)Alguns compostos, quando solubilizados em água, geram uma solução aquosa que conduz eletricidade. Dos compostos abaixo, I- Na2SO4 II- O2 III- C12H22O11
IV- KNO3 V- HCl VI- NaCl
formam solução aquosa que conduz eletricidade: a) apenas I, IV e VI b) apenas I, IV, V e VI c) todos d) apenas I e VI e) apenas VI
1)Considere as afirmações a seguir relativas aos tipos de ligações químicas. I - num fio de cobre, os elétrons dos níveis de valência dos átomos formam a nuvem eletrônica responsável pela união destes átomos e pela boa condutividade elétrica do metal. II soluções aquosas de sal de cozinha conduzem corrente elétrica porque tem íons em movimento. III as ligas metálicas apresentam as mesmas propriedades que os metais que a originaram. É possível afirmar que é(são) correta(s): a) I é correta. . b) II é correta. c) III é correta d) I e III são corretas. e) todas 2)Os sistemas: I - Fio de cobre metálico: Cu(s) II - Solução aquosa de sulfato de cobre: CuSO (aq) III - Cloreto de sódio fundido: NaCØ(l) são condutores de eletricidade. As partículas responsáveis pela condução da corrente elétrica, em cada sistema, são, respectivamente, a) elétrons, íons e íons. b) elétrons, elétrons e elétrons. c) átomos, íons e moléculas. d) cátions, ânions e elétrons e) átomos, cátions e ânions 3)As ligas metálicas são formadas pela união de dois ou mais metais, ou ainda, por uma união entre metais, ametais e semimetais. Relacionando, no quadro a seguir, cada tipo de liga com as composições dadas LIGA COMPOSIÇÃO (1)Aço (a) Cu e Zn (2)Ouro-18K (b) Cu e Sn (3)Bronze (c) Fe e C (4)Latão (d) Au,Cu e Ag pode-se afirmar que a única correlação correta entre liga e composição encontra-se na opção a) I- b; II- c; III- a; IV- d. d) I- c; Il- d; lll- b; IV- a. b) I- c; II- b; III- d; IV- a. e) I- d; II- a; IIl- c; IV- b. c) I- a; II- b; III- c; IV- d. 4)Os compostos formados pelos pares ; 20Ca e 8O ; 3Li e 8O ; 19K e 35Br 12Mg e 17CØ Possuem fórmulas cujas proporções entre os cátions e os ânions são, respectivamente: a) 1 : 1 2:2 1:1 1 :2 b) 1 : 2 1:2 1:1 1:1 c) 1 : 2 1:1 2:1 1:1 d) 1 : 1 1:2 2:1 2:1 e) 2 : 2 1:1 2:1 1:1
5)(AMÈRICO) A respeito das ligas metálicas e ligações metálicas, é correto afirmar: a) as propriedades físicas e químicas das ligas é a mesma dos metais que a originaram. b) todos os metais são sólidos nas condições ambientes c) ligas metálicas são materiais de propriedade semelhantes às dos metais d) Ouro-24K é uma liga metálica muito valiosa. e) Aço e amalgama são ligas ferrosas.
01-E
02-A
GABARITO 03-D
04-C
6) Qual dos compostos abaixo apresenta alto ponto de fusão e ebulição, é sólido nas condições ambientes e conduz corrente elétrica quando em solução aquosa?
SECRETARIA DA EDUCAÇÃO
QUÍMICA
12
m1
m2
mr = 0
AULA 07: LIGAÇÕES QUÍMICAS II
REGRAS BÁSICAS :
LIGAÇÃO COVALENTE 1) De uma maneira geral , são apolares: Uma ligação covalente resulta quando um ou mais elétrons (geralmente 2) são compartilhados entre dois átomos de não metais, ou semimetais. a)LIGAÇÃO COVALENTE POLAR: quando existe diferença de eletronegatividade (DEn )entre os átomos ligantes. b)LIGAÇÃO COVALENTE APOLAR: quando não existe diferença de eletronegatividade entre os átomos. Exemplos:
13
a) as moléculas de substâncias simples (exceto O3 ); b) as moléculas do tipo BeX2 , BX3 , CX2 e CX4 c) Hidrocarbonetos (moléculas que só possuem C e H) NÃO ESQUEÇA! SEMELHANTE
DISSOLVE SEMELHANTE
Exemplos:
Considere a tabela abaixo que representa eletronegatividade segundo Linus Pauling, ÁTOMO F O Cl N Br I
En(eV) 3,98 3,44 3,19 3,04 2,96 2,66
ÁTOMO S C H P Mg Na
a
fila
de H2O (molécula polar) é solúvel em NH3 que também é polar
En(eV) 2,58 2,55 2,20 2,19 1,31 0,93
CCl4(molécula apolar) é solúvel em CS2 que também é apolar FORÇAS ou INTERAÇÕES INTERMOLECULARES São interações que ocorrem entre as moléculas , estas interações estão relacionadas com as propriedades físicas das substâncias, como por exemplo o Ponto de Fusão(P.F.) e Ebulição(P.E.)
Observe as ligações abaixo, a)
H C l DEn = En(Cl) En(H) = 3,19 2,20 = 0,99eV , como DEn 0 , a ligação é covalente polar.
b)
F F DEn = En(F) En(F) = 3,98 3,98 = 0,0eV , como DEn = 0 , a ligação é covalente polar.
Interações Dipolo-Dipolo permanente Resulta da atração da extremidade positiva de um dipolo (em uma molécula polar) com a extremidade negativa de outro. Esta atração pode ocorrer também entre íons (íon-íon) ou íon-dipolo, podemos portanto representar simplificadamente pelo exemplo abaixo:
+
MOLÉCULAS POLARES E APOLARES Não podemos confundir: LIGAÇÃO POLAR
MOLÉCULA POLAR
LIGAÇÃO APOLAR
MOLÉCULA APOLAR
-
+
+
-
-
+
-
a) Quando o Hidrogênio está ligado a um elemento eletronegativo muito pequeno, como Flúor, Oxigênio ou Nitrogênio temos uma atração dipolo-dipolo particularmente forte denominada PONTES DE HIDROGÊNIO, que é bastante acentuada no estado sólido, menos no estado líquido, e não mais presente no estado gasoso, veja o exemplo abaixo para a água.
Uma molécula é polar quando o momento dipolar resultante é diferente de zero (mr 0), como por exemplo,
H
O
O ::::::::::::::: H
Pontes de hidrogênio H
H
H mr é
Cl
b) Quando temos moléculas polares que não formam pontes de hidrogênio, como HCl ou H2S dizemos que as ligações intermoleculares são dipolo-dipolo permanente
0
E apolar quando este momento polar igual a zero(mr =0)
resultante Interações dipolo-dipolo induzido(Van der Waals) Também denominadas Forças de Dispersão de London,
O
-
+
C
SECRETARIA DA EDUCAÇÃO
O
ocorrem entre todas as moléculas, porém só tem importância significativa quando são as únicas existentes, e isto ocorre entre moléculas que não possuem dipolo permanente (moléculas
QUÍMICA
apolares) no estado sólido e em gases nobres no estado líquido ou sólido, como por exemplo: CO2(s) , I2(s) ou Ar(l) INFLUENCIA DAS INTERAÇÕES NO P.F. e P.E.
Van der Waals < dipolo-dipolo <pontes de Hidrogênio
EXERCÍCIOS DE SALA 1)O conhecimento das estruturas das moléculas é um assunto bastante relevante, já que as formas das moléculas determinam propriedades das substâncias como odor, sabor, coloração e solubilidade .As figuras apresentam as estruturas das moléculas CO2 , H2O, NH3 , CH4 , H2S e PH3.
Quanto à polaridade das moléculas consideradas, as moléculas apolares são a) H2O e CH4 . d) NH3 e CO2. b) CH4 e CO2. e) H2S e NH3. c) H2S e PH3. 2)As fórmulas eletrônicas 1, 2 e 3 a seguir, representam, respectivamente:
a) três substâncias moleculares. b) uma substância composta polar, uma iônica e uma molécula apolar. c) uma molécula apolar, uma substância iônica e uma substância polar. d) três substâncias apolares. e) três substâncias iônicas
EXERCÍCIOS DE CASA 1)(AMÉRICO)Indique a alternativa que apresenta ligações polares, mas a molécula é apolar: a) HBr b) H2O c) NH3 d) BF3 e) PCl3 2) "(...) o Corpo de Bombeiros de José Bonifácio, a 40km de São José do Rio Preto, interior de São Paulo, foi acionado por funcionários do frigorífico Minerva. O motivo foi um vazamento de amônia." (www.globonews.globo.com) A amônia (NH3) é um gás à temperatura ambiente. Nesta temperatura suas moléculas estão pouco agregadas e, no estado líquido, elas estão mais próximas umas das outras. Assinale a opção que indica a interação existente entre suas moléculas no estado líquido. a) pontes de hidrogênio b) dipolo - dipolo c) dipolo - dipolo induzido d) dipolo induzido - dipolo induzido e) íon - dipolo 3)(AMÈRICO)Os elementos químicos O, S, Se e Te, todos do grupo 16 da tabela periódica, formam compostos com o hidrogênio, do grupo 1 da tabela periódica, com fórmulas químicas H2O, H2S, H2Se e H2Te, respectivamente, as temperaturas de ebulição destes compostos são mostradas na tabela abaixo,
3)Todas as afirmações em relação às ligações químicas estão corretas, EXCETO: a) não-metal + hidrogênio ligação covalente. b) não-metal + não-metal ligação covalente. c) substância apresentam um metal são covalentes d) metal + metal ligação metálica. e) metal + hidrogênio ligação iônica. 4) Qual das ligações abaixo é a mais polar? a) H F b) H Cl c) H Br d) H O e) H N 5)Considere as seguintes interações: I - CH .... CH II - HBr ...... HBr III - CH OH .... H O As forças intermoleculares predominantes que atuam nas interações I, II e III são, respectivamente: a) pontes de hidrogênio, dipolo induzido, dipolo permanente b) pontes de hidrogênio, ligação de hidrogênio, dipolo induzido c) dipolo induzido, dipolo permanente, pontes de hidrogênio d) dipolo induzido, pontes de hidrogênio, dipolo permanente e) dipolo permanente, pontes de hidrogênio, dipolo induzido
SECRETARIA DA EDUCAÇÃO
Como regra geral, quanto maior a massa molar, maior o ponto de fusão e ebulição da substância, no quadro acima se observa que a água, embora tenha a menor massa molar, apresenta maior ponto de fusão e ebulição, este fato deve-se a água: a) ser um composto iônico b) ser uma molécula apolar c) formar interações intermoleculares do tipo dipolo induzido d) formar interações intermoleculares do tipo pontes de hidrogênio e) nenhuma das afirmações anteriores é correta. 4)(UFPE) Considerando os seguintes haletos de hidrogênio HF, HCl, e HBr, pode-se afirmar que: a) a molécula mais polar é HF. b) a molécula mais polar é HCl. c) todos os três são compostos iônicos. d) somente HF é iônico, pois o flúor é muito eletronegativo. e) somente HBr é covalente, pois o Bromo é um átomo muito grande para formar ligações iônicas.
QUÍMICA
14
GABARITO 01-D
02-A
Oxiácidos
03-D
Moderados: (n0 Oxigênio - n0 H+ =1) Ex.: H3PO4 ( 4 3= 1) Fracos : ( n0 Oxigênio - n0 H+ =0) e ácidos do Carbono Ex.: H3BO3( 3 3= 0) e H2CO3
04-A
NOMENCLATURA DE HIDRÁCIDOS (HxE) Ácido + (nome de E) + ÍDRICO Exemplos: HCl ácido clorídrico H2S ácido sulfídrico NOMENCLATURA DE OXIÁCIDOS (HxEOY)
AULA 08: CONCEITOS DE ÁCIDOS E BASES 3A
CONCEITOS DE ÁCIDOS E BASES SEGUNDO ARRHENIUS I)ÁCIDO : toda substância que em solução aquosa libera H+ como único cátion, ou seja,
HA(aquoso) H
+
H3BO3
4A
5A
6A
H2CO3
HNO3/H3PO4
H2SO4
7A HClO3
-
(aq)
+ A (aq)
Os ácidos em destaque terminam sua nomenclatura em ICO, daí podemos usar o seguinte artifício:
CLASSIFICAÇÃO
PER ......ICO + 1 OXIGÊNIO
* QUANTO A PRESENÇA DE OXIGÊNIO
ìHIDRÁCIDOS : HCl, HI, HCN,H2S (ausênciade Oxigênio) ï í ï îOXIÁCIDOS : HClO, HIO 2 , H2SO 4 (presençade Oxigênio)
ICO
.......OSO -1 OXIGÊNIO
HIPO .....OSO -2 OXIGÊNIOS
Exemplo HClO4 Ác. perclórico
* QUANTO AO NÚMERO DE ELEMENTOS ìBINÁRIOS : HCl, H2S (dois tipos de elementos) ï ï íTERNÁRIOS : HClO, HNO3 , (três tipos de elementos) ï ïQUATERNÁRI OS : HCNO, HIO2 , HCNS (quatro tipos de elementos) î
* QUANTO AO NÚMERO DE HIDROGÊNIOS IONIZÁVEIS(*) ìMONOÁCIDO : (*) (um H ionizável) HBr, HNO 3 , H 3 PO 2 ï ïDIÁCIDO : (*) (dois H ionizáveis) H 2 SO 4 , H3 PO 3 í ïTRIÁCIDO : (três H ionizáveis ) H 3 PO 4 , H 3 AsO 4 ï îTETRÁCIDO ou POLIÁCIDOS: (quatro H ionizáveis ) H 4 P2 O 7
(*) H3PO2 e H3PO3 aparentemente são triácidos, porém suas fórmulas estruturais nos mostram o porque de serem monoácido e diácido respectivamente.
HClO3 Ác. clórico
HClO2 Ác. cloroso HClO Ác. hipocloroso
II)BASE : toda substância que em solução aquosa libera OH- como único ânion, ou seja, +
MeOH(aquoso) Me
-
(aq)
+ OH (aq)
CLASSIFICAÇÃO *QUANTO A FORÇA a)Fortes: Bases de metais alcalinos, Ca(OH)2 , Sr(OH)2 e Ba(OH)2 b)Fracas: As demais
(*) hidrogênio ionizável, no oxiácido, é o hidrogênio ligado diretamente ao oxigênio.
*QUANTO A SOLUBILIDADE EM ÁGUA
*QUANTO A VOLATILIDADE AMBIENTES(250C e 1atm)
a)Solúveis: Metais alcalinos e NH4 OH b)Parcialmente solúveis: Ca(OH)2 ,Sr(OH)2 e Ba(OH)2 c)Insolúveis: As demais
NAS
CONDIÇÕES
ìFIXOS : Geralmente ácidos do ENXOFRE, BORO e FÓSFORO ï exceto H2 S que é gás a temperatur a ambiente ï í ï ïVOLÁTEIS : Os demais î
*QUANTO A FORÇA Hidrácidos
Fortes: HCl<HBr<HI Moderado: HF Fracos: Os demais Fortes: (n0 Oxigênio - n0 H+ 2) Ex.: H2SO4 ( 4 2 = 2)
SECRETARIA DA EDUCAÇÃO
NOMENCLATURA ·
Quando o metal forma apenas uma base, como os da família dos alcalinos ,alcalinos terrosos, alumínio, zinco, prata principalmente. Hidróxido de ............................... Nome do cátion Exemplos: NaOH hidróxido de sódio NH4OH hidróxido de amônio Ca(OH)2 hidróxido de cálcio Al(OH)3 hidróxido de alumínio
QUÍMICA
15
·
Alguns metais formam mais de uma base, neste caso devemos indicar o número de hidroxilas (que corresponde ao NOX do metal), entre parênteses e em romanos. Os mais importantes são: Fe(OH)2 hidróxido de ferro(II) Fe(OH)3 hidróxido de ferro(III) CuOH hidróxido de cobre(I) Cu(OH)2 hidróxido de cobre(II) HgOH hidróxido de mercúrio(I) Hg(OH)2 hidróxido de mercúrio(II) Pb(OH)2 hidróxido de chumbo(II) Pb(OH)4 hidróxido de chumbo(IV) EXERCÍCIOS DE CASA
EXERCÍCIOS DE SALA 1)(UEPB)Sabe-se que toda bebida gaseificada contêm ácido carbônico ( 1 ) que, a partir do momento em que a garrafa que o contém é aberta, passa a se decompor em água e gás carbônico, manifestado pelas bolhas observadas na massa líquida; ácido muriático é o nome comercial do ácido clorídrico (2) impuro; baterias de automóvel contêm ácido sulfúrico (3); refrigerantes do tipo cola apresentam ácido fosfórico (4) além do ácido carbônico, na sua composição. Os ácidos 1, 2, 3 e 4, citados acima, possuem, respectivamente, fórmulas: a) H2CO3 HCl H2SO4 H3PO4 b) CO2 HClO H2S H2PO4 c) H2CO2 HCl H2SO4 H2PO4 d) CO HClO H2S H2PO3 e) CO2 NaHClO H2SO3 HPO2 2)Dentre os oxiácidos do cloro, HClO, HClO2, HClO3 e HClO4, é bastante utilizado o HClO devido à sua ação alvejante. A nomenclatura desses ácidos são respectivamente, ácido , a) clorídrico, cloroso, hipocloroso e perclórico b) hipocloroso ,cloroso, clórico e hiperclórico c) perclórico, cloroso, clórico e clorídrico d) cloroso, clorídrico, perclórico e hipocloroso e) hipocloroso, cloroso, clórico e percloroso 3) (UFPB)Apresentam se em ordem crescente de força, os ácidos: a) HIO4, H3PO4, H3BO3, H2SO4 b) H3BO3, H3PO4, H2SO4, HCIO4 c) H2SO3, H2SO4, H3PO4, HIO4 d) HIO4, HClO, H3PO4, H2SO4 e) HClO, H2SO4, H3PO4, HIO4 4) Qual dos ácidos abaixo é oxiácido, ternário, monoácido e orgânico? a) H2CO3 b) HCN c) CH3COOH d) HCNS e) HNO2 5) Em qual das alternativas abaixo está associado incorretamente fórmula-nome? a) HNO2 ácido nitroso b) H3PO2 ácido hipocloroso c) H3BO3 ácido bórico d) H2CO3 ácido carbônico e) H2SO4 ácido sulfuroso 6)Qual a alternativa que associa corretamente base nome força-solubilidade? a) NaOH hidróxido de sódio forte insolúvel b) NH4OH hidróxido de amônio fraca insolúvel c) Al(OH)3 hidróxido de alumínio(III)-fraca-insolúvel d)Fe(OH)2 hidróxido de ferro(II)-fraca-insolúvel e)Ca(OH)2 hidróxido de cálcio-fraca-solúvel ANOTAÇÕES
SECRETARIA DA EDUCAÇÃO
1)Associe a 2ª coluna à 1ª , considerando os ácidos. 1 Coluna 2 Coluna 1- H3PO3 a- fosfórico 2 HNO3 b- fosforoso 3 H3PO4 c- nitroso 4 HClO2 d- nítrico 5 HClO3 e- hipofosforoso 6 HClO4 f- sulfuroso 7 H2SO3 g- cloroso 8 HNO2 h- perclórico i- clórico j- sulfúrico A sequência das combinações corretas é a) 1b 2d - 3a 4g 5i 6h 7f 8c. b) 1f - 2e - 3b - 4j - 5h - 6i - 7l - 8c. c) 1b - 2e - 3f - 4i - 5j - 6h - 7g - 8d. d) 1e - 2b - 3f - 4j - 5i - 6h - 7l - 8d. e) 1f - 2b - 3a - 4h - 5j - 6i - 7g - 8c. 2) Sobre o ácido carbônico é correta a afirmação: a) é um ácido moderado. b) é um ácido orgânico. c) é um ácido fixo. d) sua fórmula molecular é H2CO3 e) é um monoácido 3)Qual a alternativa que contém uma base fraca e solúvel? a) Fe(OH)3 b)Mg(OH)2 c)Al(OH)3 d)NaOH e) NH4OH 4)(AMÈRICO) A soda cáustica (hidróxido de sódio) , hipoclorito de sódio , ácido nítrico e ácido muriático(ácido clorídrico) são utilizados no cotidiano o primeiro para desentupir pias e caixas de gorduras, o segundo como bactericida, o terceiro para destruir verrugas e o quarto para limpeza em construções. As fórmulas destes ácidos são respectivamente: a) Na(OH)2 , HClO , HNO2 e HCl b) NaOH, HClO , HNO3 e HCl c) NaOH , HCl , HNO3 e HClO d) Na(OH)2 , HCl , HNO3 e HClO e) NaOH , HClO , HNO2 e HClO3 5)(UFPB) Os ácidos são substâncias químicas sempre presentes no cotidiano do homem. Por exemplo, durante a amamentação, era comum usar se água boricada (solução que contém ácido bórico) para fazer a assepsia do seio da mãe; para limpezas mais fortes da casa, emprega se ácido muriático (solução aquosa de ácido clorídrico); nos refrigerantes, encontra-se o ácido carbônico; e, no ovo podre, o mau cheiro é devido à presença de ácido sulfídrico. Estes ácidos podem ser representados, respectivamente, pelas seguintes fórmulas moleculares: a) H3BO3, HCl, H2CO2 e H2SO4
QUÍMICA
16
b) H2BO3, HCl, H2CO3, e H2S c) H3BO3, HClO3, H2SO3 e H2CO2 d) H2BO3, HClO4, H2S e H2CO3 e) H3BO3, HCl, H2CO3 e H2S 01-A
02-D
GABARITO 03-E
04-B
05-E
17
SECRETARIA DA EDUCAÇÃO
QUÍMICA
18
SECRETARIA DA EDUCAÇÃO
QUÍMICA
19
SECRETARIA DA EDUCAÇÃO
QUÍMICA