Componente de Química

Transcrição

1 Componente de Química 3. Elementos químicos Os elementos químicos conhecidos actualmente são 115 e todas as substâncias que existem são a pati deles constituídas. Assim sendo existem 115 difeentes tipos de átomos um po cada elemento químico. A palava átomo tem oigem numa palava gega que tem o significado de algo indivisível. Uma beve pespectiva da evolução do modelo atómico i.e. o modelo que pemitia explica o átomo ou seja um conjunto de ideias lógicas mas que obviamente não se vê pode se a seguinte: 00 AC Demócito sugee que todas as coisas são feitas de átomos o que levou pela pimeia vez à aceitação da descontinuidade da matéia 1805 John Dalton popõe a sua teoia atómica a qual está assente no pessuposto de que átomos do mesmo elemento são iguais e que os átomos de elementos difeentes se combinam paa foma compostos 1897 J. J. Thomson descobe o electão e popõe o seu modelo atómico o modelo do bolo de passas 1909 Enest Ruthefod descobe o potão 1910 Enest Ruthefod descobe o núcleo e avança com o seu modelo atómico centado na ideia de um núcleo com caga positiva em tono do qual se movimentam os electões 1913 Niels Boh popõe o seu modelo baseado na quantização da enegia do átomo sugeindo que os electões se dispõem em camadas enegéticas em tosno do núcleo 193 James Chadwick pova expeimentalmente a existência dos neutões Actualmente o modelo aceite é o modelo quântico o modelo da nuvem electónica Paulo José Santos Caiço Potugal Página 1 de 7

2 3.1 Constituição do átomo O modelo atómico actual considea que o átomo é constituído po um núcleo (núcleo atómico) e po uma nuvem electónica. Núcleo atómico zona cental do átomo na qual se encontam os potões (que possuem caga eléctica positiva) e os neutões (sem caga eléctica) sendo estas patículas designadas po nucleões. No entanto tanto os potões como os neutões são constituídos po patículas ainda mais pequenas os quaks. Nuvem electónica zonas de pobabilidade onde os electões estão em movimento. o A massa dos electões é muito infeio à dos potões e à dos neutões (ceca de 180 vezes meno). o Os átomos são electicamente neutos uma vez que o númeo de potões é igual ao númeo de electões. o Os electões ocupam um espaço muito maio que o ocupado pelo núcleo atómico assim como os quaks (ceca de vezes maio). o % do volume do átomo é espaço vazio! Cal Sagan dizia: Somos pincipalmente constituídos po vazio. Comente esta fase. Constução de um átomo inteactivo: Paulo José Santos Caiço Potugal Página de 7

3 3.1.1 Caacteização dos átomos dos difeentes elementos Númeo atómico (Z) o Cada elemento é caacteizado pelo seu pópio númeo atómico o qual dá a infomação aceca do númeo de potões dos átomos do mesmo elemento químico. Átomos do mesmo elemento possuem igual númeo de potões Átomos de elementos difeentes possuem difeente númeo de potões o Assim númeo atómico do elemento (Z) = númeo de potões dos átomos desse elemento. Númeo de massa (A) o O númeo de massa dá a infomação aceca do númeo total de nucleões. o Assim númeo de massa do átomo (A) = númeo de potões + númeo de neutões. o Átomos do mesmo elemento podem se difeentes pois podem apesenta difeente númeo de massa i.e. difeente númeo de neutões. Repesentação simbólica do átomo de um elemento químico o Repesentação genéica: A Z X o Repesentação específica: 1 H 1H 1H 6C 7N 8O o A epesentação é também utilizada paa as patículas que esultam de um qualque átomo po peda ou ganho de electões possuindo caga eléctica os iões dos quais os que possuem caga eléctica positiva são os catiões e os que possuem caga eléctica negativa os aniões Na 3.1. Difeentes átomos de um mesmo elemento químico o Todos os átomos do mesmo elemento possuem o mesmo númeo atómico. o Os átomos do mesmo elemento podem possui difeente númeo de massa devido à pesença de difeente númeo de neutões. o Átomos de um mesmo elemento que apesentem difeentes númeos de massa (igual númeo de potões e difeente númeo de neutões) são designados po isótopos. Paulo José Santos Caiço Potugal Página 3 de 7

4 3. Massa de átomos e moléculas A massa de um átomo é paticamente toda atibuída aos nucleões mas como as massas de cada potão e de cada neutão são efectivamente muito pequenas (ceca de 17 x 10-7 kg) os valoes das massas absolutas dos átomos são muito pequenos quando compaados com o padão de compaação paa a massa (1 kg). Existe então necessidade de estabelece outo padão de compaação mais consentâneo com a escala micoscópica. Esse padão de compaação é 1/1 da massa do átomo de cabono-1 (inicialmente foi usada a massa do átomo de hidogénio como massa-padão). Assim: o A massa atómica elativa (A ) dá-nos quantas vezes a massa de um átomo é maio que a massa-padão. o massa atómica elativa de He A massa atómica elativa de um elemento se este tive isótopos pode se calculada quando se conhece os isótopos que possui e a sua massa isotópica elativa e a sua espectiva abundância elativa. O que é que isto que dize? Consideemos o caso do elemento cloo Z = 17 e os seus isótopos 35 Cl 37 Cl dos quais se sabe que as abundâncias elativas são espectivamente 7577% e %. A massa isotópica do Cl é 397 e a massa isotópica do Cl é Então a massa atómica elativa do cloo é: 7577 x x3697 A ( Cl) = A ( Cl) = Assim: o A massa atómica elativa (A ) de um elemento é a média pesada das massas atómicas dos seus isótopos entando em linha de conta com as suas abundâncias elativas. e Paulo José Santos Caiço Potugal Página de 7

5 Uma molécula pode se constituída po átomos do mesmo elemento (e é a unidade estutual de uma substância molecula elementa) ou po átomos de difeentes elementos (e é a unidade estutual de uma substância molecula composta). A massa de uma molécula também vem expessa em função da massa-padão. Assim conhecidas as massas atómicas elativas dos elementos dos átomos que a constituem: o A massa molecula elativa (M ) dá-nos quantas vezes a massa de uma molécula é maio que a massa-padão. Consideemos as substâncias moleculaes metano e azoto constituídas po moléculas epesentadas pelas fómulas químicas CH e N. As massas moleculaes elativas são espectivamente: M M ( CH ( N ) = 1x10 + x10 M ) = x10 M ( N ( CH ) = 80 ) = 160 o A massa atómica elativa e a massa molecula elativa são gandezas adimensionais. 3.3 Oganização dos elementos Os elementos químicos estão oganizados po odem cescente de númeo atómico em linhas hoizontais designadas po peíodos e numeadas de 1 a 7 e em colunas veticais designadas po gupos e numeadas de 1 a 18 apesentando os elementos da mesmo gupo popiedades químicas semelhantes. Esta oganização dos elementos toma a designação de Tabela Peiódica dos Elementos sendo o culmina do tabalho desenvolvido po Mendeleev ( ). Paulo José Santos Caiço Potugal Página 5 de 7

6 3.3.1 Gupo o Os elementos de cada gupo (coluna vetical) são caacteizados po teem átomos que apesentam igual númeo de electões de valência (os electões mais exteioes do átomo) sendo estes electões os esponsáveis pela semelhança de popiedades químicas que esses elementos apesentam. o Os compostos fomados com esses elementos apesentam fómulas químicas semelhantes. o Os elementos do mesmo gupo constituem uma família. o Gupo 1 metais alcalinos (apesentam 1 electão de valência) o Gupo metais alcalino-teosos (apesentam electões de valência) o Gupo 17 halogéneos (apesentam 7 electões de valência) o Gupo 18 gases aos (apesentam 8 electões de valência o máximo que se pode te)* *exceptua-se o hélio que sendo também um gás ao só apesenta electões de valência o que paa ele é também o máximo que pode apesenta o O hidogénio devido às suas popiedades não petence a nenhum gupo estando colocado po cima do lítio 3.3. Peíodo o À medida que se avança ao longo de um peíodo da esqueda paa a dieita aumenta uma unidade o númeo atómico e o elemento apesenta mais um potão e mais um electão. o Os elementos de cada peíodo (linha hoizontal) são caacteizados po teem átomos que têm os seus electões distibuídos po iguais níveis de enegia. APSA Elementos químicos átomos e isótopos. Tabela Peiódica. Paulo José Santos Caiço Potugal Página 6 de 7

7 3. Repesentação de substâncias o As substâncias são epesentadas simbolicamente po fómulas químicas as quais dão infomação qualitativa (quais os elementos que entam na sua constituição) e infomação quantitativa (qual o númeo de átomos de cada elemento que enta na constituição da unidade estutual da substância atavés dos índices colocados no canto infeio dieito). o Fómulas químicas de compostos moleculaes taduzem a elação que existe ente os átomos de cada elemento químico que compõe a unidade estutual que é a molécula (que é electicamente neuta). o Fómulas químicas de compostos iónicos taduzem a elação que existe ente os iões que entam na constituição da substância sendo a unidade estutual o atio estabelecido ente iões positivos e negativos po foma a te uma entidade neuta. O ião positivo figua em pimeio luga A caga eléctica da unidade estutual tem de se nula Na escita do nome do composto o ião negativo lê-se antes do nome do ião positivo o Fómulas químicas de gases aos iguais aos espectivos símbolos químicos pois estas substâncias são gases monoatómicos. o Fómulas químicas de metais iguais aos espectivos símbolos químicos pelo facto de não temos unidades estutuais com númeo definido de átomos mas sim uma ede metálica. Paulo José Santos Caiço Potugal Página 7 de 7