Ta1 - Química e Ciência dos Materiais

Prévia do material em texto

14/09/2022
Química e Ciência 
dos Materiais
Átomos, moléculas e íons
Prof.ª Ms. Katielly Tavares dos Santos
• Unidade de Ensino: 01
• Competência da Unidade: conhecer e compreender os conceitos básicos sobre
átomos, moléculas e íons, assim como sua importância dentro do estudo da química.
• Resumo: o átomo e a tabela periódica; ligação química e estrutura molecular;
moléculas e íons.
• Palavras-chave: Átomo. Íons. Estrutura molecular.
• Título da Teleaula: Átomos, moléculas e íons.
• Teleaula nº: 01
O que é Química?
O que é Ciência dos Materiais?
Fonte: https://goo.gl/4MhYem.
Por que estudar?
Conceitos
Modelo atômico
Evolução dos modelos atômicos
Fonte: Livro didático da disciplina
Modelo atômico de 
Schrödinger (1926)
Números quânticos
1 2
3 4
5 6
14/09/2022
Orbitais s e p
Fonte: Livro didático da disciplina
Orbitais – visão geral
Fonte: Livro didático da disciplina
Distribuição eletrônica 
Fonte: Livro didático da disciplina
Camadas eletrônicas
Exemplo
O argônio apresenta número atômico 18 (Z = 18), o que significa 18 prótons, sendo
este número igual ao de elétrons.
Qual sua distribuição eletrônica?
Fonte: Livro didático da disciplina
Conceitos
A tabela periódica
7 8
9 10
11 12
14/09/2022
Número atômico (Z) e massa atômica (A)
Fonte: Livro didático da disciplina
Uma espécie que possui o mesmo número de prótons que outra, porém,
massas atômicas distintas, é chamada de isótopo.
Quando temos um elemento com diferentes isótopos, sua massa atômica é
calculada por:
Propriedades atômicas
Raio atômico: metade da distância entre os centros de dois
átomos. O raio atômico aumenta no mesmo sentido de aumento
de período ao longo de um grupo.
Tamanho iônico: um íon é um elemento que perdeu ou ganhou
elétrons, sendo chamado de ânion ao ganhar elétrons e de
cátion ao perder elétrons.
Energia de ionização: é a energia necessária para a remoção de
um elétron da camada de valência, levando à formação de
cátions.
Afinidade eletrônica: a formação de ânions ocorre quando um
átomo captura um elétron. A capacidade de um átomo capturar
elétrons é avaliada como afinidade eletrônica.
Propriedades atômicas
Raio atômico: metade da distância entre os centros de dois
átomos. O raio atômico aumenta no mesmo sentido de aumento
de período ao longo de um grupo.
Tamanho iônico: um íon é um elemento que perdeu ou ganhou
elétrons, sendo chamado de ânion ao ganhar elétrons e de
cátion ao perder elétrons.
Propriedades atômicas
Energia de ionização: é a energia necessária para a remoção de
um elétron da camada de valência, levando à formação de
cátions.
Propriedades atômicas
Eletronegatividade: representa a tendência que um átomo tem de atrair elétrons
para si em uma ligação química covalente em uma molécula isolada.
Eletropositividade: é a capacidade que o átomo possui de se afastar de seus
elétrons mais externos, em comparação a outro átomo, na formação de uma
substância composta.
13 14
15 16
17 18
14/09/2022
Propriedades atômicas
Afinidade eletrônica: a formação de ânions ocorre quando um átomo captura
um elétron. A capacidade de um átomo capturar elétrons é avaliada como
afinidade eletrônica.
Conceitos
Ligações primárias 
Íon
Se um átomo neutro doar ou receber elétrons, ou seja, caso se torne eletricamente
carregado, ele se tornará um íon.
Um íon positivo, chamado de cátion, é produzido quando o átomo neutro perde elétrons.
Quando um átomo neutro ganha elétrons, forma-se um íon com carga negativa, chamado
de ânion.
Fonte: http://twixar.me/mKv1
Ligação iônica
Ligação iônica
Fonte: http://twixar.me/mKv1
Estrutura de Lewis
A estrutura de Lewis para um átomo consiste no seu símbolo químico rodeado por pontos 
correspondentes ao número de elétrons da camada de valência do átomo.
Fonte: Livro didático da disciplina
19 20
21 22
23 24
14/09/2022
Estrutura de Lewis para o sulfeto de alumínio Ligação covalente
Fonte: Livro didático da disciplina
A ligação covalente ocorre quando os dois átomos têm a
mesma tendência de ganhar e perder elétrons, isto é, os
não metais e o hidrogênio.
Sob essas condições, a transferência total de um elétron
não ocorre.
Em vez disso, os elétrons ficam compartilhados entre os
átomos.
Ligação covalente
Fonte: Livro didático da disciplina
Na ligação covalente os elétrons não são representados apenas por pontos. Para isso são
utilizadas cruzes (x) e pontos (•) em conjunto para indicar que os elétrons da ligação vieram
de diferentes átomos embora na realidade todos os elétrons sejam iguais.
Tipos de ligações covalentes
Fonte: Livro didático da disciplina
Existem quatro tipos de ligações covalentes: simples, dupla, tripla e coordenada.
Ligações covalentes polares e apolares
Fonte: Livro didático da disciplina
Ligações metálicas
Fonte: Livro didático da disciplina
São formadas entre átomos de metais fazendo com que os metais se agrupem formando os
retículos cristalinos quando em estado sólido.
25 26
27 28
29 30
14/09/2022
Interações ou forças intermoleculares Interações ou forças intermoleculares
Conceitos
Moléculas e íons
Compostos iônicos
Os compostos iônicos não são moléculas, ou seja, não são
pares ânions-cátions isolados, mas sim íons arranjados em
um retículo tridimensional
A estrutura de cada retículo depende da carga dos íons e de
seus tamanhos.
Embora NaCl seja representado como molécula, precisamos
saber que esta é apenas a proporção entre Na+ e Cl- no
retículo.
A formação destes retículos aumenta a estabilidade das
espécies formadas na ligação iônica.
Compostos iônicos
São duros e quebradiços devido à interação de cargas.
A dureza se dá pela interação entre cargas negativas e positivas, porém, ao aplicarmos
pressão em um retículo cristalino, ocorre o deslizamento entre camadas, levando à
interação entre cargas de mesmo sinal, que se repelem, resultando na quebra (clivagem).
Compostos iônicos
A solubilidade de compostos iônicos em água é grande, o que pode ser explicado pela
interação de cátions com a densidade de carga negativa da água (sobre o átomo de
oxigênio) e de ânions com a densidade de carga positiva da água (sobre os átomos de
hidrogênio).
31 32
33 34
35 36
14/09/2022
Compostos iônicos
Atenção nas fórmulas condensadas, pois algumas fórmulas podem descrever compostos
bem diferentes em termos de propriedades, como C2H6O que descreve tanto o etanol,
quanto o éter dimetílico.
Ordem de ligação
Ordem da ligação é o número de pares de elétrons que é compartilhado em uma ligação 
por dois átomos.
Energia de dissociação de ligação Mol, constante de Avogadro e massa molar
1 mol de átomos, moléculas ou íons, corresponde a 6,022 x 1023 átomos,
moléculas ou íons.
Esse número é denominado constante de Avogadro (NA).
A massa molar de um elemento (em gramas) é a quantidade de massa por
mol de seus átomos, numericamente igual à massa atômica em unidades de
massa atômica:
• 1 mol de magnésio possui massa molar de 24,3 g
• 1 mol de carbono possui massa molar de 12 g
• 1 mol de silício possui massa molar de 28,09 g
Exemplo
Em uma amostra de rocha foram encontrados 2, 34 x 10-25 átomos de ferro. 
Isso corresponde a quantos mols de átomos de ferro?
Mol, constante de Avogadro e massa molar
É possível uma relação entre componentes que levam à formação de uma
molécula, por exemplo, o metano, constituído de átomos de carbono e
hidrogênio:
37 38
39 40
41 42
14/09/2022
Porcentagem em massa e fórmula molecular
A porcentagem em massa consiste em quantos % da massa total temos de
massa do elemento. Sabendo que a massa da glicose é de 180 g temos:
Conceitos
Recapitulando
Recapitulando
O átomo e a tabela periódica
Ligação química primária
Ligação química secundária
Moléculas e íons
Ligações Primárias
Fonte: http://twixar.me/mKv1
43 44
45 46