I UNIDADE CIÊNCIAS-1

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I UNIDADE CIÊNCIAS – 9º NO
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO
1. Introdução a química e física 
2. Matéria 
3. Propriedades Gerais e Especificas da Matéria 
4. Fenômenos físicos e Químicos 
5. Átomo 
6. Distribuição Eletrônica 
INTRODUÇÃO A QUÍMICA E FÍSICA
	A Química e a Física são dois ramos da ciência que têm contribuído para facilitar a nossa vida.
	As conquistas associadas a elas impulsionaram e aperfeiçoaram diversas áreas do conhecimento humano como medicina, agricultura, astronomia, odontologia, entre outros.
	Exemplos dessas facilidades: eletroeletrônicos (batedeira, liquidificador, rádios), eletrônicos: (tv, geladeira, computadores, celulares, telescópios), automóveis, próteses (membros), medicamentos, cosméticos, alimentos, entre muitas outras coisas.
	A Física e a Química são chamadas de Ciências exatas e experimentais porque se servem da matemática, como recurso básico.
	Também requerem a realização de experimentos que possibilitem a repetição dos fenômenos para sua melhor compreensão.
	Para entendermos a Química e a Física temos que entender o que é matéria e energia. 
MATÉRIA E ENERGIA
	A matéria e a energia surgem com o surgimento do Universo.
	Energia: entidade responsável por fazer existir, transformar e movimentar a matéria. Todas as ações ou modificações que se queira realizar com a matéria dependem de alguma forma de energia. A descarga elétrica do raio aquece e expande o ar ao seu redor. Quando uma nova massa de ar ocupa esse espaço, ocorre um estrondo sonoro – o trovão.
	Após a descoberta do fogo, a matéria pôde ser transformada por sua ação.
	Ao longo dos anos, o homem percebeu que utilizando o calor, poderia separar metais e cozer barro, criando assim muitos utensílios.
Nos dias atuais, o homem é capaz de utilizar a combustão para as mais variadas situações, criando vários tipos de objetos.
ENERGIA E SUAS FORMAS
	A energia não tem forma, cor, odor ou sabor.
	Pode-se dizer que a “energia é aquilo de que se necessita para realizar qualquer tarefa ou trabalho”.
	Conclusão: A energia pode se Manifestar de várias formas, movimento, calor, térmica, eletricidade, luz e som.
PROPRIEDADES GERAIS DA MATÉRIA
	Primeiramente, antes de falarmos da matéria, temos que defini-la. Quimicamente falando podemos definir matéria como tudo que tem massa e ocupa lugar no espaço, isto é, tudo o que tem volume e massa. A matéria forma tudo que existe no universo, desde um ser microscópico até uma estrala a bilhões de anos luz da terra.
	Massa e volume são exemplos de propriedades gerias da matéria, ou seja, propriedades que todos os corpos possuem, e podem ser iguais mesmo em matérias diferentes. Por exemplo, pode-se ter um litro de água e um litro de leite, ou ainda, um quilograma de arroz e um quilograma de feijão.
	O volume refere-se ao espaço ocupado por um corpo. Corpo é uma porção limitada de matéria: um pedaço de vidro ou de plástico ou um tronco de madeira, por exemplo. Já os objetos são corpos fabricados pelo ser humano para atende alguma necessidade: um copo de vidro, uma mesa de madeira, uma lente de vidro ou acrílico, um pneu de borracha, um brinquedo de plástico.
	Costuma-se dizer que a massa esta relacionada com a quantidade de matéria que um corpo possui. A massa mede a inercia de um corpo, isto é, a tendência do corpo de permanecer em repouso ou em movimento em linha reta e com velocidade constante. Pense em uma pessoa deslizando em uma pista de patinação no gelo, ou ainda, sobre um piso molhado com agua e detergente. A tendência dessa pessoa de continuar em movimento, deslizando, é a inercia.
	Acabamos de conhecer duas propriedades gerais da matéria, isto é, propriedades que estão presentes em todos os corpos.
	Extensão: toda a matéria ocupa lugar no espaço, ou seja, tem volume.
	Massa: toda a matéria tem massa.
	Há ainda outras propriedades gerais da matéria. Se você entrar em uma banheira com água ou mergulhar um objeto de uma panela com agua, o nível desse líquido vai subir. Isso acontece por cauda de outra propriedade da matéria: dois corpos não podem ocupar o mesmo lugar no espaço ao mesmo tempo. Essa é mais uma propriedade geral da matéria, a impenetrabilidade.
	Outra propriedade geral da matéria é a divisibilidade. A matéria pode ser dividida, até certo limite, em partes menores, sem que suas propriedades se alterem.
	Sob a ação de uma força, a matéria pode, até certo ponto, diminuir de volume: é a propriedade da compressibilidade. Por exemplo, quando você aperta uma bola de futebol cheia, o ar dentro dela é comprimido. E pode, até certo ponto, retornar ao volume original ao cessar a ação da força: é a propriedade da elasticidade.
MEDIDAS
	A massa, assim como o volume e o comprimento, é uma grandeza, ou seja, é algo que pode ser medido. Medir uma grandeza é compara-la com outra grandeza tomada como padrão. Quando se diz quem uma corda tem 5 metros de comprimento, por exemplo, isso significa que ela contém 5 vezes a unidade padrão do metro. E, para medir alguma coisa, usam-se instrumentos de medidas, como a balança para a massa e régua para o comprimento.
	Para facilitar a comunicação, os cientistas preferem usar um único grupo de unidades de medias. O sistema Internacional de Medidas (SI).
	O SI estabelece sete unidades de base, cada uma delas correspondentes a uma grandeza.
	Observe algumas regras para a escrita das unidades.
· Quando por extenso, as iniciais das unidades devem ser sempre minúsculas, mesmo que seja nomes de pessoas: metro, newton, quilometro, pascal, etc.
· Algumas unidades de temperatura, como a escala Celsius ou a escala Fahrenheit, o grau Celsius ou o grau Fahrenheit, são exceções à regra. Nesses casos, utilizamos a letra maiúscula.
· Os símbolos representativos das unidades também são letras minúsculas. Entretanto, serão maiúsculas quando estiverem se referindo a nomes de pessoas: ampère (A), newton (N), pascal (P).
· Os símbolos não se flexionam quando escritos no plural. Assim, para indicar 10 newtons, por exemplo, usamos 10N (e não 10 Ns).
· 
	Unidades padrão do SI
	Grandeza
	Unidade
	Símbolo
	Comprimento
	Metro
	m
	Massa
	Quilograma
	kg
	Tempo
	Segundo
	s
	Intensidade de corrente elétrica
	Ampère
	A
	Temperatura termodinâmica
	Kelvin
	K
	Quantidade de matéria
	Mol
	mol
	Intensidade luminosa
	Candela
	cd
	Algumas unidades do SI são empregadas com outras que não fazem parte do SI, mas são amplamente difundidas. Veja a tabela a seguir:
	Variação de algumas unidades de medidas
	Grandeza
	Nome
	Símbolo
	Valor em unidade
 do SI
	Comprimento
	quilometro
	km
	1 km = 1000 m
	
	decímetro
	dm
	1 dm = 0,1 m
	
	centímetro
	cm
	1 cm = 0,01m
	
	milímetro
	mm
	1 mm = 0,001m
	Tempo
	minuto
	min
	1 min = 60 s
	
	hora
	h
	1 h = 60 min = 3600 s
	
	dia
	d
	1 d = 24 h = 86400 s
	Volume
	litro
	l ou L
	1 L = 1 dm3 = 0,001
	Massa
	tonelada
	t
	1 t = 1000 kg
	
	grama
	g
	1 g = 0,001 kg
	O responsável, no Brasil, pela normatização das unidades do SI é o Laboratório Nacional de Metrologia (LNM), vinculado ao Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (Inmetro).
TODA A MATÉRIA É FEITA DE ÁTOMOS
	Toda a matéria do Universo é formada por pequenas partículas chamadas de átomos.
	Há 92 tipos de átomos diferentes na natureza (mais alguns átomos artificiais que foram produzidos em laboratório). Esses átomos podem se unir e formar diferentes tipos de materiais.
	Os átomos são incrivelmente pequenos e cada tipo tem um tamanho. Em média, têm cerca de 0,1 nanômetro de diâmetro. O nanômetro (nm) é a milionésima parte do milímetro. Isso significa que em um milímetro cabem cerca de 10 milhões de átomos enfileirados.
	Muitos materiais são formados pelas combinações de diferentes tipos de átomos. A agua, por exemplo, é formada por dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio. Agrupamentos de átomos como esse são chamados de moléculas.
OS ESTADOS FÍSICOS DA MATÉRIA
	A matéria pode se apresentar em três estados físicos: solido, liquido e gasoso. A matéria no estado gasoso tem forma e volume que variam de acordo com o recipiente que os contem.Já no estado líquido a matéria adquire a forma do recipiente que o contem, mas o seu volume continua o mesmo, ou seja, os líquidos podem mudar de forma, mas o seu volume continua o mesmo. Já a matéria no estado sólido apresentam forma e volume bem definido. 
	Estado físico
	Forma 
	Volume
	Sólido
	Constante
	Constante
	Liquido
	Variável
	Constante
	Gasoso
	Variável
	Variável
EXPLICANDO OS ESTADOS DA MATÉRIA
	No estado solido, as partículas estão bem próximas umas das outas e não podem se movimentar, elas ficam apenas vibrando em uma posição fixa. Isso ocorre porque há uma grande força de atração entre as partículas de um solido.
	No estado líquido, a força de atração entre as partículas é menor, com isso elas podem se movimentar mais livremente, e não apenas vibrar em uma posição fixa.
	No estado gasoso, as partículas movimentam-se ainda mais livremente, ficando mais distantes umas das outras do que as partículas de um sólido ou de um líquido. 
	A forma e o volume dos gases são variáveis. Isso ocorre porque a força de atração entre sua partícula é pequena e a distância entre elas é maior que no outros estados da matéria.
O CALOR E A MUDANÇA DE ESTADO
	A movimentação das partículas quer formam a matéria e a distancia entre elas determinam os estados físicos, também chamados estados de agregação. Para provocar uma mudança de estado físico da matéria, é preciso alterar a velocidade e a distancia entre as partículas, o que é possível por meio da transferência de calor.
	As mudanças do estado físico são as seguintes:
	Fusão – estado sólido para líquido
	Solidificação – estado líquido para o sólido
	Vaporização – do estado líquido para o gasoso, essa mudança pode ocorrer de três formas, através da evaporação, uma forma mais lenta e através da ebulição uma forma mais rápida e por ultimo através da calefação, uma forma instantânea de vaporização.
	Condensação ou liquefação – passagem do estado gasoso para o liquido
	Sublimação – passagem do estado solido diretamente para o gasoso ou vice versa.
	PONTO DE FUSÃO
	É a temperatura na qual um solido puro passa pra o estado liquido, sob pressão constante, é chamado de ponto de fusão (PF)
	PONTO DE EBULIÇÃO 
	É mais difícil definir, pois o liquido poder passa para o estado gasoso em qualquer temperatura por evaporação, assim, mesmo quando a temperatura ambiente esta baixa, encontramos vapor d’água na atmosfera.
	INFLUENCIA DA PRESSÃO
	O valor do ponto de fusão e ebulição de uma substancia depende da pressão a que ele está submetido, que geralmente é a pressão atmosférica. Dessa forma pode-se afirmar que:
	Quanto menor a pressão atmosférica, menos a dificuldade que as partículas no estado líquido terão ao passar para o estado gasoso. Dessa forma menos será o ponto de ebulição do liquido em questão.
	Quanto maior a pressão atmosférica maior será o pondo de ebulição, uma vez que a dificuldade das partículas em passa para o estado gasoso, também aumentará.
	Na fusão a logica é a mesma, quanto menor a pressão atmosférica, menor será o ponto de fusão. Só a agua que é exceção: se aumenta a pressão atmosférica, o ponto de fusão diminuirá.
PROPRIEDADES ESPECÍFICAS DA MATÉRIA
	Nós já observamos que as propriedades gerais da matéria são aquelas que estão presentes em todos os corpos e podem ser iguais para todas as substancias. Já as propriedades específicas são aquelas que variam de uma substancia para outra, ou seja, são aquelas que apresentam um valor característico para cada substancia.
	As propriedades específicas ajudam os cientistas a identificaram substâncias bem parecidas, como a agua e o álcool ou o açúcar, o sal e a farinha, que a primeira vista são muitos parecidos. Nesse caso os cientistas observam as suas propriedades específicas, ou seja, o ponto de fusão e ebulição do material, sua solubilidades, etc.
	DUREZA
	Sabe-se que uma faca pode cortar uma manteiga. Mas há outros tipos de material que a faca não pode cortar. Dizemos que esses materiais são mais duros do que a faca. Então, se um material é solido, o cientista pode avaliar a sua dureza. Isso nos ajuda a escolher que tipo de material pode ser usado para construir objetos e ferramentas como a faca, por exemplo.
	O diamante é o mineral mais duro que se conhece: isso significa que ele pode arranhar ou riscar outros materiais, mas não é arranhado ou riscado por eles. Dureza, portanto, é a medida da resistência que uma substância apresenta ao ser riscada por outra. Quanto maior for a resistência ao risco, mais dura será a substancia.
	Mas não confunda, porém, dureza com tenacidade ou resistência mecânica: é mais fácil quebrar um diamante com uma marreta do que uma barra ou chapa de ferro, porque o ferro é mais tenaz.
	Cada mineral tem uma dureza, que é expressa pela capacidade de riscar a superfície de outro mineral ou material artificial. A escala Mohs, criada pelo mineralogista alemão Friedrich (1773 – 1839), é a escala relativa a dureza.
	DENSIDADE
	Um quilograma de chumbo tem a mesma massa que um quilograma de alumínio. Mas em que aspectos esses dois materiais são diferentes?
	Uma propriedade dos materiais que te, grande importância no estudo da física e da química é a densidade.
	Para comparar massa, usa-se a balança. Então imagine a seguinte situação: coloca-se em um dos pratos de uma balança um cubo de chumbo e, no outro prato, um cubo de alumínio, mesmo tamanho (volume) do cubo de chumbo.
	O prato que contém o chumbo fica mais baixo. Isso acontece porque determinando volume de chumbo tem mais massa que o mesmo volume de alumínio. Dizemos que o chumbo é mais denso do que o alumínio, ou seja, tem maior quantidade de massa em um mesmo volume.
	Portanto a densidade é uma relação entra a massa e o volume de um corpo, desse modo, para obter a densidade de uma substância divide-se a massa pelo seu volume. A massa contida em 1 cm3 de chumbo é de 11,3 g. Então a densidade do chumbo pe de 11,3 g/cm3. A massa de 1 cm3 de alumínio é de 2,70 g. Então a densidade do alumínio é de 2,70 g/cm3.
	A densidade pode ser calculada pela formula
 m
d = v
	Na formula, d representa a densidade; m, a massa; e v, o volume. A densidade pode ser expressa em g/mL; kg/m3 ou g/cm3.
FENÔMENOS FÍSICOS E QUÍMICOS
	No cotidiano, o termo fenômeno indica algo espantoso, espetacular. Mas em ciência esse termo é usado para qualquer mudança ou acontecimento, como o derretimento do gelo, a fervura da agua ou um palito de fosforo queimado. Os fenômenos ou transformações químicas alteram a natureza da matéria, e consequentemente, suas propriedades específicas. Nesse processo a substância, antes da transformação, é diferente das substâncias após a transformação. Já no caso do fenômeno físico não há alteração da natureza da substancia.
O ÁTOMO
	Toda a matéria do Universo é feita de átomos. Porém existem apenas pouco mais de 110 tipos de átomo. Cerca de 20% desses tipos se átomos não existem na natureza, foram produzidos em laboratório.
	Da mesma maneira que com um numero pequeno de letras os seres humanos foram capazes de criar uma infinidade de palavras, os átomos podem se agrupar e formar as inúmeras substâncias existentes.
	MODELOS ATÔMICOS
	A primeira teoria atômica foi a de John Dalton, que formulou uma série de hipóteses sobre as propriedades do átomo, que explicava ate mesmo por que a massa é conservada em uma transformação química.
	Segundo o modelo de Dalton, os átomos seriam pequenas esferas que não podiam ser divididas, isto é, não podiam ser quebradas em partes menores, nem destruídas. Ele também concluiu que toda a matéria é composta por átomos ou pela associação deles e que os átomos não são todos iguais.
	Já o inglês John Thomson identificou no átomo uma partícula negativa que ele denominou de elétron. Como Thomson sabia que o átomo era eletricamente neutro, e como os elétrons eram negativos, ele supôs que no átomo também deveria existirpartículas com cargas positivas.
	Mais tardes outros cientistas descobriram os prótons que são as partículas positivas do átomo.
	Já o modelo atômico de Rutherford-Bohr diz que no átomo existe uma partícula sem carga elétrica, chamada de nêutron, e que ela esta localizada juntamente com os prótons no núcleo atômico.
	Dessa forma concluiu-se que o átomo é formado por duas áreas, o núcleo, onde são encontrados os prótons e os neutros e a eletrosfera, onde estão os elétrons. 
	Outra conclusão obtida através desses estudos é que os átomos são eletricamente neutros, ou seja, ele tem a mesma quantidade de prótons e de elétrons.
	Mas em certas situações o átomo pode ganhar ou perder elétrons, nesse caso ele se transforma num íons. Quando o elétron perde um eletro, ele fica com carga elétrica positiva, sendo então chamado de cátion, se ele ganha um elétron, ele fica com carga elétrica negativa, sendo então chamado de ânion.
O NUMERO ATÔMICO
	O número de prótons é importante na identificação de um átomo. Esse número é chamado de numero atômico e é representado pela letra Z.
	Todos os átomos com o mesmo numero atômico são quimicamente idênticos, isto é, têm as mesmas propriedades químicas e pertencem a um mesmo elemento químico.
O NUMERO DE MASSA
	É a soma do numero de prótons com o numero de nêutrons de um átomo. É representado pela letra A. como o numero atômico é representado pela letra Z, pode-se escrever que A = Z+n, onde n é o numero de nêutrons.
A ORGANIZAÇÃO DOS ELÉTRONS NO ÁTOMO
	No modelo de Rutherford-Bohr, os elétrons giram em torno do núcleo em diferentes orbitas, essas orbitas tem raios diferentes, isto é, estão a distância variadas do núcleo. Um conjunto de orbitas que estão a uma mesma distancia do núcleo é chama de camada eletrônica.
	As camadas eletrônicas são identificadas pelas letras, K, L, M, N, O, P, Q. A primeira camada, a camada K, é a mais próxima do núcleo do átomo. A camada Q é a mais distante.
	Uma camada eletrônica pode ter mais de um elétron, mas existe um numero máximo de elétrons que cada uma delas é capaz de suportar.
	Camada
	K
	L
	M
	N
	O
	P
	Q
	Numero máximo de elétrons
	2
	8
	18
	32
	32
	18
	8
	A distribuição de elétrons nas diversas camadas obedece algumas regras. Uma dessas regras é que os elétrons devem ocupar primeiro a camada eletrônica mais próxima do núcleo. Depois que essa camada estiver preenchida, passamos para a camada seguinte. Outra regra é que a ultima camada de um átomo não pode ficar com mais de 8 elétrons, com exceção da camada K, que não pode ter mais de 2 elétrons.
	Os elétrons excedentes ao numero máximo de elétrons de cada camada devem ser dispostos nas camadas seguintes. Por exemplo:
	Substância
	Símbolo
	Numero atômico (Z)
	Berilo
	Be
	4
	Sódio
	Na
	11
	Potássio
	K
	19
	Cálcio
	Ca
	20
	Césio
	Cs
	55
Distribuição eletrônica da tabela acima
	Substância
	Número atômico
	Camadas eletrônicas
	
	
	K
	L
	M
	N
	O
	P
	Q
	Berilo
	4
	2
	2
	
	
	
	
	
	Sódio
	11
	2
	8
	8
	1
	
	
	
	Potássio
	19
	2
	8
	8
	2
	
	
	
	Cálcio
	20
	2
	8
	18
	18
	8
	1
	
	Césio
	55