Química. Prof. Willyan Machado Giufrida

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Eliana Regueira Ferretti
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2 Matéria é o material físico do universo; é tudo que tem massa e ocupa espaço. Matéria em nosso planeta origina-se de uma combinação de aproximadamente apenas cem substâncias básicas ou elementares chamadas de elementos. Cada elemento é composto de um único tipo de átomo, que são suas partículas infinitamente pequenas. Os átomos podem se combinar para formar diferentes moléculas nos quais dois ou mais átomos se ligam.

3 A Matéria é uma combinação de muitos elementos, por exemplo, a água: Não é que a matéria obedeçe às leis da natureza; mais especificamente, as leis da natureza descrevem o comportamento da matéria

4 ELEMENTOS QUIMICOS combinam-se para formar moléculas, a água por exemplo forma-se através da combinação de dois elementos químicos diferentes, dois átomos de hidrogênio se ligam a um átomo de oxigênio. H H + O H 2 O

5 A Matéria pode ser classificada de acordo com a característica que sua composição apresenta como caráter de uniformidade, pureza e agrupamento de elementos e/ou vários compostos.

6 Composto químico: Duas ou mais substancias elementares diferentes unidas por uma ligação química

8 Algumas Moléculas:

11 há dois tipos gerais de ligação química em compostos: iônica e covalente ligações iônicas resultam quando elétrons são transferidos entre átomos, resultando em íons de cargas opostas que se atraem em geral, átomos metálicos ligados a átomos de não-metais ligações covalentes resultam quando dois átomos compartilham parte de seus elétrons em geral, na ligação entre átomos de não metais

12 Composto químico:

13 Mistura Homogênea: Soluto: é a substância que, em geral, encontra-se em menor quantidade em uma mistura estando dissolvida pelo solvente; Solvente: substância que dissolve o soluto. Para exemplificar o conceito de solvente e soluto, pode-se citar o açúcar dissolvido na água, ou ainda, o oxigênio dissolvido na mistura de nitrogênio, constituindo o ar que respiramos. Mistura Heterogênea: Sistemas monofásicos têm uma única fase e, portanto, são sistemas ou misturas homogêneas; Sistemas bifásicos têm duas fases, são sistemas heterogêneos; Sistemas trifásicos têm três fases distintas, são sistemas heterogêneos; Sistemas polifásicos têm mais de três fases distintas.

14 Propriedades da Matéria: Propriedades Químicas: São aquelas que caracterizam quimicamente as substâncias. Vale destacar reações químicas, que são as transformações que os materiais sofrem para produzir outros materiais. (ex. combustão a capacidade de uma substância queimar-se na presença de oxigênio). As equações químicas são representações das transformações dos reagentes e produtos por meio de fórmulas químicas. Por exemplo, a combustão da gasolina pode ser representada pela equação:

15 Propriedades da Matéria: Propriedades físicas: São um conjunto de características dos materiais puros, os quais podemos usar para identifica-los, podem ser medidas sem alterar a identidade e a composição das substâncias (ex. odor, densidade, ponto de fusão, ponto de ebulição e dureza).

massa de um material pelo seu respectivo volume.

16 Propriedades da Matéria: Densidade: Para a química a densidade (d) pode ser determinada como a razão entre a massa de um material pelo seu respectivo volume. É definida como a quantidade de massa em unidade de volume da substância:

17 Por exemplo: Qual é a densidade do ferro, sabendo que uma lâmina desse material com 5 cm de comprimento, 2 cm de largura e 1 cm de espessura tem massa de 78,6 g? Outra maneira de medirmos a densidade de um material é pesarmos o mesmo e colocarmos dentro de um recipiente volumétrico calibrado contendo água Por exemplo: colocamos uma placa de um material com massa de 125,4 g em uma proveta contendo 30 ml de água, conforme ilustrado na figura ao lado.

18 Exercício: 01 O etilenoglicol C 2 H 6 O 2, é um ingrediente do fluido anticongelante para radiadores de automóveis. Sua densidade é 1,11 g/cm 3 a 20 C. Se você precisa de exatamente 500 ml desse líquido, qual é a massa necessária do composto em gramas? 02 Um químico necessita de 2,00 g de um composto líquido com densidade de 0,718 g/cm 3. Que volume do composto é necessário? 03 Uma amostra de metal desconhecido é colocada em uma proveta que contém água.

19 A massa da amostra é 37,5 g, e os níveis da água antes e depois da colocação de cada amostra na proveta são mostrados na figura. A amostra consiste mais provavelmente em qual dos metais listados a seguir? (a) Mg, d = 1,74 g/cm 3 (b) Fe, d = 7,87 g/cm 3 (c) Ag, d = 10,5 g/cm 3 (d) Al, d = 2,70 g/cm 3 (e) Cu, d = 8,96 g/cm 3 (f) Pb, d = 11,3 g/cm 3

20 Mudanças Físicas e Químicas: Mudanças físicas: uma substância apresenta alteração em sua aparência física e não em sua composição. Ex.: A mudança de estado da água Sólido parta Líquido e Líquido para Gasoso.

22 Mudanças Físicas e Químicas: Mudanças Químicas (reações químicas): Uma substância é transformada em outra substância quimicamente diferente. Ex.: Quando o hidrogênio queima no ar. Reação química: 2H 2 + O 2 => 2H 2 O.

23 Temperatura

24 Exemplos: 1 - O Nitrogênio ferve a 77 K. Qual é essa temperatura em graus Celsius? 2 Muitos laboratórios usam 25 ºC como temperatura padrão. Qual é essa temperatura em Kelvin? 3 - Se a previsão do tempo diz que a temperatura do dia atingirá 33,7 C. Qual será a temperatura prevista em (a) F e (b) K?

27 Como o número de prótons define a espécie de átomo, ele passou a ser chamado de número atômico, simbolizado pela letra Z.

28 Elemento químico é um conjunto de átomos com o mesmo número atômico. Hidrogênio átomos que possuem 1 próton; Carbono átomos que possuem 6 prótons; Oxigênio átomos que possuem 8 prótons; Enxofre átomos que possuem 16 prótons.

29 Como determinar o número de partículas subatômicas no átomos? Quantos prótons, neutros e elétrons existem em um átomo de: a) 197 Au b) Estrôncio 90 Qual destes átomos tem o maior número de nêutrons em seu núcleo? a) 148 Eu, b) 157 Dy, c) 149 Nd, d) 162 Ho, e) 159 Gd. O Magnésio tem três isótopos com números de massa 24, 25 e 26. a) Escreva o símbolo químico completo para cada um deles. b) Quantos nêutrons há nos átomos de cada isótopo?

UNIDADE DE MASSA ATÔMICA (uma ou u) 1 uma = 1,661 x 10-24 g. 1g = 6,02214 x 10 23 uma.

30 UNIDADE DE MASSA ATÔMICA (uma ou u) 1 uma = 1,661 x g. 1g = 6,02214 x uma. 1 mol = 6, x partículas. o número de átomos presente em exatamente 12 g do isótopo do carbono-12

MASSA ATÔMICA MÉDIA A massa atômica de um elemento químico é dada pela média ponderada das massas atômicas de seus isótopos, onde a porcentagem com que cada aparece na natureza

31 MASSA ATÔMICA MÉDIA A massa atômica de um elemento químico é dada pela média ponderada das massas atômicas de seus isótopos, onde a porcentagem com que cada aparece na natureza é o peso. Exemplo: 1) O cloro possui dois isótopos de pesos atômicos 35 Cl e 37 Cl, com porcentagens respectivamente iguais a 75,78% e 24,22%. Calcule a massa atômica média do Cl.

32 2) São encontrados três isótopos de silício na natureza: 28 Si (92,23%), massa atômica 27,97693 uma; 29 Si (4,68%), massa atômica 28,97649 uma; e 30 Si (3,09%), massa atômica 29,97377 uma. Calcula a massa atômica do silício.

tendem a ganhar elétrons para não formar ânions.

33 ÍONS E COMPOSTOS IÔNICOS Em geral, os átomos de metal tendem a perder elétrons para formar cátions, e átomos de não metal tendem a ganhar elétrons para não formar ânions. Assim, compostos iônicos costumam ser metais ligados a não metais, como NaCl.

34 Exemplo: 1) Dê o símbolo químico, incluindo sobrescritos para indicar o número de massa, para: a) o íon com 22 prótons, 26 nêutrons e 19 elétrons. b) o íon de enxofre, que tem 16 nêutrons e 18 elétrons. 2) Em qual dos seguintes elementos o números de prótons é menor que o número de elétrons? a) Ti 2+, b) P 3-, c) Mn, d) Sc 4 2-, e) Ce 4+ 3) Quantos prótons, nêutrons e elétrons tem o íon 79 Se 2-?

35 COMPOSTOS IÔNICOS

36 Como identificar compostos iônicos e moleculares? Qual desses compostos você espera que sejam iônicos: N 2 O, Na 2 O, CaCl 2, SF 4? Compostos Iônicos são formados por uma metal + não metal Quais destes compostos são moleculares? CBr4, FeS, P4O6, PbF2?

38 Podemos escrever a fórmula empírica de um composto iônico se soubermos as cargas dos íons. Um vez que os compostos são eletricamente neutros, os íons de um composto iônico sempre ocorrem em uma proporção tal que a carga total positiva é igual à carga total negativa. (um Na+ para um Cl - ). Se as cargas diferirem, a carga de um íon será a carga sobrescrita (sem o sinal) do outro íon.

39 Exemplo: 1) Escreva a fórmula empírica do composto formado pelos íons: a) Al 3+ e Cl - ; b) Al 3+ e O 2- ; c) Mg 2+ e NO 3- ; 2) Para os seguintes compostos iônicos formados com S 2-, qual é a fórmula empírica para o íon positivo envolvido? a) Fe 2 S 3 ; b) MoS 2 ; c) K 2 S; d) Ag 2 S.

40 NOMENCLATURA As regras para a nomenclatura química são baseadas na divisão das substâncias em categorias. A principal divisão é entre compostos orgânicos e inorgânicos. Compostos Orgânicos: geralmente contém Carbono e Hidrogênio em combinação com Oxigênio, Nitrogênio ou outros elementos. Compostos Inorgânicos: todos os outros compostos.

41 Cátions: a) Cátions formados a partir de átomos de metal têm o mesmo nome que o metal: b) Se um metal formar cátions com diferentes cargas, a carga positiva será indicada por um algarismo romano entre parênteses após o nome do metal:

42 Um método um pouco mais antigo, porém ainda amplamente utilizado para distinguir íons de um metal com cargas diferentes, emprega-se as terminações oso e ico junto a raiz do nome latino do elemento. c) Cátions formados a partir de átomos de não metais têm nomes que terminam em io.

43 CÁTIONS MAIS COMUNS

45 Ânions: a) Os nomes dos ânions monoatômicos e alguns poliatômicos são formados ao substituir o final do nome do elemento pelo sufixo eto ou ido. b) Ânions poliatômicos que contêm oxigênio tem nomes terminados em ato ou ito e são chamados de oxiânios.

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