Resumo química geral

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Matéria e energia
As propriedades da matéria são o objeto da química, particularmente a conversão de uma matéria em outra. Mas afinal o que é matéria? Matéria e um conceito difícil de ser definido com precisão sem o apoio das ideias avançadas da física da partícula fundamental, porém uma definição mais sucinta e que a matéria e qualquer coisa que tenha corpo é o ocupe espaço. Assim ,as plantas, animais e o ferro por exemplo são forma de matéria mas a radiação eletromagnética não. 
Estados da matéria:
Solido: é uma forma da matéria que retém sua forma e não flui. Forma fixa e volume fixo. As moléculas se encontram muito próximas.
Liquido: é uma forma fluida da matéria, que tem superfície bem definida e que torna a forma do recipiente que o contém. Aqui as moléculas estão mas afastado do que no estado Solido.
Gás/gasoso: é uma forma fluida da matéria que ocupa todo o espaço do recipiente que o contém. Uma grande movimentação das moléculas nesse estado se comparado com os outros.
Figura A.1 mostra a movimentação e seus átomos e moléculas. Em um solido os átomos são encontrados uns perto dos outros, um dos fatores que leva a rigidez do solido é a dificuldade de movimentação dos átomos. Porem eles não fiam imóveis a uma oscilação em torno de sua posição média e fica mais recorrente com o aumento de temperatura. Os átomos e moléculas de um líquido tem empacotamento semelhante ao do solido porém ele tem energia suficiente para se mover. E o gás como o ar as moléculas são livres e estão em um movimento aleatório incessante.
FIGURA A.1 Representação molecular dos três estados da matéria. Em cada caso as esferas representam partículas que podem ser átomos, moléculas ou íons. (a) Em um sólido, as partículas têm empacotamento compacto, mas continuam a oscilar. (b) Em um líquido, as partículas têm energia suficiente para se mover, umas em relação às outras. © Em um gás, as partículas movem-se quase completamente livres e estão em um movimento aleatório incessante.
Os elementos e os átomos 
Os gregos antigos pensavam que havia quatro elementos terra, água, ar, fogo e água e que a combinação das mesmas seria responsável de produzir todas as outras substâncias quando combinadas nas proporções correta. O conceito de elemento dos gregos e semelhante ao nosso mas sabemos atualmente que existem mais de 100 elementos.
Átomos
Outra questão que foi levantada pelos gregos foi sobre a divisibilidade da matéria. Haveria um ponto no qual teria que parar, porque os pedaços não apresentam mas as mesmas propriedades do conjunto, ou eles eles poderiam continuar incessantemente? Atualmente sabemos que existe um ponto que temos que parar. A menor partícula encontrada no planeta terra e o átomo.
O primeiro a apresenta um conceito atômico convincente foi o professor e químico inglês John Dalton. No qual ele mediu várias vezes a razão ente massas dos elementos que se combinavam para formar substâncias o que chamamos de compostos e verificou que as razões ente massas mostram uma tendência. No qual ele averiguou 8g de oxigênio para cada 1g de hidrogênio, mas em outro composto havia 16 g de oxigênio para cada 1g de hidrogênio.Com base nisto ele desenvolveu seu modelo atômico:
1. Todos os átomos de um dado elemento são idênticos.
2. Os átomos de elementos diferentes têm massas diferentes.
3. Um composto utiliza uma combinação específica de átomos de mais de um elemento.
4. Em uma reação química, os átomos não são criados nem destruídos, porém trocam de parceiros para produzir novas substâncias.
Não existem mais dúvidas que o átomo existe e que é eles são as unidades que formam os elementos. Na verdade os químicos utilizam a existência dos átomos para definir elementos: O elemento e uma substância composta por um único átomo.
Modelo nuclear
No momento, tudo que precisamos saber é que, o modelo nuclear corrente, é formado por um núcleo com carga positiva, que é responsável por quase toda a sua massa ,cercado por elétrons com carga negativa.
A carga positiva os prótons do núcleo cancelam a carga negativa dos elétrons assim resultando em um átomo neutro.
O número de prótons do núcleo atômico de um elemento é de chamado número atômico representado ,Z ,do elemento.
Exemplo: O hidrogênio ,Z=1 o que no diz que ele tem um próton.
Isótopos
Com a utilização dos primeiros espectrômetros de massas, descobriu-se que nem todos os átomos de um elemento apresentam a mesma massa. Esta observação levou os cientistas a refinarem o modelo nuclear. Assim implementado outras partículas subatômicas e propuseram a criação das partículas eletricamente neutras ,criadas de nêutron. Sua presença não altera a carga do núcleo nem o número de elétrons do átomo. Mas sua presença altera o tamanho da massa do núcleo.
Os isótopos de um elemento têm o mesmo número atômico, mas diferentes números de massa. Seus núcleos têm o mesmo número de prótons, mas número diferente de nêutrons.
Organização dos elementos
A 112 elementos conhecidos, dos quais 88 apresentam em quantidade significativas na terra e são considerados como Naturais. No primeiro momento a ideia de ter que aprender suas propriedades pode parecer impossível. A tarefa se tornou mais fácil tevido a descobertas que alguns químicos levantaram, que ao serem listados na ordem crescente do número atômico e organizados em linha, os elementos formam famílias cujas propriedades têm tendências regulares .Essa organização que montar a relação entre famílias é chamado de tabela periódica. 
As tabelas verticais são chamadas de grupos ,alguns dos grupo tem nomes especiais que refletem as propriedades que esses elementos têm em comum. Exemplo os elementos do Grupo 1 são chamados de metais alcalinos, pois são todos metais macios e brilhantes que fundem em temperaturas baixas e produzem hidrogênio se em contato com a água.
A tabela periódica é uma ferramenta muito útil das propriedades dos elementos. Mesmo se nunca tivéssemos ouvido fala do selênio poderíamos olhar a tabela e descobrir que este elemento é um metaloide.
Compostos
Um composto e uma substância eletricamente neutras formada por dois ou mais elementos diferentes cujos os átomos estão em uma proporção definida. Um composto binário e formado por dois elementos .
Os compostos podem ser classificado como orgânicos ou inorgânicos. Os compostos orgânicos contém carbono e, normalmente, também hidrogênio. Compostos inorgânicos são todos os demais compostos. Agua, sulfato de cálcio, amônia ,sílica entre outros. Além disso compostos muito simples de carbono que incluem o giz (carbonato de cálcio) são tratados como compostos inorgânicos. Compostos intermetálicos são compostos inorgânicos formados quando átomos de dois metais se ligam em promoções específicas.
Os químicos determinaram que os átomos podem ser liga-se para formar moléculas ou podem participar de compostos como íons:
Uma molécula e um grupo discreto de átomos ligados em um arranjo específico.
Um íon e um átomo ou um grupo de átomos com carga positiva ou negativa.
Um íon com carga positiva e chamado de cátion e um íon com carga negativa, de ânion. O composto iônico formado por íons, em uma razão que o total da carga elétrica é neutra. Um com molecular e formado por moléculas neutras. 
Moléculas e compostos moleculares
Formula química e a representação da composição do composto a partir de termos e símbolos químicos. 
Formula molecular mostra quantos átomos de cada tipo de elemento estão presentes em uma única molecular do composto.
Alguns elementos são representados pela forma molecular. Exceto os gases nobres por serem moléculas dia tônicas em temperatura normal.
Formula estrutural indica como os átomos está ligados, mas não mostra sua organização no espaço tridimensional.
Estrutura de linhas um modo de representa estruturas moleculares muito complexas de maneira simples, no qual cada linha indica uma ligação e o fim de cada linha se encontra um átomo de carbono. Os átomos diferentes de C e H são representados ao fim de cada linha ,as ligações duplas são representadas por uma linhadupla e a trilha por uma tripla.
Íons e compostos iônicos
Para visualizar os compostos iônicos, teremos que imaginar um grande número de cátions e ânions, juntos ,em um arranjo regular tridimensional. Os íons se ligam através da atração entre cargas opostas.
A tabela periódica ajuda a determinar que tipo de íons um elemento pode formar e que carga ele pode assumir. Uma tendência importante é que os elementos metálicos a esquerda da tabela foram normalmente, cátions pela perda de elétrons. Já os elementos não metálicos a direita da tabela formam comumente ânions pelo ganho de elétrons.
O padrão de formação de íons pelos elementos do grupo principal pode ser resumido em uma regra simples: para os átomos mais à esquerda ou mais à direita da Tabela Periódica, os átomos perdem ou ganham elétrons até atingir o número de elétrons do átomo do gás nobre mais próximo.
Nomenclatura dos composto
Muitos recebem nomes informais ,nomes comuns ,antes de sua composição ser conhecida. Os nomes comuns incluem nomes como por exemplo, água ,sal ,açúcar ,amônia e quartzo. O nome sistemático ,por outro lado revela os elementos presentes e, em alguns casos ,o arranjo dos átomos.
Nomes de cátions o nome de um cátion monoatômico e o nome do elemento que o formou, precedido da palavra íon ,como por exemplo íon de sódio para Na+. Nos sistemas mais antigos de nomenclatura são usados sufixos -oso e -ico ,e para complicar ainda mais, essas terminações eram adicionadas a forma Latina do nome dos elementos.
Nomes dos ânions o nome dos ânions monoatômicos, como o íon Cl- do cloreto de sódio, e formado pela adição do sufixo -eto a primeira parte raiz do elemento, precedido da palavra íon. Exemplo Cl- íon cloreto. Os íons poliatômicos adiciona e o sufixo -ato (bicarbonato).Alguns elementos podem formar dois tipos de oxoânions com números diferentes sendo o de maior número receber o sufixo -ato e o de menor -ito(nitrato e nitrito ).
Nomes dos compostos iônicos O nome dos compostos iônicos é formado pelo nome do ânion seguido pela preposição de e pelo nome do cátion, sem a palavra íon. Adiciona-se o número de oxidação do cátion se mais de uma carga é possível. Entretanto, se o cátion vem de um elemento que só existe em um estado de carga (como na Fig. C.6), o número de oxidação é omitido. Nomes típicos incluem cloreto de potássio (KCl), um composto que contém K+
 e Cl-, e nitrato de amônio (NH4NO3), que contém os íons NH4+ e NO3-.
2) Resolver os seguintes exercícios selecionados e anexar ao fim do estudo
dirigido:
A matéria e a energia
A.6 Identifique todas as propriedades químicas e as alterações nesta afirmação: “O cobre é um elemento marrom-avermelhado, obtido de minerais que contêm sulfeto de cobre por aquecimento no ar, com formação de óxido de cobre. O aquecimento do óxido de cobre com carbono produz cobre impuro, que é purificado por eletrólise”.
A transformação do sulfeto de cobre em óxido de cobre através do aquecimento, produção de cobre impuro pelo aquecimento do óxido de cobre com carbono e purificação do cobre impuro por eletrólise são propriedades químicas. E como propriedade física do cobre a cor marrom-avermelhado.
A.15 Dois comprimentos de onda (a distância entre dois picos adjacentes em uma onda) foram
medidos em laboratório. Sem usar uma calculadora, decida qual é o maior comprimento de onda:
(a) 5,43 x102 μm; (b) 1,33 x109 pm.
A.16 As densidades de duas substâncias foram medidas em laboratório. Sem usar uma calculadora, decida qual é a substância com maior densidade: 
(a) 2,4 g·cm-3
(b) 2,4 kg·m-3
A.21 Um balão pesa 43,50 g quando vazio e 105,50 g quando cheio de água. Quando o mesmo
balão está cheio de outro líquido, a massa passa a ser 96,75 g. Qual é a densidade do segundo
líquido?
105,5g-43,50g=62g
1g=1mL
62g=62mL
Outro líquido
96,75g-43,5g=53,25g
d=m/V
d=53,25/62
d=0,86g/ml
A.39 Tem sido dito ironicamente que o único exercício que algumas pessoas fazem é levar um garfo à boca. Qual é a energia gasta para levantar um garfo cheio, de massa total 40,0 g, até a altura de 0,50 m, 30 vezes durante uma refeição?
h=0,5 m
m=40g/1000=0,04kg
Ep=(0,04kg)(9,81m/s )(0,5)
Ep=0,2J
Ep=30×0,03J=6J
Os elementos e os átomos
B.4 Dê o número de prótons, nêutrons e elétrons de um átomo de 
(a) 40K;
Prótons19
 Nêutrons 21
Elétrons 19
 (b) 58Co;
Prótons 27
Nêutrons 31
Elétrons 27
(c) tântalo-180;
Prótons 73
Nêutrons 107
Elétrons 73
 (d) 210 At
Prótons 85
Nêutrons 125
Elétrons 85
B.17 Na seguinte lista de elementos dada, identifique e forneça exemplos de:
 (a) o metal alcalino,
Na sódio 
(b) o metal de transição 
Mg magnésio 
 (c) o lantanoide: 
Cério(Ce)lantanídeos 
Bromo halogênios 
Bario metal alcalino terroso 
Titânio metal alcalino terroso 
B.19 Identifique na Tabela Periódica o bloco a que pertencem os seguintes elementos: 
(a) zircônio -bloco d
(b) Arsênio -bloco p 
(c) Tântalo- bloco d
(d) Bário -bloco s
 (e) Silício- bloco p
 (f) Cobalto- bloco d
Os compostos
C.4 A casimiroedina é um alcaloide extraído das sementes de Casimiroa edulis, uma planta nativa do México. Estudos demonstraram que a substância reduz a pressão arterial em cobaias, o que despertou o interesse de outros pesquisadores. A casimiroedina contém átomos de carbono, hidrogênio, nitrogênio e oxigênio na razão 7:9:1:2. Cada molécula tem 6 átomos de oxigênio. Escreva a fórmula molecular da casimiroedina
C21H27N3O6 
 
C.5 Nas seguintes estruturas moleculares de bolas e palitos, a cor cinza indica carbono; a cor
vermelha, oxigênio; a cor branca, hidrogênio; a cor azul, nitrogênio; a cor verde, cloro. Escreva a fórmula química de cada estrutura.
Cinza C
Vermelho O
Branco H
Azul N
Verde Cl
a)H=7
C=3 C3H7O2N-Alanina
O=2
N=1
b)H=7
C=2 C2H7N-Dimetilamina 
N=1
C.7 Descubra se os seguintes elementos são propensos a formar um cátion ou um ânion e escreva a fórmula do íon mais provável:
 (a) césio; Cs+ 
Propenso a forma cátion 
(b) iodo;I-
Propenso ânion 
 (c) selênio; Se4+
Propenso a forma cátion 
 (d) cálcio.Ca2+
Propenso a forma cátion 
C.13 Escreva a fórmula de um composto formado pela combinação de 
(a) Al e Te; 
Al família 3A 
Te família 6A
Al 3+ Te 2-
Al3+ Te2-
(b) Mg e O;
Mg família 3A 
O família 6ª 
Nox de cada elemento 
Mg 2+ O 2-
MgO
 (c)Na e S;
Na família 1A
S família 6ª
Nox de cada elemento 
Na + S-
Na2S
 (d) Rb e I.
Rb família 1A
I família 7A 
Nox de cada elemento 
Rb + I –
RbI
D.3 Escreva as fórmulas de
 (a) cloreto de manganês ;
Mn 2+ Cl- multiplicação cruzada 
Mncl2 
 (b) fosfato de cálcio
Ca 2+ Po 3-
Ca3 (Po4)2
 (c) sulfito de alumínio;
Al 3+ SO 32
Al2(SO4)3
 (d) nitreto de magnésio. 
Mg 2+ N 3-
Mg3N2
D.8 Os compostos iônicos dados a seguir são comumente encontrados em laboratórios. Escreva
seus nomes modernos.
(a) NaHCO3 (soda de cozinha);
Bicarbonato de sódio 
(b) Hg2Cl2 (calomelano); 
Cloreto de mercúrio 
(c) NaOH (soda cáustica);
Hidróxido de sódio 
(d) ZnO (calamina).
Óxido de zinco 
D.11 As seguintes soluções em água são ácidos comuns de laboratório. Quais são os seus nomes?
(a) HCl(aq); ácido clorídrico 
(b) H2SO4 (aq);
ácido sulfúrico 
 (c) HNO3 (aq);
Ácido nítrico 
(e) CH3COOH(aq);
Ácido etanico
 (e)H2SO3 (aq); 
Ácido sulfuroso 
(f) H3PO4 (aq).
Ácido fosfórico 
D.15 Escreva as fórmulas de 
(a) dióxido de titânio;
TiO2
 (b) tetracloreto de silício; 
SiCl4
(c) dissulfeto de carbono; 
CS2
(d) tetrafluoreto de enxofre;
SF4
 (e) sulfeto de lítio;
Li2S
(g) pentafluoreto de antimônio;
SbF5
 (g)pentóxido de dinitrogênio;
N2O5
(h) heptafluoreto de iodo
IF7