A constituição da matéria

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Para assegurar a boa qualidade de seu produto, uma indústria de vidro analisou um lote de óxido de silício (SiO2), principal componente do vidro. Para isso, submeteu uma amostra desse óxido ao aquecimento até sua completa fusão e ebulição, obtendo ao final um gráfico de temperatura T (°C) versus tempo t (min). Após a obtenção do gráfico, o analista concluiu que a amostra encontrava-se pura.
Dados do SiO2: Tfusão = 1 600 °C; Tebulição = 2 230 °C.
Qual foi o gráfico obtido pelo analista?
A)
B)
C)
D)
E)
Exemplo
Curvas de aquecimento e resfriamento
A temperatura de ebulição de uma substância está relacionada com a pressão em questão.
P = 1atm
Uma substância passa pelo processo de ebulição quando sua pressão de vapor é maior que a pressão atmosférica.
A constituição da matéria
Química geral e inorgânica
Professora Evelyn
Afin - UFU
O que forma a matéria?
Se considerarmos um único grão de areia, será que ainda existe algo menor compondo esse grão?
O que todas as matérias têm de semelhante?
Qual a menor partícula existente?
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Todo dia é dia de aprender algo novo!
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O que forma a matéria?
Átomo = unidade fundamental da matéria.
Em 400 a.C. o filósofo grego Demócrito disse que, se dividirmos a matéria em pedacinhos cada vez menores, chegaremos a grãos indivisíveis.
Átomo vem do grego e significa indivisível.
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Modelos atômicos
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Mas, afinal, o que constitui um átomo?
Modelo atômico de Dalton (1803)
“O átomo é a menor partícula de uma matéria, sendo essa esférica, indivisível, maciça, eterna e compacta.”
Modelo da bola de bilhar
Postulados de Dalton: 
Os átomos de elementos diferentes têm massas diferentes. 
Os diferentes átomos se combinam em várias proporções, formando novas substâncias. 
Os átomos não são criados nem destruídos, apenas trocam de parceiros para produzirem novas substâncias.
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Indivisível?
Tales de Mileto (640-546 a.C.) descobriu que algumas matérias tem propriedades elétricas pelo atrito do âmbar (resina orgânica) com a lã ou seda.
 A eletricidade
Benjamin Franklin (1706-1790) chamou essas cargas opostas de “carga positiva” e “carga negativa”.
Faraday e Volta já utilizavam e desenvolviam a eletricidade.
Indivisível?
 Experimento dos raios catódicos de Thomson
Assim, percebeu-se que no átomo existiam subpartículas, logo ele não era indivisível!
Em um tubo com gás rarefeito foi aplicada uma diferença de potencial e Thomson notou que, independente do gás inserido no tubo, o desvio do raio sempre acontecia, logo essa era uma propriedade referente a TODA matéria.
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Modelo atômico de Thomson (1898)
“O átomo é uma esfera coesa de carga positiva incrustado por uma quantidade igual de cargas negativas (elétrons).”
Modelo do pudim de passas
Como o átomo é eletricamente neutro, Thomson entendeu que nele havia também partículas positivas.
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Esfera coesa?
 Experimento da folha de ouro de Rutherford
Assim, percebeu-se que grande parte do átomo era na verdade um “vazio”.
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Modelo atômico de Rutherford (1911)
“O átomo possui um núcleo denso e positivo e é rodeado por elétrons, localizados no que denomina-se eletrosfera.
No modelo de Rutherford há, portanto, duas regiões:
Um núcleo positivo, onde se encontra a maior parte da massa do átomo, mas em contrapartida, ocupa o menor volume no espaço.
Uma eletrosfera, constituída por elétrons e responsável pela maior parte do volume do átomo.
Modelo planetário
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Modelo planetário?
Teoria do eletromagnetismo: toda partícula com carga elétrica submetida a uma aceleração origina a emissão de uma onda eletromagnética.
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Modelo atômico de Rutherford – Bohr (1913)
Bohr afirma que as órbitas presentes na eletrosfera seriam dotadas de um nível mínimo de energia, responsável pela manutenção dos elétrons em suas órbitas, impedindo assim que os mesmos perdessem energia e caíssem no núcleo.
Modelo quântico
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Modelo atômico de Rutherford – Bohr (1913)
Qual a contribuição desse modelo para a ciência atual?
Material complementar – Pasta: Química geral e inorgânica
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Revisão
Modelo da bola de bilhar
Modelo do pudim de passas
Modelo planetário
Modelo quântico
Modelo de Dalton
Modelo de Thomson
Modelo de Rutherford
Modelo de Bohr
Afinal, como é então um átomo?
 Descoberta do nêutron (1932) - Chadwick
“Se partículas de mesmo sinal se repelem, como os prótons se mantinham fixos no núcleo?”
“O átomo é então a unidade fundamental da matéria composto por um núcleo formado por prótons (cargas positivas) e nêutrons (sem carga) que é rodeado por elétrons (carga negativa) em suas órbitas com energia determinada.”
Chadwick percebeu que o núcleo possuía partículas sem nenhuma carga, mas com massa próxima à massa do próton e chamou-as de nêutron.
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(UFU-MG) O átomo é a menor partícula que identifica um elemento químico. Ele possui duas partes, a saber: uma delas é o núcleo, constituído por prótons e nêutrons, e a outra é a região externa – a eletrosfera -, por onde circulam os elétrons. Alguns experimentos permitiram a descoberta das características das partículas constituintes do átomo.
Em relação a essas características, indique a alternativa correta.
a) prótons e elétrons possuem massas iguais e cargas elétricas de sinais opostos.
b) entre as partículas atômicas, os elétrons têm maior massa e ocupam maior volume no átomo.
c) entre as partículas atômicas, os prótons e os nêutrons têm maior massa e ocupam maior volume no átomo.
d) entre as partículas atômicas, os prótons e os nêutrons têm mais massa, mas ocupam um volume muito pequeno em relação ao volume total do átomo.
Exemplo
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A identidade do átomo
Número de prótons = P
Número de elétrons = e
Número de nêutrons = N
Número de massa = A
A = N + Z
Em um átomo neutro, o número de prótons é igual ao número de elétrons (Z = e).
Número de prótons (P) = Número atômico (Z)
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O elemento químico
Conjunto de átomos com mesmo número de prótons, ou seja, mesmo número atômico.
Z = 35
A = 81 u
e = p = 35
N = A – Z = 81 – 35 = 46
Z = 11
A = 23 u
e = p = 11
N = 23 – 11 = 12
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Os íons
Quando, porém, o número de prótons é diferente do número de elétrons, o átomo é chamado de íon, ou seja, o íon é um átomo com carga.
Cátion
Ânion
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RESUMÃO
Semelhanças atômicas: “iso” 
Isótopos: átomos que pertencem ao mesmo elemento químico e que, por isso, possuem o mesmo número de prótons (ou número atômico (Z)), mas apresentam diferente número de nêutrons e, consequentemente, diferente número de massa (A).
Abundância na natureza
98,89%
1, 01 a 1, 14%
traços
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Semelhanças atômicas: “iso”
Isótonos: Átomos que possuem o mesmo número de nêutrons, mas diferentes números atômicos (Z) e de massa (A).
1737Cl        2040Ca       1226Mg       1428Si
	1737Cl
N = A – P
N = 37-17
N = 20	2040Ca
N = A – P
N = 40 - 20
N = 20
	1226Mg
N = A – P
N = 26 - 12
N = 14	1428Si
N = A – P
N = 28 - 14
N = 14
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Semelhanças atômicas: “iso”
Isóbaros: Átomos que possuem o mesmo número de massa (A), mas diferentes números atômicos (Z).
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(ENEM) Em 1808, Dalton publicou o seu famoso livro o intitulado Um novo sistema de filosofia química (do original A New System of Chemical Philosophy), no qual continha os cinco postulados que serviam como alicerce da primeira teoria atômica da matéria fundamentada no método científico. Esses postulados são numerados a seguir:
1. A matéria é constituída de átomos indivisíveis.
2. Todos os átomos de um dado elemento químico são idênticos em massa e em todas as outras propriedades.
3. Diferentes elementos químicos têm diferentes tipos de átomos; em particular, seus átomos têm diferentes massas.
4. Os átomos são indestrutíveis e nas reações químicas mantêm suas identidades.
5. Átomos de elementos combinam com átomos de outros elementos em proporções de números inteiros pequenos para formar compostos.
Após o modelo de Dalton, outros modelos baseados em outros dados experimentais evidenciaram, entre outras coisas, a natureza elétrica da matéria, a composição e organização do átomo e a quantização da energia no modelo atômico.
Com base no modelo atualque descreve o átomo, qual dos postulados de Dalton ainda é considerado correto?
A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5
Exemplo
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