A maior rede de estudos do Brasil

Grátis
117 pág.
Química Básica-Estrutura_Prof. Edvan

Pré-visualização | Página 1 de 25

UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA - UFPB
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA NATUREZA - CCEN 
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA - DQ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Química Básica - Estrutura 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
AUTOR: Prof. Dr. Edvan Cirino da Silva 
 
 
 
 
 
 
João Pessoa - 2007 
 1 
OBJETIVO GERAL 
 
Abordar os conceitos e princípios fundamentais da Química focalizando as 
estruturas atômica e molecular e suas correlações com as propriedades físicas e 
químicas das substâncias. 
 
OBJETIVOS ESPECÍFICOS 
 
i. Motivar o aluno a compreender o conhecimento químico por intermédio 
do desenvolvimento do senso crítico e reflexivo, ou seja, do pensar; 
 
ii. Proporcionar ao aluno o alicerce (conceitos e fundamentos) para a 
compreensão das estruturas atômica e molecular da matéria; 
 
iii. Correlacionar as propriedades atômicas e moleculares com as 
macroscópicas físicas e químicas das substâncias; 
 
iv. Instigar os alunos a darem os primeiros passos em busca de uma visão 
holística do conhecimento químico. 
 
 
BIBLIOGRAFIA RECOMENDADA: 
 
i. SILVA, EDVAN C., “Apostila de Química Básica-Estrutura”, 
Departamento de Química-CCEN – UFPB, João Pessoa, 2007 
 
ii. MAHAN, BRUCE H., “Química – Um Curso Universitário”, Ed. Edgard 
Blücher LTDA - São Paulo. 
 
iii. BROWN, T. L.; LEMAY Jr., H. E.; BURSTEN, B. E.; BURDGE, J. R.; 
Química – A Ciência Central, Ed. Pearson Education do Brasil LTDA, São 
Paulo (SP), 2005. 
 
iv. ATKINS, P.W. e JONES L.L., “Princípios de Química – Questionando a 
Vida Moderna e o Meio Ambiente”, Artmed Ed. Ltda, Porto Alegre (RS), 
1999. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 2 
INTRODUÇÃO À QUÍMICA 
 
 O que é Química e para que serve? 
 
Estuda a natureza (estrutura atômica e molecular, etc), as propriedades, a 
composição e as transformações da matéria. 
 
 Vejamos alguns benefícios que Química pode nos oferecer: 
 
♦ os tecidos das roupas que usamos no dia-a-dia são, geralmente, 
 materiais obtidos graças ao desenvolvimento da Química; 
 
♦ as fibras artificiais (o náilon, o tergal, etc), as borrachas 
 sintéticas, os plásticos, fazem parte de um grupo de materiais 
 chamados polímeros; 
 
♦ os polímeros têm tido inúmeras aplicações: sacos plásticos, 
 toalhas, garrafas, canos plásticos, revestimentos elétricos, 
 brinquedos, discos, estofamentos, revestimentos de panela; 
 
♦ a Bioquímica tem permitido não apenas conhecer certos 
 mecanismos de funcionamento do organismo, como influir neles, 
 possibilitando o desenvolvimento da Biologia Molecular e da 
 Farmacologia, fundamentais ao progresso da Medicina. 
 
 E na área de Engenharia de Alimentos, por exemplo, será que a Química 
exerce algum papel importante? 
 Sim. É de fundamental importância! 
 Por exemplo: 
 
♦ a indústria de alimentos utiliza os chamados “aditivos”: são substâncias capazes 
 de conferir as seguintes características aos alimentos: 
- antioxidantes (inibe o processo de oxidação); 
- conservantes (aumenta a durabilidade); 
- estabilizantes (ajuda a manter as emulsões e suspensões); 
- adoçantes (transmite sabor doce aos produtos), etc. 
 
♦ no Brasil, são quatro os adoçantes artificiais encontrados no 
 mercado consumidor: 
- a SACARINA (Pan Americana) 
- o CICLAMATO (Brasfanta) 
- o ACELSULFAME-K (Hoeschst) 
- o ASPARTAME (Monsanto) 
 
♦ a obtenção desses adoçantes requer rotas sintéticas bem 
 estabelecidas desenvolvidas em pesquisas na área de Química 
 
 3 
♦ para entender o metabolismo dos adoçantes em seres humanos 
 e investigar a toxidade foram propostos mecanismos que envolvem 
 uma série de reações químicas (p/ maiores detalhes, consultar a ref. ∗). 
 
 Como se pode constatar, a Química tem proporcionado inúmeros benefícios 
para a humanidade. Por outro lado, não podemos nos esquecer de que muitos 
processos químicos são responsáveis pela degradação do ambiente em que 
vivemos. 
 
∗ Adoçantes Artificiais – publicado em Química Nova em 1996, vol. 19, pág. 248 
 
 
DIVISÃO DA QUÍMICA 
 4 
INTRODUÇÃO – Conceitos fundamentais 
 
MATÉRIA ⇒ qualquer coisa que tem existência física real e, portanto, ocupa 
 espaço. O material do qual as substâncias são feitas. 
 
Classificação da matéria 
 De acordo com a Fig. 1, a matéria pode ser classificada como uma: 
 
♦ Substância pura ⇒ possui composição uniforme, definida e característica 
 Logo, apresenta propriedades também definidas. Ex. a 
 água, o ferro, o oxigênio, etc. 
 Substância pura pode ser classificada em: 
 
• Substância simples (ou elemento) 
 
Substância fundamental e elementar, ou seja, não pode ser separada ou 
decomposta em substâncias mais simples. Ex.: o carbono, oxigênio, etc. 
 
• Substância composta (ou composto) 
 
Constituída de átomos de 2 ou mais elementos combinados segundo uma 
relação (razão) definida. Ex.: água, glicose, sacarose, etc. 
Os compostos podem ser decompostos em substâncias mais simples. 
 
Ex.: A água quando submetida a uma eletrólise (uso de eletricidade para 
promover reações químicas) se decompõe em duas substâncias simples conforme 
a equação: 2 H2O(l) → 2 H2 (g) + O2 (g) 
 
♦ Mistura 
 
Consiste de duas ou mais substâncias fisicamente misturadas e que pode 
ser separadas em seus componentes pode intermédio das diferenças entre suas 
propriedades físicas. As misturas podem, por sua vez, ser classificadas em: 
 
 - Misturas homogêneas (ou soluções) 
São aquelas em que os componentes estão uniformemente misturados 
mesmo em uma escala molecular. 
Ex.: ar, água+ álcool e soluções de um modo geral. 
 
 - Misturas heterogêneas 
São aquelas em que os componentes individuais, embora estejam 
misturados, permanecem em diferentes regiões e podem ser diferenciados em 
escala microscópica. 
Ex.: areia + açúcar 
 
 
 5 
 
Fig. 1 - Árvore de classificação da matéria. 
 
Representação das Substâncias – Os Símbolos e as Fórmulas Químicas 
 
 Enquanto os símbolos são usados para representar os elementos ou seus 
átomos, as fórmulas químicas são utilizadas para representar os compostos ou 
agregados de seus átomos. 
 Existem vários tipos de fórmulas químicas, quais sejam: 
 
 ♦ molecular; 
 ♦ empírica; 
 ♦ estrutural; 
 ♦ centesimal. 
 
 Entre as fórmulas mencionadas, merece destaque a fórmula estrutural por 
fornecer informações não apenas do número de cada tipo de átomo na molécula, 
mas principalmente de como eles estão ligados entre si no interior da molécula. 
 
 6 
• FÓRMULAS MOLECULAR 
 Esta emprega símbolos e índices para indicar o número de cada tipo de 
átomo na molécula. ( Ex. uma molécula de glicose apresenta fórmula 
molecular: C6H12O6) 
 
• FÓRMULA MÍNIMA OU EMPÍRICA 
 Informa somente o número relativo de átomos de diferentes elementos em 
um composto, sendo que os números são expressos como uma razão mais 
simples. (Ex. a fórmula empírica da glicose é CH2O) 
 
OBS: 
 i. A fórmula molecular é sempre um múltiplo inteiro da fórmula mínima. No 
caso da glicose, a fórmula molecular é C6H12O6, que é 6 vezes sua fórmula 
empírica (CH2O); 
 
 ii. Enquanto a fórmula empírica informa apenas uma proporção de átomos, a 
fórmula molecular indica o número real de átomos de cada elemento em 
uma molécula individual; 
 
 
iii. Há casos em que a proporção de átomos indicada na fórmula molecular 
não pode ser reduzida para números inteiros menores. Nesses casos, a 
fórmula molecular é idêntica à mínima (Ex. é o caso da sacarose: C12H22O11) 
 
v. Em geral as substâncias moleculares são representadas por fórmulas 
moleculares, enquanto que para substâncias que não são constituídas de 
moléculas, é possível