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.
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.
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.
Compostos Moleculares O 3 CO 2 CH 4 BCl 3
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.
Cargas de íons monoatômico
Elementos que existem como moleculares diatômicas
Compostos iônicos Quando um átomo ou uma molécula perde elétrons, eles ficam com carga positiva.
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.
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.
Tabela com cátions comuns ferroso
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.
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 -
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.
Tabela com ânions comuns Íon fosfato.
Alotropia: existência de diferentes formas de um mesmo elemento (Alótropos de P) Fósforo branco Fósforo branco polimérico
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
Li Li + F F -
Íons poliatômicos HNO 3 Ácido nítrico NO 3 - Íon nitrato
Íons poliatômicos NH 4 + Íon amônio cátions poliatômicos não tão comum
Íons poliatômicos CO 3 2- Íon carbonato HCO 3 - Íon bicarbonate ou íon hidrogenocabonato
Íons poliatômicos PO 4 3- Íon fosfato CH 3 CO 2 - Íon acetato
Íons poliatômicos SO 4 2- Íon sulfato SO 3 2- Íon sulfito
Íons poliatômicos NO 3 - Íon nitrato NO 2 - Íon nitrito
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
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
Composto iônico NH 4 Cl NH 4 + Cl -
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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.
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
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 mesma condições (T e P), têm o mesmo número de moléculas. Deste enunciado nasceu o conceito de mol. Amadeo Avogadro (1776-1856) 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 = 6,022045 x 10 23 (década de 80)
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 6,022136736 x 10 23 átomo de Na Embora cada um destes compostos tenham massas e volumes diferentes, cada um deles contém 6,022136736 x 10 23 moléculas. Aspirina (C 6 H 8 O 4 ) 180.2 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
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?
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 = 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