Química Geral Aula 2 Notação científica / atomística

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1 Química Geral Aula 2 Notação científica / atomística

2 Revisão Sistema internacional de unidades (SI) 2

3 O que é o SI? É um sistema de unidades de medida concebido em torno de sete unidades básicas: Visa a uniformizar e facilitar as medições e as relações internacionais. 3

4 Unidade de massa Massa é uma magnitude física que mede a quantidade de matéria contida num corpo. Unidade padrão SI quilograma (kg). Matéria tudo que tem massa e ocupa lugar no espaço. Corpo Porção limitada da matéria. 4

5 Múltiplos e submúltiplos do grama Unidade padrão de massa no SI quilograma (kg). Outras unidades de massa: tonelada (t) e grama (g). 1 t = 1000 kg 1g = 0,001 kg 5

6 Unidade de volume Volume é uma magnitude definida como o espaço ocupado por um corpo. Unidade padrão SI metros cúbicos (m 3 ). Outras unidades de volume: litro (L) 1 L = 0,001 m 3 6

7 Notação científica Representação de números grandes ou pequenos usando potências da base 10. O número na notação científica tem 2 partes. A primeira parte é formada de um dígito inteiro seguido de vírgula e dos demais algarismos significativos da cifra decimal, ou zeros quando forem significativos. A segunda parte é constituída de uma potência de base 10, ou seja, (10 x ) que permite deslocar a vírgula x casas para a direita, ou para a esquerda, conforme a necessidade. 7

8 Notação científica EXEMPLOS: Nos exemplos abaixo admite-se que todos os valores apresentados para as três medidas de comprimento tenham o mesmo número de algarismos significativos, isto é, 3 algarismos significativos: 0, m = 2,30 x m 456, m = 4,57 x m 75 x 10-2 m = 7,50 x 10-1 m 8

9 Notação científica Regras básicas Números maiores que 1: Deslocamos a vírgula para a esquerda até atingirmos por exemplo, o primeiro algarismo do número. O número de casas deslocadas para a esquerda corresponderá ao expoente aumentado da potência de 10. Exemplos: 1000 = 1 x = 1,571 x

10 Notação científica Regras básicas Números memores que 1: Deslocamos a vírgula para a direita até atingirmos o primeiro algarismo diferente de zero. O número de casas deslocadas para a direita corresponderá ao expoente reduzido da potência de 10. Exemplos: 0,001 = 1 x , = 1,571 x

11 Exercícios 1) Passe os número abaixo para notação científica fazendo os arredondamentos necessários para duas casas após a vírgula: a) 8.240,004 b) 0,5806 c) d) 0, x 10 3 e) 6980 x 10-6 f)0, g) 568,000 h) 0,20004 i) 63,00014 j) 6548,0

12 2) Faça as devidas alterações para que os valores se apresentem em unidades do Sistema Internacional (S.I.) a) 50 g b) 230 cm c) 2 ml d) 518 km e) 2 g f) 5780 ml g) 40 cm h) 154,23 mm i) 0,048 dm j) 5 hm k) 657 m

13 Átomo e estrutura atômica *Mas afinal, de que são feitas as coisas?

14 Átomo na Grécia antiga Demócrito, Leucipo e Aristóteles (Filósofos): *Átomo como partícula sólida e indivisível *Toda a matéria seria constituída de misturas diferentes de Terra, Fogo, Água e Ar

15 Conclusões de John Dalton (sec. XVIII): Toda matéria seria formada por partículas fundamentais: os átomos; Os átomos são indestrutíveis e indivisíveis; Um composto químico seria formado por uma combinação fixa de dois ou mais tipos de átomos diferentes; Os átomos de um mesmo elemento são idênticos, e os átomos de elementos diferentes têm propriedades diferentes As transformações dos elementos são causadas por junção, separação ou rearranjo de átomos.

16 Importante! Vemos que na teoria atômica de Dalton, os átomos podem ser iguais ou diferentes entre si (átomos de um mesmo elemento são iguais, e átomos de elementos diferentes são diferentes), mas TODOS OS ÁTOMOS SÃO AINDA ENTENDIDOS COMO PARTÍCULAS SÓLIDAS, SEM CARGA ELÉTRICA, E INDIVISÍVEIS.

17 Joseph J. Thomson (sec. XIX) Teoria do pudim de passas O átomo seria uma esfera com carga elétrica positiva, incrustada de elétrons, com carga elétrica negativa.

18 Conclusões do modelo atômico de J.J. Thomsom Toda matéria, qualquer que seja, é constituída por partículas muito menores do que os átomos. Descoberta das partículas com cargas negativas, os elétrons

19 Ernest Rutherford sec XX (Os espaços vazios do átomo) Bombardeando uma folha de ouro com partículas alfa, viu que essas a atravessavam. Concluiu então que existiam mais espaços vazios do que espaços preenchidos no átomo.

20 Conclusões do modelo atômico de Rutherford / Bohr O átomo é constituído por um pequeno núcleo positivo, responsável pela massa do átomo; Os elétrons, que têm carga negativa, se localizam em torno desse núcleo, na região chamada eletrosfera, que tem um tamanho muito superior ao tamanho do núcleo; Por isso a maior parte do átomo é composta por espaços vazios.

21 Heisemberg / Schroedinger (onde está o elétron?) Heisemberg Princípio da incerteza. Não é possível medir a localização de uma partícula sem alterar a sua trajetória, e portanto a sua real localização Schroedinger Princípio do orbital. Região em torno do núcleo onde é maior a probabilidade de se encontrar o elétron

22 Uma nova concepção do átomo Com os estudos mais recentes dos últimos duzentos anos (séc. XIX e XX), chegou-se a novas conclusões sobre o átomo e a matéria: O átomo não é mais considerado como a menor porção da matéria; Não é indivisível; É constituído por partículas ainda menores: Prótons (partículas do núcleo com carga positiva) Neutrons (partículas do núcleo com carga neutra) Elétrons (partículas da eletrosfera com carga negativa)

23 Formato ilustrativo genérico do modelo atômico moderno

24 A natureza energética da matéria A teoria atômica moderna mostra que há uma íntima correlação entre a matéria e a energia envolvidos nas partículas atômicas. As medições de localização e comportamento das partículas são possíveis somente através das ondas eletromagnéticas que essas partículas emitem quando estão em movimento. Essas técnicas de medição são conhecidas como espectroscopia

25 Números quânticos o endereço energético de um elétron Se o endereço de uma pessoa possui quatro informações (Estado, Cidade, Rua e Número), podemos dizer que o mesmo acontece com um elétron. Para localizá-lo dentro do átomo, precisamos saber o seu endereço, que chamamos de números quânticos, que informam a quantidade de energia desse elétron. Os números quânticos são quatro: Numero quântico principal (n) Número quântico secundário (l) Número quantico magnético (m) Número quântico spin (s)

26 Número quântico principal (n) Representa a distância do elétron ao núcleo do átomo Quanto maior for a distância do elétron em relação ao núcleo, maior também será a energia desse elétron Nos átomos conhecidos, podem ocorrer até 7 níveis (ou camadas) energéticas diferentes, onde o elétron pode ser encontrado. Essas camadas são representadas pelas letras K, L, M, N, O, P e Q ou pelos números 1, 2, 3, 4, 5, 6 e 7, respectivamente, do centro para a periferia do átomo.

27 Representação das camadas energéticas (n) = nº quântico principal

28 Número máximo de elétrons por camada

29 Número quântico secundário (l) Representa o nível secundário de energia entre os níveis ou camadas principais. (s, p, d, f) Números representativos dos subníveis: s - 0, p - 1, d 2, f - 3

30 Contagem do nº de elétrons por níveis e sub níveis (s, p, d ou f)

31 Número quântico magnético (m) Descreve a orientação dos orbitais dos subníveis no espaço

32 Formatos dos orbitais s e p

33 Número quântico spin (s) Representa a rotação do elétron no seu próprio eixo. Pode ser +1/2 (seta para cima) ou -1/2 (seta para baixo).

34 Distribuição dos elétrons pelos subníveis de energia Sabendo-se que um átomo de ferro (Fe) possui 26 elétrons na sua eletrosfera, a distribuição desses elétrons pelos diferentes níveis e sub níveis de energia ficaria:

35 Questões propostas 1) Considerando a evolução da teoria atômica ao longo da história, relacione cada nome a uma característica da sua descoberta: Filósofos gregos: Dalton: Thonsom: Rutherford: Bohr: Heisemberg / Schroedinger: 2) Cite quais são as partículas elementares do átomo, tal como é concebido hoje, e as características de massa e carga, umas em relação às outras. 3) Defina os quatro números quânticos do elétron no átomo 4) O que representam os orbitais dos elétrons nos átomos? 5) Utilizando o diagrama de Linus Pauling, faça a distribuição eletrônica para os seguintes átomos no estado fundamental: Li, B, O, K, Ca e Cl.