Classificação da Matéria (Substância e Alotropia), Introdução à Atomística, Modelo de Rutherford-Böhr e Distribuição Eletrônica

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Rafaela Neiva Lacerda
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Classificação da Matéria (Substância e Alotropia), Introdução à Atomística, Modelo de Rutherford-Böhr e Distribuição Eletrônica QUADRO CONCEITUAL Substância pura Formada por átomos ou moléculas

2 Classificação da Matéria (Substância e Alotropia), Introdução à Atomística, Modelo de Rutherford-Böhr e Distribuição Eletrônica QUADRO CONCEITUAL Substância pura Formada por átomos ou moléculas iguais apresentam propriedades físico-químicas próprias. As substâncias puras podem ser classificadas em: Substância simples Substancia formada por apenas um tipo de elemento químico Exemplos: Gás oxigênio (O 2), Gás cloro (Cl 2), Gás hélio (He), etc. Substância composta Formada por dois ou mais elementos Químicos Exemplos: Água H 2O, Amônia NH 3, Gás carbônico CO 2, etc. Misturas

3 Misturas são formadas por duas ou mais substancias (simples ou compostas), cada uma delas será denominada componente da mistura. Alotropia Quando uma substância simples varia o número de átomos, ou sua estrutura cristalina, outra substância é formada e a este fenômeno atribuímos o nome de Alotropia. Em resumo a Alotropia ocorre quando um mesmo elemento químico forma duas ou mais substâncias simples diferentes. Exemplos: Gás oxigênio (O 2) e Gás Ozônio (O 3), Enxofre Rômbico e Enxofre Monoclínico, Carbono grafita e Carbono diamante. Introdução à atomística Partícula Símbolo Carga Massa Relativa Próton p +1 1 Nêutron n 0 1 Elétron _ e -1 Desprezível Representação de um elemento químico Número Atômico (Z): Número de prótons presente no núcleo de cada átomo. Z=p Número de Massa (A): Soma da massas das partículas subatômicas.

A=p+n Átomo Neutro: p=e - Íons: p e - Cátion perde elétrons carga positiva Ânions ganha elétrons carga negativa Isótopos Isóbaros Isótonos Prótons = Massa = Nêutrons =

4 A=p+n Átomo Neutro: p=e - Íons: p e - Cátion perde elétrons carga positiva Ânions ganha elétrons carga negativa Isótopos Isóbaros Isótonos Prótons = Massa = Nêutrons = Modelo atômico de Rutherford - Bohr Subníveis de energia Subnível N Máximo de elétron S 2 P 6 D 10 f 14 Distribuição eletrônica Diagrama de distribuição eletrônica de Linus Pauling

Exemplos: 12Mg: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 21Sc: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 1 Exemplos em Íons: Cátion: 20Ca 2+ :1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 (perdeu dois elétrons-carga positiva

As substâncias químicas podem ser classificadas em simples ou compostas. Indique a alternativa que apresenta três substâncias simples e duas compostas.

5 Exemplos: 12Mg: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 21Sc: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 1 Exemplos em Íons: Cátion: 20Ca 2+ :1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 (perdeu dois elétrons-carga positiva 2+) Ânion: 17Cl - : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 (ganhou um elétron-carga negativa 1-) Exercícios de Aula CLASSIFICAÇÃO DA MATÉRIA 1. As substâncias químicas podem ser classificadas em simples ou compostas. Indique a alternativa que apresenta três substâncias simples e duas compostas. a) H 2O, Hg, HI, Fe, H 2S b) Au, O 2, CO 2, HCl, NaCl, c) S, O 2, O 3, CH 4, CO 2 d) H 2SO 4, Cu, H 2, O 2 e) Au, Ag, Cl 2, H 2CO 3, H 2 2. (Mack-2004) O esquema acima representa um conjunto de substâncias. É INCORRETO afirmar que esse sistema contém:

6 a) sete átomos no total. b) três substâncias diferentes. c) átomos de três elementos químicos diferentes. d) duas substâncias puras compostas. e) duas substâncias puras simples. INTRODUÇÃO À ATOMÍCIDADE 3. (FEI) São dadas as seguintes informações relativas aos átomos X, Y e Z. I. X é isóbaro de Y e isótono de Z. II. Y tem número atômico 56, número de massa 137 e é isótopo de Z. III. O número de massa de Z é 138 O número atômico de X é: a) 53 b) 54 c) 55 d) 56 e) (Mack)- Quando o isótopo do hidrogênio, 1H 1, cede um elétron, resulta numa espécie química constituída unicamente por a) um nêutron. b) um próton. c) dois elétrons, igual ao He(Z=2). d) um próton e um elétron. e) um próton, um elétron e um nêutron. DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA 5. (Vunesp) Para o elemento químico de Z=28, a distribuição eletrônica é: a) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 b) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 2 4s 2 4p 6 c) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 4p 6 5s 2 d) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 8

7 6. O titânio (Z = 22) é muito utilizado atualmente, quando se deseja um material de difícil oxidação. Sobre esse elemento, são feitas as seguintes proposições: I) Possui 12 elétrons na camada M. II) Apresenta 4 camadas eletrônicas. III) Apresenta 8 elétrons no subnível s. IV) O seu subnível mais energético é o subnível 4s. São corretas: a) II, III e IV. b) II e IV c) III e IV. d) II e III. e) Todas Exercícios de Casa CLASSIFICAÇÃO DA MATÉRIA 1. (UFSCar-SP Modificado) Diversos gases formam a atmosfera da Terra, sendo que a quantidade de alguns deles vem aumentando por ação antropogênica, o que pode causar problemas. O oxigênio, em suas diferentes formas alotrópicas, tem funções distintas e essenciais para a manutenção da vida no planeta. Escreva a fórmula química das duas formas alotrópicas mais comuns do oxigênio, apontando a função de cada uma delas relacionada com a manutenção da vida na Terra. a) O gás vital; O 2 essencial na respiração b) O 2 gás essencial na respiração; O 3 camada de ozônio c) O 3 gás essencial na respiração; O 2 poluente na troposfera d) O 3 poluente na troposfera; O 2 poluente na estratosfera e) O 2 camada que absorve ultravioleta; O 3 essencial na respiração 2. Qual das alternativas abaixo apresenta somente substâncias compostas: a) N 2, P 4, S 8. b) CO, He, NH 3.

8 c) CO 2, H 2O, C 6H 12O 6. d) N 2, O 3, H 2O. e) H 2O, I 2, Cl (FUVEST) Ar, gás carbônico, iodo, latão, ouro 18 quilates. Se esses materiais forem classificados em substâncias puras e misturas, pertencerão ao grupo das substâncias puras: a) ar, gás carbônico e latão b) iodo, ouro 18 quilates c) gás carbônico, latão e iodo d) ar, ouro 18 quilates 4. Alotropia é o fenômeno pelo qual: a) podem existir átomos do mesmo elemento com diferentes massas. b) podem existir átomos de diferentes elementos com a mesma massa. c) podem existir diferentes substâncias compostas, formadas a partir do mesmo elemento. d) podem existir substâncias simples diferentes, formadas pelo mesmo elemento. 5. (UNESP) O gráfico representa a curva de resfriamento, temperatura em função do tempo, de uma substância pura à pressão de uma atmosfera. Temperatura (kelvin) x Tempo (minutos) a) Indicar o fenômeno que ocorre em cada região da curva representada pelas letras, A, B, C, D e E.

9 b) Indicar o estado da substância pura a 1 atmosfera e 25 C (298K) INTRODUÇÃO À ATOMICIDADE E DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA 6. Considere a representação: 3Li 7 O átomo assim representado apresenta quantos(as): a) Prótons? b) Nêutrons? c) Elétrons? d) Partículas nucleares? e) Partículas na parte periférica do átomo? f) Partículas com carga elétrica positiva? g) Partículas com carga elétrica negativa? 7. (UNESP) Os agentes de cor, como o próprio nome sugere, são utilizados na indústria para a produção de cerâmicas e vidros coloridos. Tratam-se, em geral, de compostos de metais de transição e a cor final depende, entre outros fatores, do estado de oxidação do metal, conforme mostram os exemplos na tabela a seguir. Coloração Agente de cor Estado de oxidação Número atômico Verde Cr (crômio) Cr Amarelo Cr (crômio) Cr Marrom-Avermelhado Fe (ferro) Fe Verde-azulado Fe (ferro) Fe Azul claro Cu (cobre) Cu Com base nas informações fornecidas na tabela, é correto afirmar que: a) o número de prótons do cátion Fe 2+ é igual a 24. b) o número de elétrons do cátion Cu 2+ é 29. c) Fe 2+ e Fe 3+ não se referem ao mesmo elemento químico. d) o cátion Cr 3+ possui 21 elétrons. e) no cátion Cr 6+ o número de elétrons é igual ao número de prótons.

10 8. (FUVEST) Um ânion bivalente de um dado elemento possui elestrofera com 10 elétrons. Esse ânion deve possuir também: a) 10 nêutrons. b) 5 nêutrons e 5 prótons. c) 8 nêutrons e 2 prótons. d) 10 prótons. e) 8 prótons. 9. (MACK) Assinale a alternativa incorreta: b) Isótopos são átomos de diferentes números atômicos e iguais número de nêutrons. d) Isótonos são átomos de elementos diferentes e iguais número de nêutrons 10. Faça a distribuição eletrônica em subníveis. I. 12Mg 24 : II. 15P 31 : III. 19K 39 :

11 Gabarito Exercícios de Aula 1. C 2. D 3. C 4. B 5. D 6. D Exercícios de Casa 1. B 2. C 3. E 4. D 5. a) A resfriamento do gás, B condensação, C Resfriamento do líquido, D solidificação e E resfriamento do sólido b) Estado líquido 6. a)3, b)4, c)3, d)7, e)3, f)3, g)3 7. D 8. E 9. B 10. I. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 II. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 III. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1

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