Átomos, moléculas e íons O MUNDO SUBMICROSCÓPICO Equipe: Frank Santos Oliveira – 17002 André Silveira Turrioni - 16990 Professor: Élcio R. Barrak Capítulo 2
Átomos, moléculas e íons
O MUNDO SUBMICROSCÓPICO
Equipe:Frank Santos Oliveira – 17002André Silveira Turrioni - 16990
Professor: Élcio R. Barrak
Capítulo 2
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.
• 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.
Leis simples de combinação química conhecidas na época
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 simplesde 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
• PREFIXO + AFIXO + SUFIXO:
• Prefixo: indica o número de átomos de carbono
pertencentes à cadeia principal. Ex:
1C = met- 6C = hex- 11C = undec-2C = et- 7C = hept- 12C = dodec-3C = prop- 8C = oct- 13C = tridec-4C = but- 9C = non- 15C = pentadec-5C = pent- 10C = dec- 20C = eicos-
Da química orgânica, a química do carbono.
• Afixo ou infixo: indica o tipo de ligação entre os carbonos:
todas simples = an duas duplas = dien uma dupla =en
três duplas = trien uma tripla = in duas triplas = diin
• Sufixo: indica a função química do composto orgânico.
• Hidrocarboneto = -oÁlcool = -olAldeído = -alCetona = -onaÁcido carboxílico: -óicoAmina: -aminaÉter: -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