Química.2

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Unidade de Aprendizagem 4:
Estrutura Atômica.
RECOMENDAÇÕES DE ESTUDO
Ao final desta unidade de aprendizagem espera-se que você consiga:
(CNQU2MOA007) entender o modelo atômico de Rutherford-Bohr, destacando o
contexto histórico e as evidências da existência do elétron, do núcleo atômico e
dos níveis de energia. (CNQU2MOA008) Compreender as relações entre o modelo
de Rutherford-Bohr e a tabela periódica moderna. (EM13CNT301) Construir
questões, elaborar hipóteses, previsões e estimativas, empregar instrumentos de
medição e representar e interpretar modelos explicativos, dados e/ou resultados
experimentais para construir, avaliar e justificar conclusões no enfrentamento de
situações-problema sob uma perspectiva científica.
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Habilidades:
● Conhecer, de forma geral, a história do desenvolvimento das ideias e das
tecnologias, empregadas em seu tempo, que levaram à elaboração de cada um dos
modelos.
● Caracterizar e representar simbolicamente o modelo atômico de Dalton.
● Descrever as principais ideias sobre a constituição da matéria, a partir das
ideias de Dalton (modelo atômico de Dalton).
● Caracterizar e representar simbolicamente o modelo atômico de Thomson.
● Estabelecer comparações entre o modelo atômico de Thomson e o modelo de
Dalton.
● Explicar fenômenos relacionados com partículas carregadas eletricamente
usando o modelo de Thomson e reconhecer a natureza elétrica da matéria e a
necessidade de modelos que a expliquem.
● Caracterizar e representar simbolicamente o modelo atômico de Rutherford e
utilizar a linguagem química para descrever átomos em termos de núcleo e
eletrosfera.
● Relacionar o número atômico com o número de prótons, e o número de massa
com o número de prótons e nêutrons.
● Estabelecer comparações entre ele e o modelo de Dalton, Thomson e
Rutherford.
● Caracterizar e representar simbolicamente o modelo atômico de Bohr.
● Explicar a estrutura da matéria com base nas ideias de Rutherford e Bohr.
● Saber que elétrons são as partículas atômicas mais facilmente transferidas
nas interações dos materiais.
Esta unidade dispõe de videoaulas, não deixe de assisti-las.
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1. Modelos e Teorias.
Os modelos podem ser analogias reais, físicas ou matemáticas ou
puramente simbólicas.
Construindo uma base: Teoria atômica de Dalton:
O modelo do átomo da “bola de bilhar”.
Suas principais características são:
● Que os átomos têm uma realidade física definida (tamanho característico).
● Que todos os átomos de um elemento específico têm uma massa
característica.
● Toda matéria é composta de átomos.
● Os átomos do mesmo elemento são iguais; átomos de elementos
diferentes são diferentes.
● Os átomos se combinam em proporções de números inteiros para formar
compostos.
● Em uma reação química não há variação no número nem no tipo de
átomos, mas apenas um rearranjo entre eles
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Placas do livro de Dalton mostrando: representação simbólica de elementos e compostos
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Modelo de átomo de Thomson
Pudim de ameixa ou pudim de passas
Modelo para o átomo, apelidado de “pudim de passas” ou “pudim de ameixas”.
Experimento de tubo de raios catódicos.
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Modelo de Rutherford (Modelo planetário do átomo)
O modelo descreveu o átomo como um núcleo minúsculo, denso e carregado
positivamente, chamado de núcleo, no qual quase toda a massa está
concentrada, em torno do qual a luz, constituintes negativos, chamados elétrons,
circulam a alguma distância, como planetas girando em torno do Sol.
Modelo atômico de Rutherford. Fonte: Encyclopaedia Britannica, Inc.
Experiência de folha de ouro de Rutherford. Fonte: Colaweb
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A Estrutura do átomo.
Propriedades das três partículas subatômicas:
Nome Símbolo Massa (aprox.; kg) Carga
Próton p 1,6 × 10 −27 1+
Nêutron n 1,6 × 10 −27 Nenhuma
Elétron e- 9,1 × 10 −31 1−
Estrutura Atômica
Cálculo do nº de massa: A = n + Z.
Onde:
A = número de massa;
n = número de nêutrons;
Z = número de prótons.
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O nº de prótons é igual ao nº atômico (Z).
Átomo de hélio com dois prótons. Fonte: modificado do OpenStax CNX Biology.
Representação de um elemento químico:
AXZ
X = Elemento Químico.
Modelo Atômico de Bohr
Um físico dinamarquês chamado Neil Bohr em 1913 propôs o modelo atômico de
Rutherford - Bohr.
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Postulados do Modelo Atômico de Bohr
● Os elétrons giram em torno do núcleo em um caminho circular fixo denominado
"órbitas" ou "camadas" ou "nível de energia".
● As órbitas são denominadas "órbita estacionária".
● Cada órbita circular terá uma certa quantidade de energia fixa e essas órbitas
circulares foram chamadas de camadas orbitais. Os elétrons não irradiarão
energia enquanto continuarem a girar em torno do núcleo nas camadas orbitais
fixas.
● Os diferentes níveis de energia são denotados por números inteiros, como n = 1 ou
n = 2 ou n = 3 e assim por diante.
● Os diferentes níveis de energia ou órbitas são representados de duas maneiras,
como 1, 2, 3, 4 ... ou K, L, M, N ... camadas. O nível de energia mais baixo do elétron
é chamado de estado fundamental.
● A mudança na energia ocorre quando os elétrons “saltam” de um nível de energia
para outro. Em um átomo, os elétrons se movem do nível de energia inferior para
o superior adquirindo a energia necessária. No entanto, quando um elétron perde
energia, ele se move do nível de energia mais alto para o mais baixo.
Portanto,
● 1a órbita (nível de energia) é representada como camada K e pode armazenar até
2 elétrons.
● A 2ª órbita (nível de energia) é representada como camada L e pode conter até 8
elétrons.
● A 3ª órbita (nível de energia) é representada como camada M e pode conter até
18 elétrons.
● A 4ª órbita (nível de energia) é representada como camada N e pode conter no
máximo 32 elétrons.
As órbitas continuam aumentando de maneira semelhante.
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2. Introdução às configurações
eletrônicas.
Diagrama de LinusPauling
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d104p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d106p6 7s2 5f146d10 7p6
Camadas:
K, L, M, N, O, P e Q.
Subníveis:
s, p, d, f.
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EXERCÍCIOS
01. No fim do século XIX começaram a aparecer evidências de que o átomo não
era a menor partícula constituinte da matéria. Em 1897 tornou-se pública a
demonstração da existência de partículas negativas, por um inglês de nome:
a) Dalton;
b) Rutherford;
c) Bohr;
d) Thomson;
e) Proust.
02. O átomo de Rutherford (1911) foi comparado ao sistema planetário (o núcleo
atômico representa o sol e a eletrosfera, os planetas): Eletrosfera é a região do
átomo que:
a) contém as partículas de carga elétrica negativa.
b) contém as partículas de carga elétrica positiva.
c) contém nêutrons.
d) concentra praticamente toda a massa do átomo.
e) contém prótons e nêutrons.
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03. As afirmativas a seguir descrevem estudos sobre modelos atômicos,
realizados por Niels Bohr, John Dalton e Ernest Rutherford.
I. Partículas alfa foram desviadas de seu trajeto devido à repulsão que o núcleo
denso e a carga positiva do metal exerceram.
II. Átomos (esferas indivisíveis e permanentes) de um elemento são idênticos em
todas as suas propriedades. Átomos de elementos diferentes têm propriedades
diferentes.
III. Os elétrons movem-se em órbitas, em torno do núcleo, sem perder ou ganhar
energia.
Assinale a alternativa que indica a sequência correta do relacionamento desses
estudos com seus autores.
a) Bohr, Rutherford, Dalton. d) Rutherford, Dalton, Bohr.
b) Rutherford, Bohr, Dalton. e) Rutherford, Rutherford, Bohr.
c) Dalton, Bohr, Rutherford.
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04. De um modo geral, os sucessivos modelos atômicos têm algumas
características comuns entre si. Com base na comparação do modelo atual com
outros, a afirmativa correta é:
a) no modelo de Dalton e no atual, cada átomo é indivisível.
b) no modelo de Rutherford e no atual, cada átomo tem um núcleo.
c) no modelo de Rutherford e no atual, os elétrons têm energia quantizada.
d) no modelo de Bohr e no atual, os elétrons giram em órbitas circulares ou
elípticas.
e) no modelo de Dalton e no atual, as propriedades atômicas dependem do
número de prótons.
05. Thomson determinou, pela primeira vez, a relação entre a massa e a carga
do elétron (m/z), o que pode ser considerado como a descoberta do elétron. É
reconhecida como uma contribuição de Thomson ao modelo atômico:
a) o átomo ser indivisível.
b) a existência de partículas subatômicas.
c) os elétrons ocuparem níveis discretos de energia.
d) os elétrons girarem em órbitas circulares ao redor do núcleo.
e) o átomo possuir um núcleo com carga positiva e uma eletrosfera.
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06. Na crosta terrestre, o segundo elemento mais abundante, em massa, tem no
estado fundamental, a seguinte configuração eletrônica. Nível 1: completo; Nível
2: completo ; Nível 3: 4 elétrons. A alternativa que indica corretamente este
elemento é:
a) Alumínio (Z = 13)
b) Ferro (Z= 26)
c) Nitrogênio (Z= 7)
d) Oxigênio (Z= 8)
e) Silício (Z = 14)
07. 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.
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08. 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.
09. Os dias dos carros com luzes azuis estão contados, pois, desde 1º de janeiro
de 2009, as lâmpadas de xenônio (Xe), não podem mais ser instaladas em faróis
convencionais. Mesmo que as lâmpadas azuis possibilitem três vezes mais
luminosidade do que as convencionais, elas não se adaptam adequadamente
aos refletores feitos para o uso com lâmpadas convencionais, podendo causar
ofuscamento à visão dos motoristas que trafegam em sentido contrário e
possibilitando, assim, a ocorrência de acidentes. Quantos elétrons o gás xenônio
apresenta na camada de valência?
a) 2 d) 10
b) 6 e) 18
c) 8
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10. O fenômeno da supercondução de eletricidade, descoberto em 1911, voltou a
ser objeto da atenção do mundo científico com a constatação de Bednorz e
Müller de que materiais cerâmicos podem exibir esse tipo de comportamento,
valendo um prêmio Nobel a esses dois físicos em 1987. Um dos elementos
químicos mais importantes na formulação da cerâmica supercondutora é o ítrio:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d1.
O número de camadas e o número de elétrons mais energéticos para o ítrio,
serão, respectivamente:
a) 4 e 1. d) 5 e 3.
b) 5 e 1. e) 4 e 3.
c) 4 e 2.
11. O espetáculo de cores que é visualizado quando fogos de artifício são
detonados deve-se a presença de elementos químicos adicionados à pólvora. Por
exemplo, a cor amarela é 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.
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Unidade de Aprendizagem 5:
Tabela Periódica
RECOMENDAÇÕES DE ESTUDO
Ao final desta unidade de aprendizagem espera-se que você consiga
(CNQU1MOA016) compreender a periodicidade de certas propriedades dos
elementos químicos constantes da tabela periódica, traduzi-las em propriedades
macroscópicas das substâncias elementares e relacioná-las às aplicações
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práticas. (EM13CNT301) Construir questões, elaborar hipóteses, previsões e
estimativas, empregar instrumentos de medição e representar e interpretar
modelos explicativos, dados e/ou resultados experimentaispara construir,
avaliar e justificar conclusões no enfrentamento de situações-problema sob uma
perspectiva científica.
Habilidades:
● Reconhecer e localizar os elementos químicos na tabela periódica.
● Representar substâncias usando fórmulas químicas
Essa unidade será ministrada em uma aula remota em dia e horário agendados
previamente. Importante: anote todas suas observações para discutir com o
professor.
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1. Introdução
A tabela periódica permite-nos estudar racionalmente a grande variedade de
substâncias que encontramos na natureza.
Esta classificação facilita a compreensão de grupos de elementos, mostrando a
relação entre suas propriedades químicas e sua estrutura atômica.
Além disso, o conhecimento da tabela periódica permite prever as fórmulas dos
compostos e os tipos de ligações que unem os componentes de uma molécula.
2. Estrutura da Tabela Periódica
A tabela periódica é dividida em três regiões principais: metais, não metais e
semimetais
Os metais são os mais numerosos da tabela periódica.
Todos os metais, exceto o mercúrio (Hg), são sólidos à temperatura ambiente.
Eles são brilhantes, maleáveis, dúcteis; eles conduzem eletricidade e calor e
muitos deles reagem com ácidos.
Os não metais estão na parte direita da tabela periódica.
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Eles são opacos, não conduzem eletricidade ou calor; eles não podem ser
enrolados e não são dúcteis .1
Os semimetais (metalóides) possuem características "semelhantes a metais".
Figura.16. Tabela periódica
As linhas horizontais na tabela periódica formam os períodos ou séries.
As colunas verticais, por outro lado, formam os grupos ou famílias (propriedades
químicas semelhantes).
1 Ductilidade: a capacidade de um metal ser facilmente dobrado ou esticado.
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Entre as classificações de grupos que ocorrem na Tabela Periódica temos o
grupo dos elementos representativos e o grupo dos elementos de transição.
Elementos Representativos
Os elementos representativos da Tabela Periódica aos grupos 1 e 2 e do 13 ao 18.
Grupo N
O de elétrons na
camada de valência
Distribuição
eletrônica na
camada de valência
Classificação
1A 1 ns1 Metais Alcalinos
2A 2 ns2 Metais AlcalinosTerrosos
3A 3 ns2 np1 Grupo do Boro
4A 4 ns2 np2 Grupo do Carbono
5A 5 ns2 np3 Grupo do Nitrogênio
6A 6 ns2 np4 Calcogênios
7A 7 ns2 np5 Halogênios
8A OU 0 8 ns2 np6 Gases Nobres
Elementos de Transição Interna e Externa
Elementos de transição ou Metais de transição são aqueles localizados entre os
Metais Alcalino-Terrosos e os Semimetais.
Os metais de transição se referem aos elementos pertencentes aos grupos 3B a
2B posicionados ao centro da tabela.
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Os Elementos de Transição se subdividem em dois grupos: Transição Externa e
Interna.
Lantanídeos: elementos que possuem número atômico 57 até o 71.
Actinídeos: elementos que possuem número atômico 89 até o 103.
3
B 4B 5B 6B 7B 8B 1B 2B
d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 d
1
0
Íons
Íons são substâncias carregadas que se formam através do ganho ou perda de
elétrons.
Formação de cátions
Os cátions são os íons positivos formados pela perda de um ou mais elétrons.
Formação de Ânions
Os ânions são os íons negativos formados a partir do ganho de um ou mais
elétrons.
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EXERCÍCIOS
01. Utilizando o diagrama de Pauling e considerando o elemento químico
tungstênio (W74), responda as seguintes questões:
a) Qual a distribuição eletrônica do átomo de tungstênio por camadas ou níveis
energéticos?
b) Qual a distribuição por subníveis energéticos?
c) Quais os elétrons mais externos?
d) Quais os elétrons com maior energia?
02. Se o subnível mais energético de um átomo é o 4s1 (com um elétron),
pergunta-se:
a) Qual o no atômico e o total de elétrons desse átomo?
b) Quantas camadas possui esse átomo e em que período da tabela periódica
ele se encontra?
c) Dar a sua configuração eletrônica.
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03. Dê a configuração eletrônica dos íons relacionados abaixo:
a) -
b) -
c) -
04. A representação a seguir corresponde à parte superior da tabela periódica,
na qual as letras não correspondem aos verdadeiros símbolos dos elementos.
Com base na tabela, responda os itens de a até h.
a) Indique o calcogênio de maior número atômico.
b) Indique o metal alcalino de menor número atômico.
c) Qual elemento apresenta a configuração 2s22p3 na camada de valência?
d) Escreva a configuração eletrônica, em subníveis, do elemento H.
e) Qual elemento apresenta propriedades químicas semelhantes ao elemento R?
f) Indique o elemento de transição de menor número atômico.
g) Indique o estado físico dos elementos D e T a 25oC e a 1 atm.
h) Quais são os números atômicos dos elementos G e C?
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3. Propriedades Periódicas
A tabela periódica organiza os elementos por propriedades periódicas, que são
tendências recorrentes nas características físicas e químicas.
Raio atômico
O raio atômico de um elemento é a metade da distância entre os centros de dois
átomos desse elemento que estão apenas se tocando.
Geralmente, o raio atômico diminui ao longo de um período da esquerda para a
direita e aumenta para baixo em um determinado grupo.
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Energia de ionização
A energia de ionização, ou potencial de ionização, é a energia necessária para
remover completamente um elétron de um átomo gasoso no estado fundamental
(“estado normal”) ou íon.
Quanto mais próximo e fortemente ligado um elétron estiver do núcleo, mais
difícil será sua remoção e maior será sua energia de ionização.
Afinidade eletrônica
A afinidade eletrônica reflete a capacidade de um átomo de aceitar um elétron.
A afinidade do elétron diminui ao descer um grupo porque um novo elétron
estaria mais longe do núcleo de um grande átomo.
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Eletronegatividade
Eletronegatividade é uma medida da atração de um átomo pelos elétrons em
uma ligação química.
A eletronegatividade está relacionada à energia de ionização.
Resumo das propriedadesdos elementos da tabela periódica
Movendo-se da esquerda → direita
● O raio atômico diminui;
● Aumentos de energia de ionização;
● A afinidade de elétrons geralmente aumenta (exceto a afinidade de elétrons
de gás nobre próxima de zero);
● Aumentos de eletronegatividade.
Movendo-se de cima ↓ para baixo
● Aumento do raio atômico;
● Reduções de energia de ionização;
● Afinidade de elétrons geralmente diminui na descida de um grupo;
● Diminui a eletronegatividade.
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EXERCÍCIOS
01. Os seres vivos são constituídos de onze elementos essenciais, que são tão
importantes para a vida que a deficiência de um deles resulta em morte. O
oxigênio, o carbono, o hidrogênio e o nitrogênio constituem 99,0 % do total de
átomos que formam as moléculas presentes nos seres vivos. Sódio, potássio,
cálcio, magnésio, fósforo, enxofre e cloro constituem outros 0,9 %.
Sobre a localização desses elementos na tabela periódica, é INCORRETO afirmar
que:
a) o oxigênio possui carga nuclear maior que o nitrogênio, por essa razão o seu
raio atômico é menor.
b) sódio e potássio têm propriedades químicas semelhantes, pois ambos
possuem 1 elétron na camada de valência.
c) cálcio e magnésio são metais alcalino-terrosos.
d) oxigênio é mais eletronegativo do que carbono.
e) fósforo, enxofre e cloro possuem o mesmo número de elétrons na camada de
valência.
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02. A atividade física intensa faz nosso organismo perder, junto com o suor,
muitos íons necessários à saúde, como é o caso dos íons sódio e potássio. É
importantíssimo que tais íons sejam repostos mediante uma dieta alimentar
adequada, incluindo a ingestão de frutas e sucos.
Analisando os elementos químicos sódio e potássio, assinale verdadeiro (V) ou
falso (F) nas seguintes afirmativas.
( ) Os dois elementos pertencem ao mesmo grupo da tabela periódica, pois têm
o mesmo número de elétrons na última camada.
( ) Os dois elementos possuem caráter metálico e apresentam potencial de
ionização alto.
( ) O raio atômico do sódio é maior que o raio atômico do potássio, pois o sódio
tem um maior número de camadas eletrônicas.
A sequência correta é
a) V – F – F.
b) V – F – V.
c) F – V – V.
d) V – V – F.
e) F – F – V.
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Texto para a próxima questão.
O Carvão foi uma das primeiras fontes de energia e, em pleno século XXI, ainda
é muito empregado, haja vista a possibilidade de instalação, no Pará, de uma
termelétrica alimentada por carvão mineral. Sua composição média varia muito,
porém os valores mais comuns são: 4% de umidade, 5% de matéria volátil, 81%
de carbono e materiais minerais diversos que levam, após a combustão, à
formação de, aproximadamente, 10% de cinzas. Estas cinzas ou "pó do carvão"
são muito leves e, para que não levantem poeira, devem ser armazenadas em
ambiente com umidade controlada. As cinzas são constituídas de uma de série
elementos, normalmente expressos na forma de óxidos: SiO2, Aℓ2O3, TiO2, Fe2O3,
CaO, MgO, K2O, Na2O, P2O5, Mn3O4, BaO. Além desses, outro óxido importante é o
SO3, produzido e liberado na forma gasosa durante o processo de combustão.
Observação: Consultar a tabela periódica para resolver a questão 03.
03. Entre os elementos que constituem os compostos presentes nas cinzas
(exceto oxigênio), o que apresenta a maior energia de ionização é o:
a) bário.
b) fósforo.
c) manganês.
d) titânio.
e) alumínio.
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04. A energia de ionização dos elementos químicos é uma propriedade periódica,
isto é, varia regularmente quando os mesmos estão dispostos num sistema em
ordem crescente de seus números atômicos. O gráfico, a seguir, mostra a
variação da energia de ionização do 1º elétron, em energia de ionização (eV),
para diferentes átomos.
Com base na ilustração, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).
(01) A carga nuclear é o único fator determinante da energia de ionização.
(02) Selecionando-se três átomos com maior dificuldade para formarem cátions
monovalentes, teríamos os átomos de He, Li e Na.
(04) O potássio é o metal que apresenta o menor potencial de ionização, entre os
elementos representados.
(08) No intervalo Z = 3 a Z = 10, observa-se que o aumento da carga nuclear
tende a aumentar a força de atração do elétron pelo núcleo.
(16) Os elevados valores da energia de ionização para os gases He, Ne e Ar são
evidências de que "camadas eletrônicas completas" são um arranjo estável.
(32) Considerando os elementos que formam um período da tabela periódica, a
tendência da energia de ionização é diminuir com o aumento do número
atômico.
(64) As menores energias de ionização correspondem aos metais alcalinos.
Soma das alternativas corretas ( )
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05. Dadas as configurações eletrônicas dos seguintes átomos no seu estado
fundamental:
I. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
II. 1s2 2s2 2p6 3s2
III. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p64s1
IV. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
É errado afirmar que:
a) Dentre os átomos anteriores, o átomo I tem o maior potencial de ionização.
b) A perda de dois elétrons pelo átomo II leva à formação do cátion Mg2+.
c) Dentre os átomos anteriores, o átomo III tem a maior afinidade eletrônica.
d) O ganho de um elétron pelo átomo IV ocorre com a liberação de energia.
e) O átomo IV é o mais eletronegativo.
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Unidade de Aprendizagem 6:
Ligações Químicas
RECOMENDAÇÕES DE ESTUDO
Ao final desta unidade de aprendizagem espera-se que você consiga
(CNQU2MOA009) Compreender os modelos de ligações iônicas, metálicas e
covalentes e suas relações com as propriedades macroscópicas dos materiais.
(EM13CNT301) Construir questões, elaborar hipóteses, previsões e estimativas,
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empregar instrumentos de medição e representar e interpretar modelos
explicativos, dados e/ou resultados experimentais para construir, avaliar e
justificar conclusões no enfrentamento de situações-problema sob uma
perspectiva científica.
Habilidades:
● Reconhecer substâncias iônicas por meio de suas propriedades e usos.
● Reconhecer os constituintes das substâncias iônicas e sua representação
por meio de fórmulas.
● Reconhecer substâncias moleculares por meio de suas propriedades e
usos.
● Reconhecer os constituintes das substâncias moleculares e sua
representação por meio de fórmulas.
● Caracterizar as substâncias moleculares por meio de modelos.
● Compreender a polaridade de moléculas.
● Reconhecer os constituintes dos metais e sua representação por meiode
fórmulas.
● Caracterizar as substâncias metálicas por meio de modelos.
Essa unidade será ministrada em uma aula remota em dia e horário agendados
previamente. Importante: anote todas suas observações para discutir com o
professor.
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1. Ligações Covalentes
Ligações iônicas
A interação de ligação é chamada iônica e os elétrons de valência são
normalmente representados como sendo transferidos do átomo de metal para o
não metal.
Os dois íons com carga oposta se atraem para formar um composto iônico.
Para determinar as fórmulas químicas de compostos iônicos, as duas condições
a seguir devem ser satisfeitas:
● Cada íon deve ter a camada de valência completa (ou obedecer à regra do
octeto) para estabilidade máxima.
● Os íons se combinam de forma que o composto iônico geral seja neutro. Em
outras palavras, as cargas dos íons devem se equilibrar.
Portanto, para determinar a quantidade necessária de cada íon para escrever a
fórmula iônica correta usamos a seguinte representação genérica:
Exemplo:
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Existem diferentes tipos de fórmulas:
a) Fórmula Molecular: indica quantos átomos de cada elemento químico
formam a molécula.
Ex: H2O (água) e CO2 (gás carbônico).
b) Eletrônica: também conhecida como fórmula de Lewis, esse tipo de
fórmula mostra os elétrons da camada de valência de cada átomo e a
formação dos pares eletrônicos.
Ex:
Símbolos de Pontos de Lewis
Mostrar os elétrons mais externos apenas
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c) Estrutural plana: Ela mostra as ligações entre os elementos, sendo cada
par de elétrons entre dois átomos representado por um traço.
Perceba que mais de um par de elétrons pode ser compartilhado, formando-se,
então, ligações simples, duplas e triplas. Veja as fórmulas de algumas moléculas
simples:
Ligação coordenada (covalente dativa)
Uma ligação covalente é formada por dois átomos que compartilham um par de
elétrons. Os átomos são mantidos juntos porque o par de elétrons é atraído por
ambos os núcleos.
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Uma ligação coordenada (também chamada de ligação covalente dativa) é uma
ligação covalente (um par compartilhado de elétrons) em que ambos os elétrons
vêm do mesmo átomo.
.
Em diagramas simples, uma ligação de coordenadas é mostrada por uma seta. A
seta aponta do átomo que doa o par de elétrons não ligante para o átomo que o
aceita.
2. Compostos Iônicos v.
Compostos Moleculares
Ao contrário de uma ligação iônica, uma ligação covalente é mais forte entre
dois átomos com eletronegatividade semelhante. Para átomos com
eletronegatividade igual, a ligação entre eles será uma interação covalente
apolar. Em ligações covalentes não polares, os elétrons são igualmente
compartilhados entre os dois átomos. Para átomos com eletronegatividade
diferente, a ligação será uma interação covalente polar, onde os elétrons não
serão compartilhados igualmente.
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A polaridade de uma ligação é caracterizada por uma grandeza denominada
momento dipolar (μ), ou dipolo elétrico, que normalmente é representada por um
vetor orientado no sentido do elemento menos eletronegativo para o elemento
mais eletronegativo. Assim, o vetor é orientado do pólo positivo para o pólo
negativo.
Ex:
Portanto, quando μ = 0 a molécula é apolar e quando μ≠0 a molécula é polar.
Os sólidos iônicos são geralmente caracterizados por altos pontos de fusão e
ebulição, juntamente com estruturas cristalinas quebradiças. Os compostos
covalentes, por outro lado, têm pontos de fusão e ebulição mais baixos. Ao
contrário dos compostos iônicos, eles geralmente não são solúveis em água e
não conduzem eletricidade quando solubilizados.
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3. Ligação Metálica
Uma ligação metálica é um tipo de ligação química formada entre átomos
carregados positivamente em que os elétrons livres são compartilhados entre
uma rede de cátions.
• condutibilidade — são excelentes condutores de corrente elétrica e de calor;
• maleabilidade — capacidade de produzir lâminas, chapas muito finas;
• ductibilidade — capacidade de produzir fios.
Formação de ligas metálicas
Ligas metálicas - são materiais com propriedades metálicas que contêm dois ou
mais elementos, sendo pelo menos um deles metal.
Exemplos de ligas comuns:
Aço: uma combinação de ferro (metal) e carbono (não metálico);
Bronze: uma combinação de cobre (metal) e estanho (metal);
Latão: Uma mistura de cobre (metal) e zinco (metal).
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EXERCÍCIOS
01. A condutibilidade elétrica dos metais é explicada admitindo-se:
a) ruptura de ligações iônicas.
b) ruptura de ligações covalentes.
c) existência de prótons livres.
d) existência de elétrons livres.
e) existência de nêutrons livres.
02. O ouro utilizado na fabricação de joias pode apresentar diferentes
tonalidades de cor vermelha. Essa coloração é em virtude de maior ou menor
porcentagem de:
a) Al;
b) Ag;
c) Cu;
d) Pb;
e) Hg.
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03. Nenhuma teoria convencional de ligação química é capaz de justificar as
propriedades dos compostos metálicos. Investigações indicam que os sólidos
metálicos são compostos de um arranjo regular de íons positivos, no qual os elétrons
das ligações estão apenas parcialmente localizados. Isto significa dizer que se tem
um arranjo de íons metálicos distribuídos em um "mar" de elétrons móveis. Com
base nestas informações, é correto afirmar que os metais, geralmente:
a) têm elevada condutividade elétrica e baixa condutividade térmica.
b) são solúveis em solventes apolares e possuem baixas condutividades térmica e
elétrica.
c) são insolúveis em água e possuem baixa condutividade elétrica.
d) conduzem com facilidade a corrente elétrica e são solúveis em água.
e) possuem elevadas condutividades elétrica e térmica.
04. Considere os seguintes compostos do enxofre:
I. SO3 - um dos poluentes responsáveis pela formação da "chuva ácida".
II. Na2SO4 - utilizado na obtenção de papel sulfite.
III. ZnS - componentes da blenda, minério de zinco.
Em relação ao tipo de ligação química que essas substâncias apresentam, é correto
afirmar que:
a) são todas moleculares. d) I é iônica e II e III são moleculares.
b) são todas iônicas. e) I é molecular e II e III são iônicas.
c) Ie II são moleculares e III é iônica.
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05. Um determinado elemento químico A, em seu estado fundamental, apresenta
seus átomos com um total de 12 elétrons. Combinando átomos deste elemento A
com átomos de um elemento B, pertencente à família dos halogênios, você pode
afirmar que a fórmula do composto resultante e o tipo de ligação química
envolvida são respectivamente:
a) AB e iônica.
b) AB2 e iônica.
c) AB3 e iônica.
d) A3B e iônica.
e) A2B3 e iônica.
06. Um átomo de um elemento da família 5A, do sistema periódico, liga-se a
outro átomo de um elemento da família 7A ligação entre ambos é:
a) coordenada.
b) iônica.
c) eletrovalente.
d) dativa.
e) covalente normal.
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Este material é de uso exclusivo de RODRIGO DE ARAUJO CHINAIDE DA SILVA , CPF 122.406.227-25
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07. O ciclo do nitrogênio garante que esse elemento circule pelo ambiente físico e
pelos seres vivos. O nitrogênio é encontrado nas rochas, no fundo dos oceanos,
nos sedimentos e na atmosfera. Na atmosfera, ele é encontrado na forma de gás
e representa 79% dos gases presentes nessa camada.
A fórmula N≡N indica que os átomos de nitrogênio estão compartilhando três:
a) prótons. d) pares de nêutrons.
b) elétrons. e) pares de elétrons.
c) pares de prótons.
08. No íon amônio, uma das espécies químicas encontradas nos fertilizantes
NPK, estão presentes:
Fórmula estrutural do NH4+
a) uma ligação iônica e três ligações covalentes.
b) uma ligação covalente e três ligações iônicas.
c) uma ligação covalente-dativa e três ligações iônicas.
d) uma ligação metálica e três ligações covalentes.
e) uma ligação covalente-dativa e três ligações covalentes.
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09. Um líquido com moléculas polares sofre influência de um campo elétrico
externo, provavelmente devido a uma orientação das moléculas do líquido.
Nessas condições, sofre influência de um campo elétrico externo:
a) CCl4.
b) CS2.
c) N2.
d) CHCl3.
e) Br2.
10. Na composição de corretores do tipo Liquid Paper, além de hidrocarbonetos
e dióxido de titânio, encontra-se a substância isocianato de alila, cuja fórmula
estrutural plana é representada por :
Com relação a esta molécula, é correto afirmar que o número de ligações
covalentes simples é igual a:
a) 3 d) 9
b) 5 e) 11
c) 7
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