ESPCEX QUIMICA

Química 1

EsPCEx

Apos�la de Química para a EsPCEx.

Elaborada pela Professora Carla Azevedopara o Curso Caxias e Editora Curso caxias.

Carla Azevedo é graduanda em Química (UFSM) e ministra aulas em cursos preparatórios para área militar,

pré-ves�bulares e Ensino Médio desde 1997.

EsPCEx – Química 1

ÍNDICE

O que vem a ser Química? ................................................................................................................................. 1

Fenômenos ......................................................................................................................................................... 7

Processo de Separação de Misturas................................................................................................................ 10

A Estrutura do Átomo ...................................................................................................................................... 13

O Modelo Atômico Atual ................................................................................................................................. 15

O Modelo Quântico ......................................................................................................................................... 23

Tabela Periódica dos Elementos ..................................................................................................................... 26

Exercícios Complementares ............................................................................................................................ 32

Exercícios Complementares ............................................................................................................................ 32

Ligações Químicas ............................................................................................................................................ 38

Ligações Covalente e Covalente Dativa .......................................................................................................... 41

Geometria Molecular ...................................................................................................................................... 48

Polaridade das Ligações................................................................................................................................... 50

Polaridade das Moléculas................................................................................................................................ 51

Bibliografia ....................................................................................................................................................... 54

E S P C E X

1 www.cursocaxiassm.com.br

Uma das definições de Química encontradas em um dicionário é a seguinte: “Ciência que estuda a estrutura das substancias, correlacionando-a com as propriedades macroscó-picas, e se investigam

as transformações destas substâncias.” (Novo Aurélio - Século XXI). Assim, podemos dizer que a Química é a Ciência que ocupa uma posição central, sendo fundamental em todos os

campos do conhecimento humano. Assim, podemos dizer que a Química é a Ciência que ocupa uma posição central, sendo fundamental em todos os

campos do conhecimento humano.

Conceitos Fundamentais

Matéria: tudo que ocupa lugar no espaço e tem massa. A matéria nem sempre é visível. O ar é um exemplo disso.

Energia: na verdade, não existe uma definição satisfatória de energia. Contudo, pode-se afirmar que o conceito de energia está diretamente relacionado à realização de trabalho e ao fato de a energia provocar modificações na matéria, além de ser interconversível em suas várias formas.

Massa: a quantidade de matéria que existe num corpo. Para determinação, usa-se um aparelho chamado balança.

Quilograma (Kg) 1000g ou 103g Grama (g) 1g ou 100g

Miligrama (mg) 0,001g ou 10-3g

Volume: é a extensão de espaço ocupado por um corpo

m3 1000dm3 ou 1000L

dm3 ou L 1dm3 ou 1L cm3 ou mL 10-3dm3 ou 10-3L

Temperatura: corpo e com a capacidade desse corpo de transmitir ou receber calor, relaciona-se com o estado de agitação das partículas que formam um corpo e com a capacidade desse corpo de transmitir ou receber calor.

Densidade: é a relação (razão) entre a massa

de um material e o volume por ele ocupado.

Constituição da Matéria Atualmente, não há dúvidas de que toda a

matéria seja formada por minúsculas partículas, denominadas átomos. Essa idéia foi proposta pelos filósofos gregos Leucipo e Demócrito (400 a.C.).

Em 1808, baseado em fatos experimentais, o cientista britânico John Dalton formula uma teoria atômica para explicar a constituição da matéria.

Teoria Atômica de Dalton

Essa teoria possibilitaria, posteriormente, a criação do primeiro modelo do átomo e expressa, em termos gerais, o seguinte:

A matéria é constituída de pequenas

partículas esféricas, maciças e indivisíveis denominadas átomos.

Um conjunto de átomos com as

mesmas massas e tamanhos apresenta as mesmas propriedades e constitui um elemento químico.

Elementos químicos diferentes

apresentam átomos com massas, tamanhos e propriedades diferentes.

A combinação de átomos de

elementos diferentes, numa proporção de números inteiros, origina substâncias diferentes.

Os átomos não são criados nem

destruídos: são simplesmente rearranjados, originando novas substâncias.

O que vem a ser Química?O que vem a ser Química?O que vem a ser Química?O que vem a ser Química?

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Mistura de gases é sempre HOMOGÊNEA.

Classificação da Matéria Substâncias: conjunto de átomos com as

mesmas propriedades químicas. A classificação das diferentes substâncias é

feita de acordo com sua composição. SUBSTÂNCIA PURA: tipo de matéria formada

por unidades químicas iguais, sejam átomos, sejam moléculas, e por esse motivo apresentando propriedades químicas e físicas próprias.

As substâncias puras podem ser classificadas como simples e compostas.

SUBSTÂNCIAS SIMPLES: quando a

substância é formada por um ou mais átomos de um mesmo elemento químico é classificada como substância pura simples ou, simplesmente, substância simples.

Exemplos:

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SUBSTÂNCIAS COMPOSTAS: quando a

substância é formada por dois ou mais elementos químicos, ela é classificada como substância pura composta ou, simplesmente, substância composta.

Exemplos:

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Mudanças de Estado Físico

Vaporização

MISTURA: é formada por duas ou mais substâncias, cada uma delas sendo denominada componente. Tipos de misturas: de acordo com o aspecto visual de uma mistura, podemos classificá-la em função do seu

número de fases (cada uma das porções que apresenta aspecto visual homogêneo (uniforme), o qual pode ser contínuo ou não, mesmo quando observado ao microscópio comum).

MISTURA HOMOGÊNEA ou SOLUÇÕES: toda mistura que apresenta uma única fase. Exemplos: _________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________


MISTURA HETEROGÊNEA: toda mistura que apresenta pelo menos duas fases.


Exercícios: O que vem a ser Química? 1. (Uepg 2013) Quanto às características das substâncias puras e das misturas, assinale o que for correto. 01) Misturas sólidas homogêneas não podem ser consideradas soluções. 02) Densidade e ponto de ebulição são propriedades que podem diferenciar uma substância pura de uma mistura. 04) O ponto de ebulição de uma substância pura não sofre a influência da pressão atmosférica. 08) Uma substância pura sempre constituirá um sistema monofásico. 16) Misturas azeotrópicas são misturas homogêneas com ponto de fusão constante.

2. (G1 - cps 2012) Nas cidades, o saneamento básico envolve o tratamento da água que será fornecida para a população, e este deve ser feito em uma estação de tratamento de água (ETA). Em uma das etapas desse processo, o gás cloro é borbulhado na água ocorrendo a reação química representada por:

2 2C H O HC HC O+ → +l l l

Na reação dada, temos a) uma transformação física. b) quatro substâncias compostas. c) duas substâncias simples como produtos da

reação. d) uma substância simples e três substâncias

compostas. e) duas substâncias simples e duas substâncias

compostas.

3. (Fuvest 2012) Na obra O poço do Visconde, de Monteiro Lobato, há o seguinte diálogo entre o Visconde de Sabugosa e a boneca Emília:

- Senhora Emília, explique-me o que é hidrocarboneto. A atrapalhadeira não se atrapalhou e respondeu: - São misturinhas de uma coisa chamada hidrogênio com outra coisa chamada carbono. Os carocinhos de um se ligam aos carocinhos de outro.

Nesse trecho, a personagem Emília usa o vocabulário informal que a caracteriza. Buscando-se uma terminologia mais adequada ao vocabulário utilizado em Química, devem-se substituir as expressões “misturinhas”, “coisa” e “carocinhos”, respectivamente, por: a) compostos, elemento, átomos. b) misturas, substância, moléculas. c) substâncias compostas, molécula, íons. d) misturas, substância, átomos. e) compostos, íon, moléculas.

4. (Ita 2012) A figura representa a curva de aquecimento de uma amostra, em que S, L e G significam, respectivamente, sólido, líquido e gasoso. Com base nas informações da figura é CORRETO afirmar que a amostra consiste em uma

a) substância pura. b) mistura coloidal. c) mistura heterogênea. d) mistura homogênea azeotrópica. e) mistura homogênea eutética.

5. (G1 - ifce 2012) A tabela abaixo apresenta os

valores de algumas propriedades físicas de 3 substâncias:

Substância Temperatura de Fusão ºC

Temperatura de Ebulição ºC

Densidade g/cm3

Álcool - 114,5 78,4 0,789 Acetona - 94,8 56,2 0,791 Naftalina 80,2 218,5 1,145

Analisando-se os dados contidos na tabela, é correto afirmar-se que a) a acetona evapora mais dificilmente que o álcool. b) as 3 substâncias encontram-se no estado líquido a

60 ºC. c) a pressão normal 1kg de água entraria em ebulição

com maior dificuldade que 1kg de álcool. d) a densidade é a propriedade mais adequada, para

distinguir o álcool da acetona. e) a naftalina, a temperatura ambiente, ficaria boiando

na superfície da água.


6. (G1 - utfpr 2012) Na Química, para se caracterizar um determinado material são utilizadas, dentre outras, quatro constantes físicas: ponto de fusão, ponto de ebulição, densidade e solubilidade que constituem um “quarteto fantástico”. Em um laboratório, foram obtidos os dados da tabela abaixo, relativos a propriedades específicas de amostras de alguns materiais.

Considerando os dados da tabela, analise as afirmações seguintes.

I. À temperatura de 25 C,° os materiais C e D estão no estado líquido.

II. Massa e volume são propriedades específicas de cada material.

III. Se o material B for insolúvel em D, quando for adicionado a um recipiente que contenha o material D ele deverá afundar.

IV. Se o material A for insolúvel em D, quando for adicionado a um recipiente que contenha o material D ele deverá flutuar.

V. À temperatura de 20 C,° a densidade do material C

é igual a 0,74 g mL.

Das afirmações acima, são corretas, apenas: a) I, III e V. b) II, III e IV. c) III, IV e V. d) I e V. e) I, III e IV.

7. (Ufsc 2011) Considere a curva de aquecimento de uma substância sólida até seu estado gasoso, em função do tempo, à pressão de 1 atmosfera.

De acordo com as informações do enunciado e com o gráfico acima, assinale a(s) proposição(ões) correta(s). 01) No tempo t2 coexistem sólido e líquido. 02) A temperatura T2 representa o ponto de ebulição da substância. 04) No intervalo de tempo t3 a t4, os estados líquido e vapor da substância coexistem a uma temperatura constante. 08) A curva de aquecimento mostra que a substância não é pura, mas sim, uma mistura homogênea simples. 16) O tempo t1 representa o início da vaporização da substância. 32) No intervalo de tempo t2 a t3, a substância se encontra no estado líquido a uma temperatura que varia de T1 a T2.

8. (Uepg 2011) Sobre a matéria, suas características e

seu comportamento, assinale o que for correto. 01) Misturas homogêneas são monofásicas e chamadas

de soluções. 02) A água é classificada como substância simples e

tem seu ponto de ebulição dependente da altitude. 04) Uma mistura de dois compostos, que em condições

ambiente são gases e encontram-se na forma pura, será sempre homogênea.

08) Nas misturas heterogêneas sólido-líquido, as fases podem ser separadas por processos como decantação, centrifugação e filtração.

16) Oxigênio (O2) e Ozônio (O3) são gases classificados como substâncias compostas.

9. (Ufla 2008) Considere os sistemas a seguir. Os sistemas I, II e III correspondem, respectivamente, a

a) mistura heterogênea, substância composta,

mistura heterogênea. b) mistura homogênea, substância simples,

mistura heterogênea. c) mistura homogênea, substância simples,

mistura homogênea. d) mistura homogênea, substância composta,

mistura heterogênea.

10. (G1 - cftmg 2008) As figuras a seguir constituem os sistemas fechados, nos quais as bolinhas representam átomos.

Considerando-se as ilustrações, as misturas são representadas por: a) I e II. b) III e IV. c) I, III e IV d) II, III e IV.

Mate-riais

Massa (g) a

20 C°

Volume 3(cm )

Temperatura de Fusão

(°C)

Temperatura de Ebulição

(°C)

A 115 100 80 218 B 174 100 650 1120 C 74 100 – 40 115 D 100 100 0 100


11. (Uel 2007) Um rapaz pediu sua namorada em casamento, presenteando-a com uma aliança de ouro 18 quilates. Para comemorar, sabendo que o álcool é prejudicial à saúde, eles brindaram com água gaseificada com gelo, ao ar livre. Os sistemas: ouro 18 quilates, água gaseificada com gelo e ar atmosférico, são, respectivamente: a) Substância heterogênea, mistura heterogênea

e mistura homogênea. b) Mistura heterogênea, mistura homogênea e

substância homogênea. c) Substância homogênea, mistura heterogênea

e mistura homogênea. d) Mistura homogênea, mistura heterogênea e

mistura homogênea. e) Mistura heterogênea, substância homogênea

e substância heterogênea.

12. (G1 - cftsc 2007) Observe as figuras a seguir, onde os átomos são representados por esferas e cada tamanho representa um átomo diferente. Depois, assinale a alternativa VERDADEIRA:

a) Nas figuras 1 e 2 encontramos somente substâncias simples.

b) As figuras 1 e 3 representam misturas. c) Na figura 2 estão representados 14 elementos

químicos. d) Durante uma mudança de estado físico, a

temperatura permanece constante para as amostras representadas nas figuras 2 e 3.

e) Na figura 3 estão presentes 6 substâncias.

GabaritoGabaritoGabaritoGabarito 1. 02 2. D 3. A 4. E 5. C

6. A 7. 38 8. 13 9. D 10. C

11. D 12. D


FENÔMENOS: fenômeno é toda transformação ou acontecimento da natureza

FENÔMENOS FÍSICOS ou INTERMOLECULARES Transformações em que a estrutura íntima da matéria não se modifica. Ex.: ______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

FENÔMENOS QUÍMICOS ou INTRAMOLECULARES Transformações onde ocorre uma reação química: formam-se novas substâncias. Ex.: ______________________________________________________________________________

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ALOTROPIA: quando um mesmo elemento é capaz de formar duas ou mais substâncias simples diferentes, dizemos que ocorre um fenômeno denominado alotropia.

As substâncias simples diferentes denominam-se variedades alotrópicas do referido elemento. Exemplos: _________________________________________________________________________________

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Exercícios: Fenômenos 1. (Upe 2013) Uma turma de estudantes de uma escola participou de uma atividade denominada “Tudo o que se vê não é igual ao que a gente viu há um segundo” em um laboratório de uma universidade. Essa atividade envolvia a realização de quatro experimentos (I, II, III e IV). O relato dos procedimentos dessa atividade experimental está descrito a seguir: I. Submergiu-se uma palha de aço em uma solução de sulfato de cobre, e, rapidamente, a superfície desse material ficou com uma tonalidade vermelho-amarronzada. II. Arrastou-se um bastão de vidro no fundo do béquer contendo uma solução saturada de CuSO4, e, instantaneamente, observou-se uma rápida deposição de muitos cristais. III. Adicionou-se, sob agitação, magnésio em pó a um balão de destilação contendo uma solução de brometo de etila em éter etílico. Inicialmente, a mistura ficou heterogênea, com um tom cinza, mas, muito rapidamente, tornou-se límpida, incolor e transparente. IV. Transferiu-se um pequeno volume de ácido sulfúrico concentrado para um béquer comprido contendo um pouco (uma colher) de sacarose (C12H22O11). Imediatamente, verificou-se a produção de fumaça e a formação de um sólido preto que ocupou todo o volume da vidraria. Em quais desses experimentos ocorreu uma transformação química? a) I e II, apenas. b) I e IV, apenas. c) II e III, apenas. d) III e IV, apenas. e) I, III e IV, apenas.

2. (G1 - ifsp 2012) Alguns fenômenos envolvendo a matéria liberam energia, outros requerem o fornecimento de energia para ocorrer e podem ser de natureza física ou química. O fenômeno da combustão está envolvido em diversos processos industriais. Sobre a combustão, pode-se afirmar que é um fenômeno a) químico endotérmico, pois a matéria produzida é

menos estável do que a que sofreu combustão. b) químico endotérmico, pois envolve geração de

calor. c) físico, porque não altera a composição da matéria

combustível. d) químico exotérmico, pois libera mais energia do

que a necessária para desencadear esse fenômeno.

e) físico, uma vez que não envolve reação química.

3. (G1 - cftmg 2012) Para iniciar o preparo de um bolo de maçã, uma dona de casa acendeu a chama de um forno a gás, usando fósforos. Em seguida, descascou e cortou as maçãs, acrescentando-as à mistura da massa já preparada, levando-a para o forno pré-aquecido. Com o passar do tempo, o volume do bolo expandiu devido ao fermento adicionado e, após o período de cozimento, a dona de casa retirou o bolo para servir um lanche que seria acompanhado de sorvete. Ao abrir a geladeira, verificou que o mesmo estava derretendo.

Após o lanche, recolheu as sobras das maçãs, em processo de escurecimento, para descartá-las.

As sequências destacadas correspondem, respectivamente, a fenômenos a) químico, físico, físico e físico. b) físico, físico, químico e químico. c) físico, químico, químico e físico. d) químico, químico, físico e químico.

4. (G1 - utfpr 2012) Observe atentamente os processos cotidianos abaixo: I. A secagem da roupa no varal; II. A queima do carvão; III. A filtração da água pela vela do filtro; IV. Enferrujamento de uma peça de ferro; V. Azedamento do leite. Constituem fenômenos químicos: a) II e V apenas. b) II, IV e V apenas. c) I, III e IV apenas. d) I, II e III apenas. e) I, II, III, IV e V.

5. (G1 - utfpr 2012) Observe atentamente os processos abaixo:

I. Efervescência ocorrida ao se colocar água oxigenada sobre um ferimento. II. A imagem de uma célula é ampliada por um microscópio. III. Combustão do álcool no motor de um automóvel. IV. A luz do sol incide sobre um espelho e é refletida. V. Palha de aço umedecida passando, com o tempo, de acinzentada para avermelhada.

Constituem fenômenos químicos: a) I e III apenas. b) II, IV e V apenas. c) I, III e V apenas. d) I, II e III apenas. e) I, II, III, IV e V.

6. (G1 - utfpr 2011) Muitos dos fenômenos químicos e físicos que ocorrem diariamente têm implicações na vida humana. Fenômenos como a digestão, corrosão metálica, combustão, evaporação, etc são de importância econômica, biológica e industrial. A alternativa que relaciona somente fenômenos químicos é: a) digestão, evaporação, enferrujamento metálico. b) digestão, combustão, fotossíntese. c) amassamento de uma lata, chuva, digestão. d) amassamento de uma lata, evaporação, amassar uma

folha de papel. e) digestão, fotossíntese, chuva.


7. (Ufsc 2010) O alambique tem sido utilizado desde tempos remotos. É um equipamento empregado na obtenção de aguardente (contendo etanol), pela destilação do caldo de cana-de-açúcar fermentado. O bagaço da cana-de-açúcar faz parte da biomassa que sobra na produção de etanol, seja em alambiques ou em usinas de etanol combustível. Alternativamente, novas tecnologias estão estudando o uso da biomassa para produção do “etanol de segunda geração” e, neste caso, a degradação da celulose poderá fornecer os açúcares necessários para a fermentação. Com relação às informações acima, identifique se são verdadeiras (V) ou falsas (F) as afirmativas a seguir. ( ) A fermentação da cana-de-açúcar é um exemplo de fenômeno físico. ( ) Se as capacidades de dois alambiques estão na razão de 3/5 e o primeiro destila 45.000 litros de etanol por ano, então o segundo destilará 75.000 litros por ano. ( ) Na destilação do caldo de cana fermentado o etanol sofre ebulição. ( ) A massa molar do etanol (C2H6O) é igual a 46,06 g.mol1. Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo. a) F – V – F – F b) F – V – V – V c) V – V – F – V d) V – F – V – F

8. (Pucpr 2010) Os fenômenos a seguir são exemplos de fenômenos químicos: I. O vinho, que é transformado em vinagre pela ação da bactéria Acetobacter acetil. O leite, que é transformado em coalhada pela a ação dos microorganismos Lactobacillus bulgaricus e Streptococcus themophilus. II. A planta captura CO2 da atmosfera e o transforma em seiva, liberando O2. III. O processo de digestão dos alimentos. IV. O ímã atrai a limalha de ferro sob a ação magnética. V. É possível transformar o metal cobre em fios e em lâminas. a) Apenas as assertivas I e II estão corretas. b) Apenas a assertiva I está correta. c) Todas as assertivas estão corretas. d) Apenas a assertiva II está correta. e) Apenas as assertivas I, II e III estão corretas.

GabaritoGabaritoGabaritoGabarito 1. E 2. D 3. D 4. B 5. C

6. B 7. B 8. E


Processo de Separação de MisturasProcesso de Separação de MisturasProcesso de Separação de MisturasProcesso de Separação de Misturas

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