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QQQUUUÍÍÍMMMIIICCCAAA 1º SÉRIE Professor Cosme Oliveira 2016 1 Prof. Cosme Oliveira ÍNDICE 1 - CLASSIFICAÇÃO MATERIAL E ANÁLISE IMEDIATA 2 2 - ESTRUTURA ATÔMICA 12 3 - TABELA PERIÓDICA 31 4 - LIGAÇÕES QUÍMICAS 42 5 - TEORIA ATÔMICO MOLECULAR 60 6 - FUNÇÕES INORGÂNICAS 69 7 - ESTUDO DOS GASES 94 8 - REAÇÕES QUÍMICAS 113 9 - ESTEQUIOMETRIA 119 “Da Química; pela Química; para a Química” 2 Prof. Cosme Oliveira 1 – CLASSIFICAÇÃO MATERIAL E ANALISE IMEDIATA Simples: formada por um só elemento Ex. O2, O3, N2, Ne, H2 Substância Pura Composta: Formada por mais de um elemento Ex. H2O, CO2, H2SO4, H3PO4 Homogênea: formada por uma só fase (monofásica), denominada solução. Mistura Heterogênea: Possui mais de uma fase (polifásico) 1.1 – Curva de aquecimento Substância Pura Mistura ti.c Ponto de inicio da condensação ti.e Ponto de inicio da ebulição ti.s Ponto de inicio da ebulição ti.f Ponto de inicio da fusão Obs. Misturas Especiais Eutética Azeotrópica 3 Prof. Cosme Oliveira 1.2 – Substâncias Simples Alotropia: Um elemento pode formar mais de uma substância simples - Enxofre: Rômbico e monoclinico: ambas moléculas octatômicas (S8) com diferença no arranjo crisalino. - Fósforo: Tetratômico (P4) instável. Vermelho: Macromoléculas (Pn) estável. - Oxigênio: Molécula Biatômica: O2 Ozônio: Molécula Triatômica, O3 - Carbono – Grafite: Macromolécula (Cn), várias camadas de hexagónos sobrepostos. Diamante: Macromolécula (Cn), carbono localizado no centro de um tetraedro. 1.3 – Classificação das substâncias Classificação: Quanto ao nº de átomos: Quanto ao nº de elementos: Monoatômica: He, Ne, Hg Simples: O2, O3, H2, He... Biatômicas: O2, H2, CO Binária: H2O, CO2, NO2... Triatômicas: H2O, CO2, O3 Ternária: H2SO4, H3PO4, HCN... 1.4 – Misturas Fase: É toda porção continua da matéria, ou seja, que mantém constantes todas as propriedades físicas e químicas. 2 fases, 1 componente 3 fases, 2 componentes 2 fases, 1 componente 1 fase, 2 componentes 1.5 – Fenômenos. Fenômeno Físico: Reversível, não muda a constituição da matéria. Ex. mudanças de estados físicos, reflexão da luz. Fenômeno Químico: Altera a constituição da matéria. Ex. Enferrujamento de metais, descoramento de tecidos por água sanitária. Obs, Mudanças de Estado físico. 4 Prof. Cosme Oliveira EXERCÍCIOS DE APRENDIZAGEM – Parte 1 01. (FGV) - Uma mistura de açúcar, areia e sal de cozinha é tratada com água em excesso. Quantas fases existirão no sistema final resultante? a) 5 b) 4 c) 3 d) 2 e) 1 02. Colocando em tubo de ensaio pequena quantidade de petróleo e água do mar filtrada, temos: a) sistema heterogêneo, sendo cada fase uma mistura; b) sistema homogêneo; c) sistema heterogêneo, sendo cada fase uma substância pura; d) sistema tem 2 fases: separáveis por filtração; e) sistema heterogêneo, sendo uma fase substância pura e outra mistura. 03. Assinale a alternativa falsa: a) todo sistema heterogêneo apresenta mais de uma fase; b) todo sistema heterogêneo só não é mistura heterogênea quando é uma substância pura mudando de estado; c) toda mistura heterogênea é sistema heterogêneo; d) toda mistura homogênea constitui uma solução; e) em qualquer condição, toda substância pura simples é homogênea. 04. ( Unusinos-RS ) Considere os sistemas materiais abaixo indicados Sistema Componentes I Água e óleo II Areia e álcool III Água e sal de cozinha IV Água e álcool V Gás carbônico e oxigênio Analise a alternativa que apresenta apenas sistemas homogêneos. a) Somente I e III b) Somente I e II c) Somente lII e V d) Somente I, III e IV e) Somente III, IV e V. 05. ( Mackenzie- SP ) É característica de substância pura: a) ter densidade sempre constante, independente de seu estado físico b) que ocorra variação de temperatura durante as mudanças de estado c) não apresentar odor e ser límpida e transparente d) apresentar ponto de ebulição e de fusão constantes e) estar no estado sólido à temperatura ambiente 06. (UEMA) Relativamente aos sistemas abaixo, podemos afirmar que existe uma: I. Água(l) e água(s) II. Gás oxigênio IlI. Etanol e areia IV. Gás carbônico e gás hidrogênio a) substância pura em III b) substância composta em II c) mistura monofásica em III d) mistura bifásica em IV e) mistura que pode ser homogênea se misturarmos II com IV 07. ( Vunesp ) O rótulo de uma garrafa de água mineral está reproduzido a seguir: Composição química potável: Sulfato de cálcio 0,0038 mg/L & Bicarbonato de cálcio 0,0167 mg/L Com base nessas informações, mineral como podemos classificar a água. a) substância pura b) substância simples c) mistura heterogênea d) mistura homogênea e) suspendo colida. 5 Prof. Cosme Oliveira 08. (Cesgranrio) Dentre as transformações abaixo, assinale alternativa que apresenta um fenômeno químico. a) obtenção de amônia a partir de hidrogênio e nitrogênio b) obtenção de gelo a partir de água pura c) obtenção de oxigênio liquido a partir do ar atmosférico d) solidificação da parafina e) sublimação da naftalina 09. ((UFF - RJ) Das alternativas abaixo, a que constitui exemplo de substâncias simples é: a) H2O, O2, H2 b) H2, O3, S8 c) CH4, H2O, H2 d) H2O2, CH4, N2 e) P4, S8, H2S 10. (CESGRANRIO-RJ) Das alternativas abaixo, indique a única onde são mencionadas apenas substâncias compostas: a) He, Ne, Ar, Kr, Xe b) HNO3, H2S, H2O c) F2, Cl2, Br2, I2 d) O3, I2 e) S8, Cl2 11.(SUPL-SP)Qual a afirmação verdadeira ? a) uma substância pura é sempre simples b) uma substância composta é sempre impura c) uma substância simples pode ser composta d) uma substância composta pode ser pura 12. Dada a tabela a t = 25°C: Resultam sempre em soluções as misturas: a) I, II e III. b) I e IV. c) I, II e V. d) II, IV e V. e) III, IV e V. 13. (UFES-ES) Qual é a alternativa em que só aparecem misturas? a) Grafite, leite, água oxigenada, fósforo vermelho. b) Ferro, enxofre, mercúrio, ácido muriático. c) Areia, açúcar, granito, metanol. d) Vinagre, álcool absoluto, água do mar, gás amoníaco. e) Ar, granito, vinagre, água sanitária. 14. O tratamento da água consiste basicamente na adição de sulfato de alumínio, cloro, flúor e outros produtos químicos. A água, após o tratamento, classifica-se como a) mistura homogênea b) mistura heterogênea c) mistura azeotrópica d) substância simples e) substância pura simples 15. Bronze, "gelo seco" e diamante são, respectivamente, exemplos de: a) mistura, substância simples e substância composta. b) mistura, substância composta e substância simples. c) substância composta, mistura e substância simples. d) substância composta, substância simples e mistura. e) substância simples, mistura e substância composta. 16. Ar Iodo Gás carbônico Latão Naftaleno Ouro 18 quilates Se esses materiais forem classificados em substâncias puras e misturas, pertencerão ao grupo das substâncias puras: a) ar, gás carbônico e latão. b) iodo, ouro 18 quilates e naftaleno. c) gás carbônico,latão e iodo. d) ar, ouro 18 quilates e naftaleno. e) gás carbônico, iodo e naftaleno. 17. (UnB-DF) Analise o gráfico, correspondente à curva de aquecimento de um material, no qual estão representadas diferentes fases ( s = sólido, l = liquido e v = vapor ), e julgue os itens seguintes. 6 Prof. Cosme Oliveira ( ) T2 corresponde ao ponto de ebulição do material. ( ) Se, no estado liquido, esse material fosse resfriado, solidificar-se ia à temperatura TI. ( ) Segundo o gráfico, o material é constituído por uma mistura de três substâncias. 18. É característica de substância pura: a) ser solúvel em água. b) ter constantes físicas definidas. c) ter ponto de fusão e ponto de ebulição variável. d) sofrer combustão. e) ser sólida à temperatura ambiente. 19. Sistema que apresenta as mesmas propriedades em todos os pontos é: a) heterogêneo. b) homogêneo. c) trifásico. d) uniforme. 20. O ar atmosférico é um sistema: a) heterogêneo. b) homogêneo. c) trifásico. d) unigasoso. 21. Por que o ar é um sistema homogêneo? a) Porque é formado de um só tipo de gás. b) Porque é incolor. c) Porque apresenta as mesmas propriedades em todos os pontos. d) NDA. 22. Sistema que apresenta propriedades diferentes de ponto para ponto é: a) indiferente. b) homogêneo. c) complicado. d) heterogêneo. 23. (Unitau-SP) Misturas azeotrópicas são: a) misturas heterogêneas com ponto de fusão constante. b) misturas homogêneas ou ligas de ponto de fusão constante. c) líquidos ou ligas de ponto de fusão constante. d) soluções líquidas de ponto de ebulição constante. e) líquidos de ponto de ebulição variável. 24. Durante a ebulição de um líquido homogêneo, sob pressão constante, a temperatura varia conforme indica o gráfico abaixo: Pergunta-se: a) Com certeza trata-se de uma substância pura? b) Por quê? 7 Prof. Cosme Oliveira 2 – Separação de Misturas / Análise Imediata 2.1 – Sistema Heterogêneo Sólido-Sólido Catação: Um dos sólidos é “catado” com a mão ou com uma pinça. Deve haver diferença de tamanho. Ex: “Catar” pedras presentes no feijão (escolher feijão). Ventilação: O sólido mais leve é separado por uma corrente de ar. Deve haver diferença de densidade. Ex: Separação dos grãos de arroz das suas cascas, nas máquinas de beneficiamento. Levigação: Os sólidos com diferentes densidades são separados por meio de uma corrente de água. Ex. Separação de ouro nas areias auríferas. Flotação: Liquido de densidade intermediária provoca a flutuação do sólido mais leve. Ex. Serragem de areia com água. Dissolução Fracionada: Adiciona-se um líquido que dissolve apenas um dos sólidos da mistura. Deve haver diferença de coeficiente de solubilidade. Ex: separação do sal da areia. Fusão Fracionada: Por aquecimento obtém-se a fusão de um dos sólidos. Deve haver grande diferença no ponto de fusão. Ex. Areia e Enxofre. Cristalização Fracionada: Ambos os sólidos são dissolvidos e, ou por grande resfriamento, ou por evaporação do solvente, obtém-se a precipitação separada dos sílidos. Deve haver grande diferença de solubilidade. Ex. NaNO3 e KIO3 (Salitre do Chile, com impureza característica). Peneiração ou tamisação: Os sólidos são classificados por diferença de granulométria. Ex. Areia e pedregulho. Separação Magnética: Quando um dos sólidos sofre agitação magnética. Ex. Limalha de ferro e Enxofre. 2.2 – Sistema Heterogêneo Sólido-Liquido Filtração Simples: O sólido é separado do líquido por meio de uma superfície porosa (filtro). Ex. Água e areia Filtração a Vácuo: Utilizado quando a filtração comum é muito lenta. Ex. Água e farinha. 8 Prof. Cosme Oliveira 2.3 - Sistema Heterogêneo Liquido-Liquido Decantação Sifonagem 2.4 – Sistema Heterogêneo Gás-Sólido Filtro de chicanas 2.5 – Sistema Homogêneo Sólido-Liquido Evaporação: Processo utilizado nas salinas, utilizando a energia do sol. Ex. Água e sal Destilação Simples 9 Prof. Cosme Oliveira 2.6 – Sistema Homogêneo Liquido-Liquido. Destilação fracionada 2.7 - Sistema Homogêneo Gás-Gas. Liquefação fracionada: A mistura é resfriada gradativamente e os gases vão se liquefazendo à medida em que os pontos de liquefação vão sendo atingidos. Ex: mistura de metano e etano EXERCICIOS DE APRENDIZAGEM – Parte 2 25. (UFCG PB) Na separação de misturas, podem ser empregados vários processos que são classificados como mecânicos ou físicos. Dentre os processos de separação (filtração, decantação, destilação, cristalização, tamização e ventilação), indique quantos podem ser classificados como físicos e quantos podem ser classificados como mecânicos e assinale a alternativa correta. a)2, 4. b)4, 2. c)1, 5. d)3, 3. e)5, 1. Texto para a questão 26 Uma das alternativas viáveis ao Brasil para o uso de fontes renováveis de energia e com menor impacto ambiental é o biodiesel. No Brasil foi instituída a Lei 11.097, de 13 de janeiro de 2005, que obriga, a partir de 2008, em todo o território nacional, o uso de uma mistura em volume de 2 % de biodiesel e 98 % de diesel de petróleo, denominada de B2. Em janeiro de 2013, essa obrigatoriedade passará para 5 % (B5). Este biocombustível é substituto do óleo diesel, que é um combustível fóssil, pois obtido da destilação fracionada do petróleo. O procedimento normalmente utilizado para obtenção do biocombustível é através da transesterificação catalítica entre um óleo vegetal com álcool de cadeia curta, sendo obtidos ésteres graxos, como pode ser representado pela equação química. 26. (UEPB 2010) Como pode ser observado na equação química do texto, a glicerina é um dos subprodutos do processo de obtenção do biosiesel. Ela um subproduto pois não é um composto de interesse para essa reação. Sabendo que a glicerina possui uma densidade bem mais elevada que o biodiesel, qual processo que pode ser conduzido para separação da mistura glicerina/biodiesel? a) Destilação fracionada. b) Decantação. c) Catação. d) Condensação. e) Eletrodeposição 10 Prof. Cosme Oliveira 27. (UFPB/2010) O sal grosso obtido nas salinas contém impurezas insolúveis em água. Para se obter o sal livre dessas impurezas, os procedimentos corretos são: a)Catação, dissolução em água e decantação b)Separação magnética, destilação e dissolução em água c)Sublimação, dissolução em água e peneiração d)Dissolução em água, filtração simples e evaporação e)Dissolução em água, decantação e sublimação 28. (UEFS BA 2011) Os componentes de uma mistura podem ser separados de acordo com suas propriedades físicas e técnicas que fazem parte de uma variedade de processos físicos de análise imediata. Assim, para a separação dos componentes da mistura de areia com serragem de madeira, a melhor técnica é a: a) catação da serragem com pinças especiais. b) decantação da areia após a adição de óleo seguida de filtração. c) centrifugação que separa os grãos de areia da serragem de madeira. d) incineração da mistura e a separação posterior das cinzas por centrifugação. e) flotação após adição de água, porque a serragem de madeira é menos densa que a água. 29. (ACAFE SC 2011) O petróleo é uma matéria-prima não-renovável. Pode ser explorado em áreas continentais de origem marinha, ou em áreas submarinas. Antes do refino, o petróleo bruto é submetido a processos mecânicos de separação para a retirada de água e impurezas sólidas.Nesse sentido, assinale a alternativa correta. a) O petróleo bruto é uma substância com propriedades físicas peculiares. b) Antes do refino, impurezas sólidas do petróleo bruto são separadas por destilação fracionada. c) Após decantação do petróleo bruto, impurezas sólidas são extraídas por destilação. d) Após decantação e filtração do petróleo bruto, os derivados podem ser obtidos por destilação fracionada. 30. (UFU MG 2011) Sobre os procedimentos químicos da destilação de uma solução aquosa de sal de cozinha e suas aplicações, assinale a alternativa correta. a) O sal de cozinha entra em ebulição ao mesmo tempo da água e é colhido no erlenmeyer. b) O condensador possui a função de diminuir a temperatura dos vapores produzidos pelo aquecimento e, assim, liquefazer a água. c) A temperatura de ebulição do sal de cozinha é menor que a temperatura de ebulição da água. d) A eficiência do método de destilação é pequena para separar o sal da água. 31. (PUC Camp SP/2011) O processo simples de filtragem é observado quando a) se utiliza um aspirador de pó. b) se obtêm as frações do petróleo. c) se faz o craqueamento de hidrocarbonetos. d) o pó sedimenta sobre os móveis. e) o sal cristaliza nas salinas. 32. (ENEM 2010) Em visita a uma usina sucroalcooleira, um grupo de alunos pôde observar a série de processos de beneficiamento da cana-de-açúcar, entre os quais se destacam: 1. A cana chega cortada da lavoura por meio de caminhões e é despejada em mesas alimentadoras que a conduzem para as moendas. Antes de ser esmagada para a retirada do caldo açucarado, toda a cana é transportada por esteiras e passada por um eletroímã para a retirada de materiais metálicos. 2. Após se esmagar a cana, o bagaço segue para as caldeiras, que geram vapor e energia para toda a usina. 3. O caldo primário, resultante do esmagamento, é passado por filtros e sofre tratamento para transformar-se em açúcar refinado e etanol. 11 Prof. Cosme Oliveira Com base nos destaques da observação dos alunos, quais operações físicas de separação de materiais foram realizadas nas etapas de beneficiamento da cana-de- açúcar? a) Separação mecânica, extração, decantação. b) Separação magnética, combustão, filtração. c) Separação magnética, extração, filtração. d) Imantação, combustão, peneiração. e) Imantação, destilação, filtração. 33. (ENEM 2011) Belém é cercada por 39 ilhas, e suas populações convivem com ameaças de doenças. O motivo, apontado por especialistas, é a poluição da água do rio, principal fonte de sobrevivência dos ribeirinhos. A diarreia é frequente nas crianças e ocorre como consequência da falta de saneamento básico, já que a população não tem acesso à água de boa qualidade. Como não há água potável, a alternativa é consumir a do rio. O Liberal. 8 jul. 2008. Disponível em: http://www.oliberal.com.br. O procedimento adequado para tratar a água dos rios, a fim de atenuar os problemas de saúde causados por microrganismos a essas populações ribeirinhas é a a) filtração. b) cloração. c) coagulação. d) fluoretação. e) decantação 34. (USF-SP) Considerando-se as aparelhagens esquematizadas: A afirmação correta é: a) A aparelhagem I pode ser utilizada para separar água e gasolina. b) A aparelhagem I pode ser utilizada para separar solução de água e sal. c) A aparelhagem I pode ser utilizada para separar solução de água e carvão. d) A aparelhagem II pode ser utilizada para separar água e óleo. e) A aparelhagem II pode ser utilizada para separar solução de água e álcool. 35. 03 (Mackenzie-SP) Os sistemas água- óleo, água-areia e ar-poeira podem ser separados respectivamente por: a) levigação, filtração e filtração. b) imantação, filtração e decantação. c) decantação, filtração e filtração. d) filtração, decantação e decantação. e) destilação, decantação e filtração. 36. 04 (PUC-Campinas-SP) Determinada indústria trata, preliminarmente, seus efluentes com sulfato de alumínio e cal. A formação do hidróxido de alumínio permite que haja a eliminação de materiais: a) em solução, por meio de destilação simples. b) em suspensão, por meio de decantação e filtração. c) sólidos, utilizando cristalização fracionada. d) sólidos, por meio de fusão e filtração. e) líquidos, utilizando a sifonação e a evaporação. 37. (UCSal-BA) Para separar a fase líquida da fase sólida, sem alterar as características da solução e o estado físico do açúcar, faz-se uma a) centrifugação. b) destilação fracionada. c) fusão fracionada. d) filtração ou decantação. e) decantação ou cristalização. 38. (MACKENZIE-SP) Necessitou-se retirar o conteúdo do tanque de combustível de um carro. Para isso, faz-se sucção com um pedaço de mangueira introduzido no tanque, deixando-se escorrer o líqüido para um recipiente colocado no chão. Esse processo é chamado de: a) decantação. b) filtração. c) sifonação. d) centrifugação. e) destilação 12 Prof. Cosme Oliveira GABARITO DOS EXERCICIOS DE APRENDIZAGEM 1. D; 2.E; 3.A; 4. E; 5. D; 6.E; 7. D; 8.A; 9. B; 10.B; 11.D; 12. B; 13.E; 14.A; 15. B; 16. D; 17. F V F; 18.B; 19. B; 20.B. 21.C; 22. D; 23.D; 24. a) Não. b) O líquido poderá ser uma substância pura ou uma mistura azeotrópica; 25. B; 26. B; 27. C; 28. E; 29. D; 30. B;.31. A ; 32. C; 33. B; 34. A; 35. C; 36. C; 37. D; 38. C 13 Prof. Cosme Oliveira 2 - ESTRUTURA ATÔMICA 1 - Modelos Atômicos O que é Modelo Atômico? Os modelos atômicos são teoria baseadas na experimentação feita por cientistas para explicar como é o átomo. Os modelos não existem na natureza. São apenas explicações para mostrar o porquê de um fenômeno. Muitos cientistas desenvolveram suas teorias. Com o passar dos tempos, os modelos foram evoluindo até chegar ao modelo atual. 1.1 - Átomo. -Grécia Antiga (450 a.c.) – Leucipo de Demócrito: Matéria formada por partículas indivisíveis. Átomo “sem divisão”. 1.2 - Modelo Atômico de Dalton (1808) - Toda matéria é composta de partículas fundamentais, os átimos. - Os átomos são permanentes e indivisíveis, não podem ser criados nem destruídos. - Os elementos são caracterizados por seus átomos, todos os átomos de um dado elemento são idênticos em todos os aspectos. Átomos de diferentes elementos tem propriedades diferentes. - As transformações químicas consistem em uma combinação, separação ou rearranjo de átomos. - Compostos químicos são formados de dois ou mais elementos em uma razão fixa. Modelo chamado de " BOLA DE BILHAR " 1.3 - Modelo de Thomson (1897) - O modelo atômico desenvolvido por Joseph J. Thomson é baseado em experiências realizadas sobre descargas elétricas em gases. - Com o estudo de descargas elétricas foi possível para alguns pesquisadores determinar que a matéria é constituída por partículas que apresentam cargas elétricas contrárias (positiva e negativa). - Thomson propôs que o átomo fosse uma esfera de cargas positivas, na qual os elétrons estivessem espalhados como se fossem passas num pudim. - Segundo Thomson, a densidade do átomo seria uniforme, isto é, a massa seria igualmente distribuída por todo o volume. - O átomo seria neutro, já que o no de carga positiva seria igual ao no de carga negativa. - Diante do novo modelo atômico estavam admitidas a divisibilidade da matéria e a natureza elétrica da mesma. -Michael Faraday – Estudo da eletrólise, comprovação de que a massa depositada em uma eletrólise seria relacionada com uma quantidade de carga discreta (lei de Faraday). -Stoney – Sugestão do nome elétron ao “Átomo de Eletricidade”. (Electron: Do grego, âmbar). -Croockes– Estudo das descargas elétricas em ampolas (Ampola de Croockes). 14 Prof. Cosme Oliveira Experiências com Raios Catódicos Descoberta do Elétron Conclusões: Os raios se propagam em linha reta; O feixe possui massa (são corpusculares/partículas), pois movimentam o molinete; O feixe apresenta carga elétrica de natureza negativa; A relação entre carga/massa (q/m ou e/m) da partícula pode ser determinada; A relação carga/massa é a mesma para qualquer que seja o gás na ampola; A partícula em questão está presente em toda a matéria; Foi chamado de elétron (Stoney). Experiência de Goldstein (raios catódicos) No interior da ampola de descarga em gases rarefeitos é colocado um cátodo perfurado. Do cátodo perfurado partem os elétrons catódicos que se chocam com as moléculas do gás (em azul claro) no interior do tubo. Conclusões: Os raios canais são positivos; Também são partículas; Diferentemente dos elétrons, suas cargas variam conforme o gás na ampola; A massa dessas partículas é muito maior que a do elétron. Para o gás mais leve (hidrogênio) é 1836 vezes mais pesado que o elétron; Átomo constituído por uma grande massa de carga positiva impregnada com os elétrons, como um “pudim com passas”. (+) (-) (+) (-) Campo Elétrico (+) (-) (-) Campo Elétrico (+) (-) Cátodo Ânodo 15 Prof. Cosme Oliveira 1.4 - Modelo de Rutherford Lord Ernest Rutherford idealiza, através da experiência descrita a seguir, um modelo atômico semelhante a um "SISTEMA SOLAR ". - Experiência de Rutherford: Rutherford bombardeou uma lâmina finíssima de ouro com partículas de carga elétrica positiva (), emitidas por um elemento radioativo, chamado Polônio. Ao redor da lâmina de ouro, havia um anteparo recoberto de sulfeto de zinco, substância que produz luminescência quando atingida por uma partícula . Em 1920, Rutherford propôs que no núcleo, além dos prótons, deveria existir pares de prótons e elétrons, os quais ele chamou de nêutrons. Somente em 1932, Chadwick descobriu a existência dos nêutrons. A maior parte da massa do átomo se encontra no núcleo, onde se encontram os prótons e os nêutrons. Modelo Planetário (Modelo nuclear): Problemas com o modelo: A massa medida do núcleo era sempre maior que a massa de prótons previstas; Carga elétrica em movimento deve perder energia (lei de Maxwell); Não explicava os espectros atômicos. Toda massa do átomo, localizada no núcleo, que possui carga positiva; Elétrons ocupam a região extra nuclear em movimento constante, como um sistema de gravitação; Equilíbrio de forças: Força centrífuga = Força elétrica; Conclusões: A matéria é descontínua; O átomo é constituído de uma região central arregada positivamente, e com grande massa; O elétron ocupa uma região extranuclear; O raio do átomo é aproximadamente 10.000 vezes maior que o raio do núcleo; 16 Prof. Cosme Oliveira 1.5 - Modelo de Bohr Estudo de ondas. V = Í . f Onde, v = velocidade de propagação da onda; Obs.: Ondas Eletromagnéticas v = c = velocidade da luz. Í = Comprimento de onda; f = Frequência. Obs.: Luz visível: 400 nm (violeta) até 700 nm (vermelho). Espectroscopia. Luz composta por todos os comprimentos de onda Algumas linhas espectrais apenas Estudo do espectro do hidrogênio. Mecânica Quântica. A física clássica não se aplica perfeitamente à sistemas microscópicos, sendo mais correto o uso da física quântica, usando os conceitos propostos por Max Planck. E2 –E1 = E = h . f (Planck) Espectro Descontínuo Obs.: Para qualquer experiência com o hidrogênio o resultado era sempre o mesmo. O espectro de hidrogênio apresenta ondas com comprimentos sempre iguais servindo como identificação. O espectro do hidrogênio se apresenta em três campos, no infravermelho, (serie de Paschen), no visível (serie de Balmer), e o ultra-violeta (serie de Lyman). 17 Prof. Cosme Oliveira Conclusões. - níveis de energia. - O átomo é eletricamente neutro Z=P - Os elétrons movem-se em órbitas circulares em torno do núcleo atômico central. - Quando os elétrons passam de uma órbita para outra, um quantum de energia é absorvido ou emitido na forma de luz ou calor. - Admite-se a existência de 7 camadas eletrônicas, designadas pelas letras maiúsculas: K, L, M, N, O, P e Q. - À medida que as camadas se afastam do núcleo, aumenta a energia dos elétrons nelas localizados. O cientista Sueco Johannes Robert Rydberg definiu o número máximo de elétrons nas camadas. Número máximo de elétrons nas camadas = 2n2 Camada Número Quântico Principal (n) Número máximo de elétron (Teórico) (2n2) Número máximo de elétron (Prática) (2n2) K 1 2.12 = 2 2 L 2 2.22 = 8 8 M 3 2.32 = 18 18 N 4 2.42 = 32 32 O 5 2.52 = 50 32 P 6 2.62 = 72 18 Q 7 2.72 = 98 2 O modelo das órbitas circulares foi alterado por Sommerfeld que propôs que as órbitas seriam elípticas, tal como no sistema planetário e imaginou que algumas das órbitas, camadas ou níveis do átomo de Rutherford-Bohr seriam formadas por subcamadas ou subníveis, e que um subnível seria circular e os demais teriam a forma de elipses. 18 Prof. Cosme Oliveira EXERCÍCIOS DE APRENDIZAGEM – Parte 1 1. (Ufg 2006) Observe o trecho da história em quadrinhos a seguir, no qual há a representação de um modelo atômico para o hidrogênio. Qual o modelo atômico escolhido pelo personagem no último quadrinho? Explique- o. 2. A experiência de Rutherford, que foi, na verdade, realizada por dois de seus orientados, Hans Geiger e Ernest Marsden, serviu para refutar especialmente o modelo atômico: a) de Bohr. b) de Thomson. c) planetário. d) quântico. e) de Dalton. 3. (FATEC 2009) Se 57Fe26 e 57Co27 são espécies de elementos diferentes que possuem o mesmo número de massa, uma característica que os distingue sempre é o número de: a) elétrons na eletrosfera. b) elétrons no núcleo. c) nêutrons na eletrosfera. d) prótons no núcleo. e) nêutrons no núcleo. 4. (cftce 2004) O elemento químico carbono é de fundamental importância na constituição de compostos orgânicos. Baseado nas propriedades do carbono e nos conceitos químicos relacionados aos itens a seguir, é FALSO afirmar que: a) o carbono, no composto CH4 com 4 elétrons na camada de valência, possui estrutura tetraédrica b) o composto CHCl3 é uma substância polar, e o benzeno (C6H6) é uma substância apolar c) o carbono possui várias formas alotrópicas d) o carbono combina-se com elementos da família 7A, formando compostos de fórmula CX4 onde X representa um halogênio e) o carbono 12 (C12) possui 12 prótons no seu núcleo 5. (cftce 2005) É CORRETA a afirmativa: a) alotropia é o fenômeno que algumas substâncias apresentam de formar dois ou mais elementos químicos diferentes b) o que caracteriza um elemento químico é sua carga nuclear c) substâncias compostas são constituídas por átomos de números de massa diferentes d) átomos de elementos químicos diferentes têm sempre números de elétrons diferentes e) uma substância pura, independente do processo de preparação, sempre apresenta a massa dos seus elementos em proporção variável 6. (cftce 2006) A soma total de todas as partículas, prótons, elétrons e nêutrons, pertencentes às espécies a seguir, é: a) 162 b) 161 c) 160 d) 158 e) 157 7. (cftmg 2004) O átomo de um elemento X apresenta, no seu estado fundamental, a seguinte distribuição eletrônica nos níveis de energia:K = 2, L = 8, M = 2 Sabendo que um dos isótopos desse elemento tem 12 nêutrons, a sua representação é: a) 12X12. b) 12X24. c) 24X12. d) 24X24. 19 Prof. Cosme Oliveira 8. (cftmg 2004) Considere a espécies representadas a seguir: R+2 (Z = 20), Q–1 (Z = 9), 11Y23 e 8Z16 A respeito dessas espécies é correto afirmar que: a) Q–1 tem nove prótons. b) Z possui dezesseis elétrons. c) Y possui onze elétrons no núcleo. d) R+2 é um cátion com 22 elétrons no núcleo. 9. (cftmg 2004) São dadas as seguintes informações relativas aos átomos hipotéticos X, Y e W: - o átomo Y tem número atômico 46, número de massa 127 e é isótono de W; - o átomo X é isótopo de W e possui número de massa igual a 130; - o número de massa de W é 128. Com essas informações é correto concluir que o número atômico de X é igual a: a) 47. b) 49. c) 81. d) 83. 10. (cftmg 2005) Certo elemento forma um cátion bivalente de configuração eletrônica 1s22s22p63s23p64s23d104p64d6. Pode-se afirmar corretamente que seu: a) número atômico é igual a 42. b) átomo neutro possui 42 elétrons. c) átomo neutro possui 4 níveis de energia. d) cátion trivalente é mais estável que o bivalente. 11. (cftmg 2005) Os elementos hipotéticos X, Y, Z e W apresentam as seguintes distribuições eletrônicas: X - 1s2 2s2 2p6 Y - 1s2 2s2 2p6 Z - 1s2 2s2 2p6 3s2 W - 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 Considerando esses elementos, é correto afirmar que: a) Z é um metal alcalino. b) X possui a menor eletronegatividade. c) Y possui o menor potencial de ionização. d) Y e W formam um composto de fórmula W‚Y. 12. (G1 - IFCE 2012) Ao longo da história da química, muitos modelos surgiram, para tentar explicar a complexidade do átomo, desde a crença de que ele seria uma minúscula esfera até a construção de um modelo matemático probabilístico. Com relação às características do átomo e ao conceito de elemento químico, é correto afirmar-se que a) a caracterização de um elemento químico ocorre pela determinação do seu número de massa. b) os átomos de um mesmo elemento químico obrigatoriamente devem apresentar o mesmo número de nêutrons. c) na eletrosfera, região que concentra toda a massa do átomo, encontram-se os elétrons. d) o número de massa ou número de Moseley é a soma do número de prótons com o número de elétrons. e) o elemento químico corresponde a um conjunto de átomos de mesma carga nuclear 13. (Puc-rio 2007) No cotidiano, percebemos a presença do elemento químico cálcio, por exemplo, nos ossos, no calcário, entre outros. Sobre esse elemento, é correto afirmar que: a) o nuclídeo 20Ca40 possui 22 prótons, 20 elétrons e 20 nêutrons. b) o cloreto de cálcio se dissocia em meio aquoso formando íons Ca1+. c) o cálcio faz parte da família dos halogênios. d) o cálcio em seu estado normal possui dois elétrons na camada de valência. e) o cálcio é um metal de transição. 14. (Pucmg 2006) A espécie 55Mn3+ possui: a) 25 prótons, 25 nêutrons e 25 elétrons. b) 27 prótons, 27 nêutrons e 25 elétrons. c) 53 prótons, 55 nêutrons e 51 elétrons. d) 25 prótons, 30 nêutrons e 22 elétrons. 15. (Pucmg 2007) Observe atentamente a representação a seguir sobre um experimento clássico realizado por Rutherford: 20 Prof. Cosme Oliveira Rutherford concluiu que: a) o núcleo de um átomo é positivamente carregado. b) os átomos de ouro são muito volumosos. c) os elétrons em um átomo estão dentro do núcleo. d) a maior parte do volume total um átomo é constituído de um espaço vazio. 16. (Pucmg 2007) Assinale o elemento que pode formar um cátion isoeletrônico com o Neônio (Ne) e se ligar ao oxigênio na proporção de 1:1. Dados: 9F; 11Na; 12Mg; 13Al a) F b) Na c) Mg d) Al 17. (Pucmg 2007) Assinale a afirmativa que descreve ADEQUADAMENTE a teoria atômica de Dalton. Toda matéria é constituída de átomos: a) os quais são formados por partículas positivas e negativas. b) os quais são formados por um núcleo positivo e por elétrons que gravitam livremente em torno desse núcleo. c) os quais são formados por um núcleo positivo e por elétrons que gravitam em diferentes camadas eletrônicas. a) e todos os átomos de um mesmo elemento são idênticos. 18. (Pucrj 2006) Analise as frases abaixo e assinale a alternativa que contém uma afirmação incorreta. a) Os nuclídeos 12C6 e 13C6 são isótopos. b) Os isóbaros são nuclídeos com mesmo número de massa. c) O número de massa de um nuclídeo é a soma do número de elétrons com o número de nêutrons. d) A massa atômica de um elemento químico é dada pela média ponderada dos números de massa de seus isótopos. e) Os isótonos são nuclídeos que possuem o mesmo número de nêutrons. 19. (Pucrs 2007) Um experimento conduzido pela equipe de Rutherford consistiu no bombardeamento de finas lâminas de ouro, para estudo de desvios de partículas alfa. Rutherford pôde observar que a maioria das partículas alfa atravessava a fina lâmina de ouro, uma pequena parcela era desviada de sua trajetória e uma outra pequena parcela era refletida. Rutherford então idealizou um outro modelo atômico, que explicava os resultados obtidos no experimento. Em relação ao modelo de Rutherford, afirma-se que: I. o átomo é constituído por duas regiões distintas: o núcleo e a eletrosfera. II. o núcleo atômico é extremamente pequeno em relação ao tamanho do átomo. III. os elétrons estão situados na superfície de uma esfera de carga positiva. IV. os elétrons movimentam-se ao redor do núcleo em trajetórias circulares, denominados níveis, com valores determinados de energia. As afirmativas corretas são, apenas: a) I e II b) I e III c) II e IV d) III e IV e) I, II e III 20. (Ufla 2007) O potássio não ocorre livremente na natureza e sim na forma combinada. Alguns minerais do potássio são: carnalita (KMgCl3 . 6H2O); langbeinita [K2Mg2(SO4)3] e silvita (KCl). A respeito do elemento químico potássio, é CORRETO afirmar que: a) é um metal de transição. b) os átomos podem apresentar estados de oxidação +1 e +2. c) o potássio é isoeletrônico do Ar. d) os seus átomos possuem um elétron na camada de valência. 21. (Ufmg 2007) Analise o quadro, em que se apresenta o número de prótons, de nêutrons e de elétrons de quatro espécies químicas: 21 Prof. Cosme Oliveira Dados : 1H; 9F Considerando-se as quatro espécies apresentadas, é INCORRETO afirmar que: a) I é o cátion H+. b) II é o ânion F-. c) III tem massa molar de 23 g/mol. d) IV é um átomo neutro. 22. (Ufrs 2006) Entre as espécies químicas a seguir, assinale aquela em que o número de elétrons é igual ao número de nêutrons. Dados :1H; 6C; 8O; 10Ne; 17Cl a) 2H+ b) 13C c) 16O–2 d) 21Ne e) 35Cl– 23. (Puc-rio 2007) Assinale a afirmativa correta: a) O nuclídeo Ar40 possui 18 prótons, 18 elétrons e 20 nêutrons. b) Os nuclídeos U238 e U235 são isóbaros. c) Os nuclídeos Ar40 e Ca40 são isótopos. d) Os nuclídeos B11 e C12 são isótonos. e) Os sais solúveis dos elementos da família dos alcalino terrosos formam facilmente, em solução aquosa, cátions com carga 1+. 24. (FEI) Um íon de carga 3- tem o mesmo número de elétrons que um certo átomo neutro, cujo número atômico é 14. Sabendo-se que o íon possui 20 nêutrons,o número atômico e o número de massa do átomo que dá origem a esse íon são, respectivamente: a) 11 e 31 b) 14 e 34 c) 17 e 37 d) 37 e 17 e) 34 e 14 25. Um íon A3- é isoeletrônico de um íon B2+, ou seja, ambos tem o mesmo número de elétrons. Sabendo que o número atômico de A é igual a 34, qual será o de B ? 26. São dadas as seguintes informações relativasaos átomos X, Y e Z: I. X é isóbaro de Y e isótono de Z II. Y tem número atômico 56, número de massa 137 e é isótopo de Z. III. O número de massa de Z é 138. Calcule o número atômico de X. 27. Temos três átomos genéricos A , B e C. O átomo A tem número atômico 70 e número de massa 160. O átomo C tem 94 nêutrons e é isótopo do átomo A . O átomo B é isóbaro de C e isótono de A. Determine o número de elétrons do átomo B2+ e seu número atômico. 28. Dados os átomos dos elementos X, Y, Z e W, e sabendo-se que: X tem número atômico igual a 31 e 40 partículas nucleares. X é isóbaro de Z e é isótono de Y Z tem 15 partículas sem carga e é isótopo de W Y possui 30 cargas nucleares e é isóbaro de W Determine o número atômico e o número de massa de todos os átomos dados. 29. Têm-se os átomos A, B, C, D e E. A possui 50 cargas nucleares e número de massa igual a 120 B possui 7 partículas neutras a menos que C e número de massa igual a 130 C é isóbaro de A e possui 10 partículas nucleares com carga a menos que D D é isótopo de A e isóbaro de B E é isótono de C e isoeletrônico de B Determine o número atômico e o número de massa de cada um dos átomos dados. 30. Têm-se os átomos A, B, C, D e E. A possui 78 partículas nucleares e 33 partículas com massa desprezível. B possui 35 cargas nucleares e 46 partículas sem carga. B e C são isótopos, C e A são isótonos, D e B são isóbaros, D e A são isótonos, E e D são isoeletrônicos e E e A são isóbaros. Ache os números atômicos e de massa de cada um dos átomos dados, e determine o número de nêutrons do átomo E. 22 Prof. Cosme Oliveira Modelo atômico da mecânica quântica (modelo atual) Dualismo partícula-onda do elétron. Caráter partícula-onda do elétron. Princípio da Incerteza de Heizemberg É impossível determinar simultaneamente a velocidade e a posição de um elétron. Qualquer tentativa de medir uma grandeza no elétron, implica em alterar esta grandeza. Não tem sentido falar em posição do elétron no átomo. Conceito de orbital: a mecânica quântica estudou a determinação de uma região de máxima probabilidade (orbital) de se encontrar o elétron. Definição dos orbitais por Schrôdinger O movimento do elétron no átomo é descrito por uma equação de “função de onda”. A resolução matemática destas equações, por Schrõdinger, revelou entre outras coisas uma forma geométrica dos orbitais atômicos. Orbital tipo “s” (para elétrons em um subnível tipo “s”). - Os elétrons movem-se de forma desconhecida com velocidade elevadíssima; - O movimento do elétron passou a ser descrito por uma nuvem eletrônica; - Quanto mais densa é a nuvem, maior é a probabilidade de se encontrar aí o elétron; - A nuvem é mais densa próximo do núcleo, e menos densa longe do núcleo. 23 Prof. Cosme Oliveira 2 - Estrutura Eletrônica Orbital Devido à dificuldade de calcular a posição exata de um elétron na eletrosfera, o cientista Erwin Schordinger foi levado a calcular a região onde haveria maior probabilidade de encontrar um elétron. Essa região foi chamada de orbital. Nos subníveis teremos os seguintes números de orbitais: subnível s: 1 orbital. subnível p: 3 orbitais. subnível d: 5 orbitais. subnível f : 7 orbitais. Cada orbital comporta, no máximo, 2 elétrons, que serão distribuídos nestes orbitais seguindo a regra de Hund. Coloca-se um elétron em cada orbital, da esquerda para a direita e, quando todos os orbitais tiverem recebido o primeiro elétron é que colocamos o segundo elétron, com sentido oposto. Em geral representamos os orbitais por quadrados, assim teremos: subnível s: subnível p: subnível d: subnível f : Exemplo: Distribuir nos orbitais os elétrons do subnível “3p5“. O subnível possui três orbitais 2.1 - Números Quânticos. São usados para representar um elétron em um átomo qualquer. A caracterização de cada elétron no átomo é feita por meio de 4 números quânticos: principal, secundário, magnético e spin. Obs. No mesmo átomo, não existem 2 elétrons com os mesmos números quânticos. Número Quântico Principal “n”. Representa o nível energético. (a camada) Camadas K L M N O P Q “n” 1 2 3 4 5 6 7 Número quântico secundário ou azimutal “l”. Representa o subnível do elétron. Subnível tipo s p d f g h... “l” 0 1 2 3 4 5 24 Prof. Cosme Oliveira Só pode ter valores inteiros entre 0 e n - 1: Se n = 1, então l = 0; Se n = 2, então pode ser l = 0 ou l = 1; Se n = 3, então pode ser l = 0, l = 1 ou l = 2. Número quântico magnético “ml”: Representa a orientação espacial do orbital ocupado pelo elétron. Só pode ter valores inteiros entre – l e + l : Se l = 0, então ml = 0; Se l = 1, então pode ser ml = -1, ml = 0 ou ml = +1 - orbital “s” Forma: Orientações: 1 Representação - orbital “p” Forma: Orientações: 3 Representação - orbital “d” Orientações: 5 Representação - orbital “f” Orientações: 7 Representação Número quântico de spin “ms”: representa o sentido de rotação do elétron, e possui os valores – 1/2 ou + 1/2. Vamos adotar a convenção de que o primeiro elétron seja – 1/2 e o segundo + 1/2. F . R . E S = - ½ S = + ½ - - F . A . M Py Pz Px Px Py Pz ml = -1 0 +1 -2 -1 0 +1 +2 -3 -2 -1 0 +1 +2 +3 Y Z 25 Prof. Cosme Oliveira 3 – Distribuição Eletrônica Acomodação de Elétrons Obs. 2 por orbital -Por nível/ Subnível É feita na ordem crescente de energia; O elétron irá ocupar primeiro nível e Sub-Nível de menor conteúdo energético disponível; A energia do elétron é dada pela soma (n+ l); O elétron terá maior conteúdo energético quanto maior for a soma (n+ l); Quando a soma (n+ l ) de dois elétrons for igual, terá maior energia aquele que apresentar maior valor de (n) Um átomo encontra-se no estado fundamental, quando seus elétrons apresentam menor conteúdo energético possível. s p D f total K 2 2 L 2 6 8 M 2 6 10 18 N 2 6 10 14 32 O 2 6 10 14 32 P 2 6 10 ... 18 Q 2 6 ... ... 8 Diagrama de “Aufbaul” (Madelung, Linus Pauling) K 1s2 L 2s2 2p6 M 3s2 3p6 3d10 N 4s2 4p6 4d10 4f14 O 5s2 5p6 5d10 5f14 P 6s2 6p6 6d10 Q 7s2 Principio da Exclusão de Pauli. Dois elétrons não podem apresentar os quatro números quânticos iguais. Regra de Hund. Deve-se preencher todos os orbitais de um subnivel com um elétron antes de colocar um segundo elétron no mesmo orbital. Camada de Valência: É a camada mais afastada do núcleo que contém elétron. Elétron de diferenciação: É o elétron com maior energia em um átomo, ou seja, é o último elétron da distribuição eletrônica. Indica a quantidade de elétrons no subnível Indica o subnível onde se encontram os elétrons Indica o nível energético dos elétrons 3d9 26 Prof. Cosme Oliveira Ex. 17Cl: 1s22s22p63s23p5 Camada De Valência n = 3, l = 1, mf = 0, ms = -1/2 23V: 1s22s22p63s23p54s23d3 Camada De Valência n = 3, l = 2, mf = 0, ms = +1/2 Configuração na ordem energética 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d105p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d10 7p6 Configuração na ordem geométrica 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f14 5s2 5p6 5d10 5f14 6s2 6p6 6d10 7s2 7p6 K L M N O P Q Configuração Em Íons 1. Faz-se a configuração para o átomo neutro 2. Para cátion: retira-se os elétrons perdidos da ultima camada 3. Para ânion: adiciona-se os elétrons ganhos na última camada 4. Representa-se na configuração eletrônica final a carga do íon Configuração com Gás Nobre 1º [2He] 2s 2p 3s 2º [ 10Ne] 3s 3p 4s 3º [ 18Ar] 4s 3d 4p 5s 4º [ 36Kr] 5s 4d 5p 6s 5º [ 54Xe] 6s 4f 5d 6p 7s 6º [ 86Rn] 7s 5f 6d 7p 8s Ex1: 26Fe [ 18Ar] 4s2 3d6 Ex2: 19K [ 18Ar] 4s1 Ex3: 36Kr [ 18Ar] 4s2 3d10 4p6 Ex4: 34Se [ 18Ar] 4s2 3d10 4p4 Ex5: 61Pm [ 54Xe] 6s2 4f 5 Ex6: 92U [ 86Rn] 7s2 5f 4 27 Prof. Cosme Oliveira EXERCÍCIOS DE APRENDIZAGEM – Parte 2 31-(UEM PR) Quantos elétrons desemparelhados existem em um átomo que possui a configuração eletrônica 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3? a) 1 elétron b) 2 elétrons c) 3 elétrons d) 4 elétrons e) 5 elétrons 32 - (UFMS) Uma grande fabricante mundial de brinquedos anunciou recentemente uma chamada aos clientes devido à necessidade de substituição de alguns de seus produtos (recall), com elevados teores de chumbo presentes no pigmento utilizado nas tintas aplicadas nesses brinquedos. O chumbo, na sua forma catiônica possui elevada toxicidade, afetando principalmente a síntese da hemoglobina nos organismos. Sabendo-se que o número atômico (Z) do chumbo é 82 e do xenônio é 54, assinale a alternativa que apresenta a configuração eletrônica correta para o cátion bivalente do chumbo. a) [Xe] 6s2 4f14 5d10 6p2. b) [Xe] 6s2 4f14 5d10. c) [Xe] 4f14 5d9 6p1. d) [Xe] 6s1 4f14 5d10 6p1. e) [Xe] 6s2 4f14 5d8 6p2. 33 - (UFS) O cobalto é um metal de coloração prata acinzentado, usado principalmente em ligas com o ferro. O aço alnico, uma liga de ferro, alumínio, níquel e cobalto, é utilizado para construir magnetos permanentes, como os usados em alto- falantes. Precisamos de cobalto em nossa dieta, pois ele é um componente da vitamina B12. Sabendo que o número atômico do cobalto é 27, sua configuração eletrônica será: a) 1s22s22p63s23p63d9 b) 1s22s22p63s23p64s9 c) 1s22s22p63s23p64s24p63d1 d) 1s22s22p63s23p64s23d7 e) 1s22s22p63s23p64s24p7 34 - (UEM PR) Assinale a alternativa correta. a) A distribuição eletrônica do + é 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2. b) A distribuição eletrônica do íon Mg2+ é 1s2 2s2 2p6 3s2 3p2. c) A distribuição eletrônica do íon Ca2+ é igual à do íon Na+. d) A distribuição eletrônica do íon Na+ é 1s2 2s2 2p4 3s2. e) A distribuição eletrônica do íon Sr2+ é igual à do íon Rb+. 35 - (MACK SP) Átomos do elemento químico potássio, que possuem 20 nêutrons, estão no quarto período da tabela periódica, na família dos metais alcalinos. Em relação a seus íons, é correto afirmar que: a) têm Z=18. b) têm 20 elétrons e A = 40. c) têm 18 elétrons e A = 39. d) são cátions bivalentes. e) têm A = 38. 36 - (UFES) A configuração eletrônica do átomo de ferro em ordem crescente de energia é 1s22s22p63s23p64s23d6. Na formação do íon Fe2+, o átomo neutro perde 2 elétrons. A configuração eletrônica do íon formado é : a) 1s22s22p63s23p63d6 b) 1s22s22p63s23p64s23d4 c) 1s22s22p63s23p64s13d5 d) 1s22s22p63s23p44s13d6 e) 1s22s22p63s23p44s23d5 37 - Faça a distribuição eletrônica para os elementos: a) 12Mg b) 20Ca c) 26Fe d) 35Br e) 56Ba f) 86Rn g) 104Rf 38 - De acordo com o exercício 37, indique: I) O subnível mais energético de cada distribuição; II) A quantidade de elétrons na camada de valência de cada elemento. 39 - Faça a distribuição eletrônica para os íons: a) 12Mg+2 b) 20Ca2 c) 26Fe3 d) 35Br e) 15P3 f) 55Cs 40- Qual o número atômico do elemento que apresenta o subnível mais energético “5d4”? 28 Prof. Cosme Oliveira 41 - Vanádio (Z = 23), elemento de transição, constitui componente importante do aço para produzir um tipo de liga que melhora consideravelmente a tenacidade, as resistências mecânicas e à corrosão do ferro. Quantos elétrons há no subnível 3d da configuração eletrônica do vanádio? 42 - Qual o número atômico do elemento que apresenta o subnível mais energético “5p4”? 43 - O cloreto de sódio (NaCl) representa papel importante na fisiologia da pessoa, pois atua como gerador do ácido clorídrico no estômago. Com relação ao elemento químico cloro (Z = 17), Qual o número de elétrons no subnível “ p”? 44 - Na configuração eletrônica de um elemento químico há dois elétrons no subnível “3d”. Qual o número atômico desse elemento? 45 - O titânio ( Z = 22) é metal usado na fabricação de motores de avião e de pinos para próteses. Quantos elétrons há no último nível da configuração eletrônica desse metal? 46 - Um elemento químico da família dos halogênios (7 elétrons na camada de valência) apresenta 4 níveis energéticos na sua distribuição eletrônica. Qual é o número atômico desse elemento? 47 - A pedra imã natural é a magnetita (Fe3O4). O metal ferro pode ser representado por 26Fe56 e seu átomo apresenta a seguinte distribuição eletrônica por níveis: a) 2, 8, 16. b) 2, 8, 8, 8. c) 2, 8, 10, 6. d) 2, 8, 14, 2. e) 2, 8, 18, 18, 10. 48 - A corrosão de materiais de ferro envolve a transformação de átomos do metal em íons (ferroso ou férrico). Quantos elétrons há no terceiro nível energético do átomo neutro de ferro? Dados: 26Fe56 a) 2. b) 6. d) 16. c) 14. e) 18. 49 -O titânio (Z = 22) é muito utilizado atualmente, quando se deseja um material de difícil oxidação. Sobre esse elemento, são feitas as seguintes proposições: I) Possui 12 elétrons na camada M. II) Apresenta 4 camadas eletrônicas. III) Apresenta 8 elétrons no subnível “s”. IV) O seu subnível mais energético é o subnível 4s. São corretas: a) II, III e IV. d) II e III. b) II e IV. e) todas. c) III e IV. 50 - Alguns elementos apresentam, no seu estado fundamental e no seu nível mais energético, a distribuição eletrônica npx. Dentre os elementos abaixo, o que apresenta o maior valor de “x” é: a) 13Al. d) 15P. b) 14Si. e) 35Br. c) 34Se. 51 - Dos números atômicos que seguem, qual corresponde a um elemento químico com 5 elétrons de valência? a) 5. d) 33. b) 13. e) 40. c) 25. 29 Prof. Cosme Oliveira 4 – “Grandezas Atômicas” Os átomos são identificados segundo o seu número de prótons, nêutrons e elétrons. Assim, convém sabermos alguns conceitos: Número atômico (Z) – É a quantidade de prótons existente no núcleo do átomo. Número de nêutrons (N) – É a quantidade de nêutrons existentes no núcleo do átomo. Número de massa (A) – É a soma dos números de prótons e nêutrons existentes no núcleo atômico. Representação – ZXA Isótopos – São elementos químicos iguais porque apresentam o mesmo número de prótons porem diferem em seu número de massa. Exemplo : Hidrogênio 1H1 1H2 1H3 Elemento Químico - é um conjunto de átomos que apresentam o mesmo número atômico. Íon - É toda espécie química dotada de carga, onde o número de prótons é diferente do número de elétrons. Cátion - É todo íon de carga positiva, onde o número de prótons é maior que o número de elétrons. Ânion - É todo íon de carga negativa, onde o número de prótons é menor que o número de elétrons. Relações Atômicas.Isóbaros – São elementos químicos diferentes, portanto apresentam números atômicos diferentes, mas apresentam o mesmo número de massa. Exemplo : Potássio e cálcio. 19K40 20Ca40 Isótonos – São elementos químicos diferentes, com número de massa diferentes mas com o mesmo número de nêutrons. Exemplo: Cloro e cálcio. 17Cl37 20Ca40 Isoeletrônicos – São íons de elementos químicos diferentes que apresentam o mesmo número de elétrons. Exemplo: F– e Na+. 9F– 11Na+ Prótio Deutério Trítio N=20 N=20 e- =10 e- =10 30 Prof. Cosme Oliveira EXERCÍCIOS DE APRENDIZAGEM – Parte 3 52. (G1 - UTFPR 2008) Atualmente, um elemento químico é definido em termos do seu número de prótons, ou seja, um elemento químico terá exatamente o mesmo número de prótons, mas não necessariamente o mesmo número de nêutrons. Com base nisto, examine as representações químicas a seguir e analise as proposições. (As letras maiúsculas podem representar qualquer átomo): 1X1 ; 1Z2 ; 1T3 ; 2M4 ; 2L3 ; 3R4 I - X, Z e T são representações de um elemento químico e, portanto, devem ter um mesmo símbolo químico. II - M e L são representações de um elemento químico e, portanto, devem ter um mesmo símbolo químico. III - X, Z e T são isóbaros entre si e M e L são isótonos entre si. IV - T, L e R são isóbaros entre si e Z, L e R são isótopos entre si. V - X não possui nenhum nêutron, e Z e T possuem 1 e 2 nêutrons respectivamente. As proposições FALSAS são somente: a) I e II. b) I, II e III. c) III e IV. d) IV e V. e) I, III e V. 53. (G1 - CFTMG 2008) A tabela seguinte apresenta a composição atômica das espécies genéricas I, II, III e IV. Com base nesses dados, é correto afirmar que: a) III e IV são espécies neutras. b) II e III possuem 19 partículas nucleares. c) I e IV possuem número atômico igual a 18. d) I e II pertencem ao mesmo elemento químico. 54. (PUC RIO 2007) Assinale a afirmativa correta. a) O nuclídeo Ar40 possui 18 prótons, 18 elétrons e 20 nêutrons. b) Os nuclídeos U238 e U235 são isóbaros. c) Os nuclídeos Ar40 e Ca40 são isótopos. d) Os nuclídeos B11 e C12 são isótonos. e) Os sais solúveis dos elementos da família dos alcalino terrosos formam facilmente, em solução aquosa, cátions com carga 1+. 55. (UFRGS 2007) Um certo elemento químico possui número atômico 75 e número de massa 186,2. Com base nesses dados, pode-se afirmar corretamente que esse elemento. a) possui 75 prótons e 111,2 nêutrons em seu núcleo. b) possui 111,2 prótons e 75 nêutrons em seu núcleo. c) é constituído por diferentes isótopos. d) forma um íon monopositivo que possui o mesmo número de elétrons que o ósmio. e) forma ligações iônicas com o paládio. 56. (PUC MG 2007) O íon y3- tem 38 elétrons e 45 nêutrons. O átomo neutro Y apresenta número atômico e número de massa, respectivamente: a) 35 e 80 b) 38 e 83 c) 41 e 86 d) 45 e 80 57. (PUC MG 2007) Considere as representações genéricas das espécies X, Y, R2- e Z2+. É CORRETO afirmar que as espécies que apresentam o mesmo número de nêutrons são: a) X e Z2+ b) X e Y c) Y e R2- d) Y e Z2+ 58. (G1 - IFSP 2012) Os números de nêutrons do , e são, respectivamente, 1H1 1H2 1H3 a) 2; 3; 4. b) zero; 1; 2. c) zero; 2; 1. d) 2; 1; zero. e) 2; zero; 1. 59. G1 - IFSP 2012) Pode-se afirmar que os átomos de hidrogênio são (1H1 1H2 1H3) a) isótopos, apenas. b) isóbaros, apenas. c) isótonos, apenas. d) isótopos e isóbaros. e) isóbaros e isótonos. 31 Prof. Cosme Oliveira GABARITOS DOS EXERCICIOS DE APRENDIZAGEM 1. O modelo atômico apresentado é o modelo de Bohr. No modelo de Bohr, os elétrons giram em torno do núcleo, em níveis específicos de energia, chamados de camadas. No caso do modelo do átomo de hidrogênio apresentado, pode-se observar que a órbita não é elíptica, e o elétron gira em torno do núcleo, em uma região própria, ou em uma camada chamada de camada K. Aceita-se também a resposta como modelo de Rutherford-Bohr. 2. [B] 3. [D] 4. [E] 5. [B] 6. [E] 7. [B] 8. [A] 9. [A] 10. [D] 11. [A] 12. [E] 13. [D] 14. [D] 15. [A] 16. [C] 17. [D] 18. [C] 19. [A] 20. [D] 21. [D] 22. [E] 23. [D] 24. [A] 25. 39 26. 55 27. Z=74 e E=72 , 8. 31X40 ; 30Y39 ; 25Z40 ; 25W39, 29. 50A120 ; 57B130 ; 40C120 ; 50D130 ; 57E137 30. 33A78 ; 35B81 ; 35C80 ; 36D81 ; 36E78 31 [C] 32 [B] 33 [D] 34 [E] 35 [A] 36 37 38 39 40 [A] 41 3 elétrons 42 Z = 52 43 11 elétrons 44 Z = 22 45 2 elétrons 46 Z = 35 47 [D] 48 [C] 49[D] 50 [E] 51[D] 52 [C] 53 [B] 54[D] 55[C] 56 [A] 57[C] 58[B] 59[A] 32 Prof. Cosme Oliveira 3 – TABELA PERIÓDICA A tabela periódica atual é constituída de 18 famílias na vertical e 7 períodos na horizontal, organizados em ordem crescente de número atômico, com um total de 114 elementos. Lei de Moseley ou lei da periodicidade: os elementos apresentam propriedades que variam periodicamente com o aumento do numero atômico 1 - Forma longa da Tabela Periódica Períodos: Grupos: Grupo FAMÍLIAS F.G. S.E. ELEMENTOS 1 /1A Metais Alcalinos ns1 1 Li, Na, K, Rb, Cs, Fr 2 /2A Met. alcalin. terrosos ns2 2 Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra 13/3A Boro ns2 np1 3/13 B, Al, Ga, In, Tl 14/4A Carbono ns2 np2 4/14 C, Si, Ge, Sn,Pb 15/5A Nitrogênio ns2 np3 5/15 N, P, As, Sb, Bi 6/6A Calcogênio ns2 np4 6/16 O, S, Se, Te, Po 17/7A Halogênios ns2 np5 7/17 F, Cl, Br, I, At PERÍODO CLASSIFICAÇÃO N.º DE ELEMENTOS 1º PERÍODO Miuto curto 2 2º PERÍODO Curto 8 3º PERÍODO Curto 8 4º PERÍODO Longo 18 5º PERÍODO Longo 18 6º PERÍODO Muito longo 32 7º PERÍODO Incompleto 28 33 Prof. Cosme Oliveira 2 – Classificação dos Elementos 2.1 - Quanto as propriedades: Metais: Localizam-se a esquerda na tabela periódica, constituindo um grupo de( 89 + 3 = 92 ) elementos; Apresentam em geral de 1 à 3 elétrons na camada de valência; Apresentam elevada Eletropositividade, isto é, tendência de perder elétrons; Apresentam elevado ponto de fusão e elevado ponto de ebulição; São bons condutores de calor e eletricidade; Apresentam cor que varia de acidentada a prateado; com exceção de ouro (Au) cobre (Cu) que apresentam cor amarelada; Encontram-se todos no estado sólido, com exceção do mercúrio (Hg) que encontra-se no estado líquido; Apresentam Maleabilidade e Ductibilidade Ametais ou não metais: Localizam-se a direita na tabela periódica, constituindo um grupo de (11+ 5 = 16) elementos; Apresentam em geral de 5 a 7 elétrons na camada de valência; Apresentam elevada Eletronegatividade, isto é, tendência de ganhar elétrons; Apresentam baixo ponto de fusão e baixo ponto de ebulição, com exceção do carbono que apresenta elevado ponto de fusão e elevado ponto de ebulição; OBS: O carbono apresenta ponto de fusão aproximadamente igual a 3700ºC e ponto de ebulição aproximadamente 4800ºC; São maus condutores de calor e eletricidade, por isso são chamados de isolantes; OBS: O carbono na forma de grafite é capaz de conduzir corrente elétrica. Apresentam cores variadas; Não apresentam Maleabilidade e Ductibilidade; Encontram-se nos três estados físicos (GASOSO: N, O, F, Cl LÍQUIDO: Br SÓLIDO: C, P ,S, Se, I, At ) Semi-metais: Localizam-se entre os metais e não metais, constituindo um grupo de 7 elementos no estado sólido; Apresentam propriedades intermediárias entre as propriedades dos metais e as propriedades dos não metais; As propriedades físicas são semelhantes as propriedades dos metais em quanto que as propriedades químicas são semelhantes as propriedades dos não metais; Pela nova classificação foram redistribuídosentre os metais (Ge, Sb, Po ) e não metais ( B, Si, As, Te ) Gases nobres: Localizam-se à direita da tabela periódica, constituem um grupo de 6 elementos no estado gasoso; Apresentam 8 elétrons na última camada; Apresentam estabilidade eletrônica; Não realizam ligações químicas em condições normais, a não ser quando estimulados em laboratórios; Não aparecem constituindo compostos químicos, por não realizarem ligações; 34 Prof. Cosme Oliveira Hidrogênio: Localiza-se a esquerda da tabela periódica sobre a família 1A no primeiro período, constituindo um grupo de um elemento no estado gasoso; É constituído de três isótopos ( PRÓTIO , DEUTÉRIO , TRÍTIO ) 1H1 H2 1H3 2.2 - Quanto à configuração eletrônica: Elementos representativos: Apresentam a última camada incompleta; Apresentam configuração eletrônica terminando em Sub-Nível s ou p; Pertencem as famílias (1 ou 1A, 2 ou 2A, 13 ou 3A, 14 ou 4A , 15 ou 5A , 16 ou 6A , 17 ou 7A ) Apresentam fórmula geral Obs1: Pela classificação anterior a família é dada pela soma dos elétrons da última camada. Obs2: Pela classificação atual a família é dada pela soma dos elétrons da última camada quando termina em Sub-Nível s e quando termina em Sub-Nível p é dada pela soma dos elétrons da última camada + dez (10 ) Obs3: O período é dado pelo número de camadas. Elementos de transição externa: Apresentam a penúltima camada incompleta; Apresentam configuração eletrônica terminando em Sub-Nível d; Pertencem as famílias (3 /3B, 4 / 4B, 5 / 5B, 6 / 6B , 7 / 7B , 8 / 8B , 1 / 1B, 2 / 2B ) Obs1: A família é dada pela soma dos elétrons do sub-nível s da última camada com os elétrons do sub- nível d da penúltima camada. Obs2: O período é dado pelo número de camadas. FAMÍLIA FÓRMULA GERAL SOMA DE ELÉTRONS 1º ELEM. DA FAMÍLIA GRUPO 3/ 3B ns2 (n – 1 )d1 3 Sc GRUPO 4 /4B ns2 (n – 1 )d2 4 Ti GRUPO 5 /5B ns2 (n – 1 )d3 5 V GRUPO 6 /6B ns2 (n – 1 )d4 ns1 (n – 1 )d5 6 Cr GRUPO 7 /7B ns2 (n – 1 )d5 7 Mn GRUPO 8 /8B ns2 (n – 1 )d6 8 Fe GRUPO 9 /8B ns2 (n – 1 )d7 9 Co GRUPO10/8B ns2 (n – 1 )d8 10 Ni GRUPO11/1B ns2 (n – 1 )d9 ns1 (n – 1 )d10 11 Cu GRUPO12/2B ns2 (n – 1 )d10 12 Zn ns2 np x ( 1 à 5 ) 35 Prof. Cosme Oliveira Elementos de transição interna: Apresentam a antepenúltima camada incompleta; Apresentam configuração eletrônica terminando em Sub-Nível f; Pertencem as séries dos lantanídios e actinídios da família B Obs1: Os elementos pertencentes a série dos lantanídios apresentam configuração eletrônica terminando em Sub-Nível 4f. Obs2: Os elementos pertencentes a série dos actinídios apresentam configuração eletrônica terminando em Sub-Nível 5f. Obs3: O período é dado pelo número de camada. Obs4: O número de elétrons do Sub-Nível f determina a posição do elemento na série. Série dos lantanídios 1º 2º 3º 4º 5º 6º 7º 8º 9º 10 11 12 13 14 4f Série dos actinídios 1º 2º 3º 4º 5º 6º 7º 8º 9º 10 11 12 13 14 5f f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7 f8 f9 f10 f11 f12 f13 f14 Gases nobres: Apresentam a última camada com oito elétrons; Apresentam configuração eletrônica terminando em sub-nível p6; São elementos pertencentes a família 18; Apresentam fórmula geral Obs: A família é dada pela soma dos elétrons da última camada com dez. Obs: O período é dado pelo número de camadas. O esquema abaixo mostra o subnível ocupado pelo elétron mais energético dos elementos da tabela periódica ns2 p6 36 Prof. Cosme Oliveira EXERCICIOS DE APRENDIZAGENS – Parte 1 01 - Considerando os elementos X (Z = 17) e Y (Z = 12), podemos afirmar que: a) X é metal e Y é ametal. b) X e Y são metais. c) X é ametal e Y é metal. d) X e Y são ametais. e) X e Y são semimetais. 02 - (UFG GO) Leia o texto que se segue e responda à questão: Grupo cria molécula com gás nobre Os gases nobres são conhecidos pela estabilidade. Todos possuem oito elétrons na camada mais exterior (exceto o hélio, que tem apenas dois), o que faz deles os mais esnobes elementos químicos – não gostam de se misturar. Ser um gás nobre é o sonho de todo elemento. É por essa razão que eles se unem em compostos. Os átomos comuns costumam doar ou receber elétrons de outros átomos – formando moléculas – a fim de completar seu octeto, ou seja, ficar com oito elétrons na última camada – exatamente como seus primos ricos. Quanto menor o átomo do gás nobre, mais próximos do núcleo estão os elétrons da última camada, o que faz com que mais energia seja necessária para furtá-los. A definição química de nobreza: Gases chamados de nobres não costumam interagir com outros elementos. Adaptado da Folha de S. Paulo. 24 ago. 2000. p. A18. Com base nas informações desse texto e utilizando-se dos conhecimentos da Química, pode-se afirmar que 01. os gases nobres não se misturam com outros gases. 02. ao doar ou receber elétrons de outros átomos, um elemento se transforma em gás nobre. 03. quanto menor o átomo do gás nobre, maior será o primeiro potencial de ionização. 04. a palavra interagir foi utilizada como sinônimo de reação química. 03 - (UFG GO) Diga qual é a afirmação correta em relação ao elemento cujo átomo tem configuração eletrônica no estado fundamental: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p1 a) É não metal, tem 4 níveis de energia e localiza-se no grupo 3A da tabela periódica. b) É não metal, tem 3 elétrons no nível de valência e localiza-se no terceiro período da tabela periódica. c) É metal, tem 4 níveis de energia e localiza- se no grupo 1A da tabela periódica. d) É metal, tem 4 níveis de energia e localiza- se no grupo 3 A da tabela periódica. e) É não metal, tem 1 elétron no nível de valência e localiza-se 4º período da tabela periódica. 04 - (O espetáculo de cores que e visualizado quando fogos de artifício são detonados deve- se a Presença de elementos químicos adicionados a pólvora. Por exemplo, a cor amarela e devido ao sódio; a vermelha, ao estrôncio e ao cálcio; a azul, ao cobre; a verde, ao bário; e a violeta, ao potássio. Sobre os elementos químicos mencionados no texto, é correto afirmar: A) O sódio e o cálcio são metais alcalinos. B) O estrôncio e o bário são metais alcalino- terrosos. C) O potássio e o bário são metais alcalino- terrosos. D) O cálcio é metal alcalino, e o cobre é metal de transição. (E) O cobre é metal de transição, e o potássio é metal alcalino-terroso. 05 - O elemento químico que apresenta configuração eletrônica 2, 8, 2 é um: a) actinídeo. b) lantanídeo. c) metal alcalino terroso. d) elemento de transição. e) elemento transurânico. 06 - (FUVEST SP) Um átomo apresenta normalmente 2 elétrons na primeira camada, 8 elétrons na segunda camada, 18 elétrons na terceira camada e 7 elétrons na quarta camada. A família e o período em que se encontra este elemento são, respectivamente: a) família dos halogênios, 7° período. b) família do carbono, 4° período. c) família dos halogênios, 4° período. d) família dos calcogênios, 4° período. e) família dos calcogênios, 7° período. 07 - (UFSC) Observe os elementos químicos: Elemento Distribuição eletrônica A 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d10, 4p6 37 Prof. Cosme Oliveira B 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d10, 4p6, 5s2, 4d10, 5p6, 6s2 C 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d10, 4p5 D 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s1 E 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p4 Com base nas informações constantes do quadro acima, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S), considerando a posição do elemento na Tabela Periódica. 01. A é gás nobre. 02. E é calcogênio. 04. C é halogênio. 08. B é alcalino terroso. 16. D é alcalino.08 - (UEG GO) Analise as configurações eletrônicas dos elementos representados em I, II e III e, em seguida, marque a alternativa CORRETA: I. 1s22s22p63s23p5 II. 1s22s22p63s1 III. 1s22s22p63s23p64s23d10 a) O número de elétrons da camada de valência dos elemento I e III são respectivamente 7 e 10. b) Os elementos II e III são classificados como elementos de transição. c) O número de prótons do elemento II é igual a 12. d) O elemento I pertence à família dos halogênios (família 17) e, ao reagir com sódio metálico, forma um composto com alto ponto de fusão. 09 - (UERJ) Um átomo do elemento químico x, usado como corante para vidros, possui número de massa igual a 79 e número de nêutrons igual a 45. Considere um elemento y, que possua propriedades químicas semelhantes ao elemento x. Na Tabela de Classificação Periódica, o elemento y estará localizado no seguinte grupo: a) 7 b) 9 c) 15 d) 16 10 - (UFRJ) O livro “A Tabela Periódica”, de Primo Levi, reúne relatos autobiográficos e contos que têm a química como denominador comum. Cada um de seus 21 capítulos recebeu o nome de um dos seguintes elementos da tabela periódica: Argônio, Hidrogênio, Zinco, Ferro, Potássio, Níquel, Chumbo, Mercúrio, Fósforo, Ouro, Cério, Cromo, Enxofre, Titânio, Arsênio, Nitrogênio, Estanho, Urânio, Prata, Vanádio, Carbono. Escreva o símbolo do elemento que dá nome a um capítulo e corresponde a cada uma das seis descrições a seguir. I – É metal alcalino. II – É líquido na temperatura ambiente. III – É o de menor potencial de ionização do grupo 15. IV – É radioativo, usado em usinas nucleares. V – Aparece na natureza na forma de gás monoatômico. VI – É lantanídeo. 11. - Na Tabela Periódica os elementos são separados de acordo com suas propriedades. A maioria dos elementos são metais, os quais se caracterizam por a) Apresentarem-se sempre sob a forma sólida. b) Serem bons condutores de calor. c) Serem incapazes de se transformar em fios. d) Serem maus condutores de eletricidade. 12 - Cite o símbolo dos elementos abaixo e classifique-os em metais ou não metais (ametais). a) Cobre b) Ferro c) Magnésio d) Flúor e) Enxofre f) Nitrogênio g) Carbono h) Fósforo 13 - Analise a afirmativa a seguir: “São maus condutores de calor e eletricidade, apresentam em estado sólido, líquido ou gasoso, nas condições ambiente.” Essas são características pertencente a) Ametais. b) Gases nobres. c) Metais. d) Semimetais. 14 - O mercúrio, substância química que polui as águas de rios brasileiros, em função do garimpo de ouro, no seu estado elementar, é um: 38 Prof. Cosme Oliveira a) Metal de elevado ponto de fusão; b) Metal do grupo 2B da classificação periódica dos elementos; c) Gás do grupo dos halogênios; d) Metal alcalino-terroso; e) Elemento representativo 15 - Na tabela periódica, estão no mesmo grupo (representativos) elementos que apresentam o mesmo número de: a) Elétrons no último nível de energia. b) Elétrons celibatários ou desemparelhados. c) Núcleos (prótons + nêutrons). d) Níveis de energia. e) Cargas elétricas. 39 Prof. Cosme Oliveira 3 – Propriedades Periódicas 3.1 - Raio Atômico Definição: Distância média teórica entre o núcleo e a região de máxima probabilidade de se encontrar os elétrons mais externos do átomo no estado fundamental (grande dificuldade de medição). Variação - Nos grupos: Maior Z maior raio devido ao aumento do nº de camadas. - Nos períodos: Para os representativos, maior Z menor raio devido ao aumento da carga nuclear. Ex. 01 Compare os “tamanhos” das espécies, justificando a) Na x Na+ b) Na+, F- e Ne c) F x F- Resolução: Na: 1s22s2sp63s1 F 1s22s2sp5 Ne 1s22s2sp6 Na+: 1s22s2sp6 F- 1s22s2sp6 (a) Na >>>Na+, pois possui um nível energético (uma camada) a mais, (b) As espécies são isoeletrônicas e por isso o tamanho dependerá basicamente da carga nuclear, de modo que quato maior for a carga nuclear, maior será a contração eletrosférica e menor será a espécie, F-> Ne Na. (c) As espécies, além de possuírem o mesmo numero de camadas possuem a mesma carga nuclear, de modo que a pequena diferença entre elas deve-se à maior repulsão inter-eletrônica que ocorre no ânion devido a possuir um elétron a mais F- >F. 3.2 - Energia de Ionização (1ª potencial de ionização) Definição: É a energia mínima necessária para retirar um elétron de um átomo neutro e isolado no estado gasoso e fundamental. Ca(g) + E1 Ca+(g) + e- Ca+(g) + E2 Ca+2(g) + e- Ca+2(g) + E3 Ca+3(g) + e- Fatores influentes: Na retirada de elétrons, vários fatores devem ser levados em conta para determinar a energia necessária: - Raio atômico, carga nuclear, repulsão inter-eletrônica, estabilidade de orbitais e subniveis. E3 >>>>> E2 > E1 40 Prof. Cosme Oliveira Obs. Os gases nobres por terem uma configuração eletrônica estável dificilmente perdem elétrons e ao serem comparados com outros elementos eles sempre terão o maior potencial de ionização, portanto não dependem do raio atômico. 3.3 - Eletroafinidade. Definição: é a energia liberada quando um átomo ganha um elétron, no estado gasoso. X(g) + e- X-(g) + Energia (exotérmica) Obs. Não definimos AFINIDADE ELETRÔNICA para os GASES NOBRES. 3.4 – Eletronegatividade Definição: É a tendência que um átomo possui de atrair elétrons para perto de si, quando se encontra ligado a outro átomo de elemento químico diferente numa substância composta Obs. Não definimos ELETRONEGATIVIDADE para os GASES NOBRES 41 Prof. Cosme Oliveira EXERCICIOS DE APRENDIZAGEM-Parte 2 01. Na Tabela Periódica, estão no mesmo grupo os elementos que apresentam o mesmo número de: a) Elétrons no último nível de energia. b) Elétrons celibatários ou desemparelhados. c) Núcleos (prótons + nêutrons). d) Níveis de energia. e) Cargas elétricas. 02. Assinale a alternativa que indica corretamente a ordem crescente dos raios atômicos: a) Cs < Rb < K < Na < li. b) Cs < Li < Rb < Na < K. c) K < Rb < Na < Cs < Li. d) Li < Cs < Na < Rb < K. e) Li < Na < K < Rb < Cs. 03. Considerando um grupo ou família na tabela periódica, podemos afirmar, em relação ao raio atômico, que ele: a) Aumenta com o aumento do número atômico, devido ao aumento do número de camadas. b) Aumenta à medida que aumenta a eletronegatividade. c) Não sofre influência da variação do número atômico. d) Diminui à medida que aumenta o número atômico, devido ao aumento da força de atração do núcleo. e) Diminui com o aumento do número atômico, devido ao aumento do número de elétrons. 04 Considere as afirmativas abaixo: I - A primeira energia de ionização é a energia necessária para remover um elétron de um átomo neutro no estado gasoso. II - A primeira energia de ionização do sódio é maior do que a do magnésio. III - Nos períodos da tabela periódica, o raio atômico sempre cresce com o número atômico. IV - A segunda energia de ionização de qualquer átomo é sempre maior do que a primeira. São afirmativas CORRETAS: a) I, II, III e IV b) I e IV c) I e II d) II e III e) II e IV 05. Quando o relógio soar à meia-noite de hoje, a explosão de 13.480 bombas espalhadas ao longo da Praia de Copacabana produzirá um show de luzes e cores no céu carioca, abrindo as portas para o novo milênio. (...) Partículas de óxidos de MAGNÉSIO e ALUMÍNIO, resultantes da queima de fogos, flutuarão na atmosfera podendo ser aspiradas por algumas pessoas. A “inalação dessas substâncias
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