Moléculas e Compostos

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Júlia Amaro Barateiro
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Moléculas e Compostos Moléculas e Fórmulas Químicas As moléculas são espécies químicas eletricamente neutras constituídas por pelo menos dois átomos.

1 Moléculas e Compostos Moléculas e Fórmulas Químicas As moléculas são espécies químicas eletricamente neutras constituídas por pelo menos dois átomos. A fórmula química indica: quais átomos são encontrados na molécula em qual proporção eles são encontrados. Com a formação dos compostos as características dos elementos desaparecem.

2 Fórmulas moleculares e mínimas Fórmulas moleculares Fornecem os números e tipos reais de átomos em uma molécula. H 2 O, CO 2, CO, CH 4, H 2 O 2, O 2, O 3 e C 2 H 4.

3 Desenhando as moléculas As moléculas ocupam um espaço tridimensional. No entanto, normalmente as representamos em duas dimensões. A fórmula estrutural fornece a conectividade entre átomos individuais na molécula. A fórmula estrutural pode ou não ser usada para se mostrar a forma tridimensional da molécula.

4 Compostos Moleculares O 3 CO 2 CH 4 BCl 3

5 Ións e compostos iônicos Quando um átomo ou uma molécula perde elétrons, eles ficam com carga positiva. Na Na + (cátion) Quando um átomo ou uma molécula ganha elétrons, eles ficam com carga negativa. Cl ganha um elétron ele se transforma em Cl - (ânions). Um átomo ou uma molécula pode perder mais de um elétron.

6 Cargas de íons monoatômico

7 Elementos que existem como moleculares diatômicas

8 Compostos iônicos Quando um átomo ou uma molécula perde elétrons, eles ficam com carga positiva.

9 Nomeclatura de composto inorgânicos Os cátions formados a partir de um metal têm o mesmo nome do metal. Exemplo: Na + = íon de sódio. Se o metal puder formar mais de um cátion, a carga é indicada entre parênteses no nome. Exemplos: Cu + = cobre (I); Cu 2+ = cobre (II). Os cátions formados de não-metais têm a terminação io. Exemplo: NH 4+ íon amônio.

10 Se o metal forma mais de um cátion, a carga é indicada entre parênteses: Cu + = cobre (I); Cu 2+ = cobre (II). Os cátions formados de não-metais têm a terminação - io. Exemplo: NH 4+ íon amônio.

11 Tabela com cátions comuns ferroso

12 Os ânions monoatômicos (com apenas um átomo) são chamados - eto I - é o íon iodeto N 3- é o íon nitreto Os ânions poliatômicos (com muitos átomos) que contêm oxigênio têm a terminação -ato ou -ito. (Aquele com mais oxigênio é chamado -ato.) NO 3- é o nitrato NO 2- é o nitrito.

13 Os ânions poliatômicos contendo oxigênio com mais de dois membros na série são denominados como se segue (em ordem decrescente de oxigênio): per-.-ato -ato -ito hypo-.-ito Perclorato: ClO 4 - Clorato: ClO 3 - Clorito: ClO 2 - Hipoclorito: ClO -

14 Os ânions poliatômicos que contêm oxigênio com hidrogênios adicionais recebem o nome adicionando-se hidrogeno ou bi- (um H), dihidrogeno (dois H), etc., ao nome, como se segue: CO 3 2- é o ânion carbonato HCO 3- é o ânion hidrogenocarbonato (ou bicarbonato). H 2 PO 4- é o ânion dihidrogenofosfato. Para o composto iônico dá-se o nome para o ânion seguido do prefixo de e do nome do cátion. Exemplo: BaBr 2 = brometo de bário.

15 Tabela com ânions comuns Íon fosfato.

16 Alotropia: existência de diferentes formas de um mesmo elemento (Alótropos de P) Fósforo branco Fósforo branco polimérico

17 Alótropo corresponde a uma de duas ou mais formas de um elemento (Alótropos de C) Grafite Diamante Fulereno C 60 Nanotubo de C (parede simples) Nanotubo de C (parede múltipla) Grafeno

18 Li Li + F F -

19 Íons poliatômicos HNO 3 Ácido nítrico NO 3 - Íon nitrato

20 Íons poliatômicos NH 4 + Íon amônio cátions poliatômicos não tão comum

21 Íons poliatômicos CO 3 2- Íon carbonato HCO 3 - Íon bicarbonate ou íon hidrogenocabonato

22 Íons poliatômicos PO 4 3- Íon fosfato CH 3 CO 2 - Íon acetato

23 Íons poliatômicos SO 4 2- Íon sulfato SO 3 2- Íon sulfito

24 Íons poliatômicos NO 3 - Íon nitrato NO 2 - Íon nitrito

25 Importância da Lei de Coulomb NaCl: Na + e Cl -, P.F.: 804 o C MgO: Mg 2+ e O 2- P.F.: 2800 o C

26 Interações íon-íon Na + Cl - As interações íon-íon são as mais fortes. - Os sólidos têm altos PF. NaCl, PF = 804 o C MgO, PF = 2800 o C A energia potencial (V) da interação de Coulomb entre duas cargas q 1 e q 2 separada por uma distância r vem dado por: 26 q1q r 2 V

27 Composto iônico NH 4 Cl NH 4 + Cl -

28 l l l l l l

31 Nomes e fórmulas dos ácidos Os nomes dos ácidos estão relacionados com os nomes dos ânions: -eto transforma-se em ácido.-ídrico; -ato transforma-se em ácido -ico; -ito transforma-se em ácido -oso.

32 Átomos e Mol Os químicos estão mais interessados em calcular o número de átomos, mol ou moléculas presentes do que na massa da amostra ou volume da solução. Conhecer o número de átomos é de fundamental importância para a química Quantitativa

33 Átomos e Mol Um mol é a quantidade de substância que contém entidades elementares (átomos, moléculas, partículas,...) quanta existem em exatamente 12g no 12 C (como referência). Um mol sempre contém o mesmo número de partícula, seja qual for a substância. A massa de um átomo de 12 C foi determinada por espectroscopia de massa: 1,99265x10-23 g. Então o número de átomos em 12 g de C é:

1 mol = 6,022136736 x 10 23 (atual) conhecido como número de Avogadro (concebeu a ideia básica, mas nunca determinou) Hipótese ou Lei de AVOGADRO (1811) Volumes iguais de gases, quando medidos nas

34 1 mol = 6, x (atual) conhecido como número de Avogadro (concebeu a ideia básica, mas nunca determinou) Hipótese ou Lei de AVOGADRO (1811) Volumes iguais de gases, quando medidos nas mesma condições (T e P), têm o mesmo número de moléculas. Deste enunciado nasceu o conceito de mol. Amadeo Avogadro ( ) Advogado!!! Físico Em 1860, Stanislao Cannizzaro descreveu experiências que confirmaram esta hipótese. Se medirmos um determinado V de um recipiente com O 2(g), A quantidade de moléculas de O 2(g) será a mesma se o volume for preenchido com H 2(g). 1 mol = 6, x (década de 80)

35 Massa atômica (M, g/mol) A massa atômica é a quantidade em grama numericamente igual à massa atômica em u.m.a Massa molecular de Na: = Massa de exatamente 1 mol de átomos de Na (22,990 g/mol) = Massa de 6, x átomo de Na Embora cada um destes compostos tenham massas e volumes diferentes, cada um deles contém 6, x moléculas. Aspirina (C 6 H 8 O 4 ) g/mol CuCl 2 2H 2 O 170,5 g/mol Fe 2 O 3 159,7 g/mol H 2 O 18,2 g/mol

36 Conversão de Moles Massa Qual é a massa (em gramas) que corresponde a 0,35 mol de Al? Conversão de Massa Moles Qual é a número de moles (n) que corresponde a 16,5 g de C?

37 Composição percentual dos compostos Calcule a composição percentual em massa de dos elementos H, O e P do ácido fosfórico H 3 PO 4.

Calcule a composição percentual em massa dos elementos Ho, C, H e N do complexo [Ho(CF 3 COO) 3 2(picNO)] (CF 3 COO) - : Trifluoroacetato 3 x F = 3 x 18,998 = 56,944 2 x C = 2 x 12,011 = 24,022 2 x C

38 Calcule a composição percentual em massa dos elementos Ho, C, H e N do complexo [Ho(CF 3 COO) 3 2(picNO)] (CF 3 COO) - : Trifluoroacetato 3 x F = 3 x 18,998 = 56,944 2 x C = 2 x 12,011 = 24,022 2 x C = 2 x 15,999 = 31,999 (CF 3 COO) = 113,015 3 x (CF 3 COO) = 339,050 (2-picNO): 2-picolina-N-óxido 6 x C = 6 x 12,011 = 72,066 7 x H = 7 x 1,008 = 7,056 1 x N = 1 x 14,007 = 14,007 1 x O = 1 x 15,999 = 15,999 (2-picNO) = 109,129 2 x (2-picNO) = 218,258 [Ho(CF 3 COO) 3 2(picNO)] = 722,238 g/mol

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