Aula 2 - Notação científica, algarismos significativos e atomística

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Química Geral – Aula 2 
Notação científica e algarismos significativos / 
atomística 
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Revisão – Sistema internacional 
de unidades (SI) 
O que é o SI? 
• É um sistema de unidades de medida concebido em 
torno de sete unidades básicas: 
 
 
 
 
 
 
• Visa a uniformizar e facilitar as medições e as relações 
internacionais. 
 
 
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Unidade de massa 
• Massa é uma magnitude física que mede a quantidade de 
matéria contida num corpo. Unidade padrão SI – 
quilograma (kg). 
 
 
 
 
 
 
 
• Matéria – tudo que tem massa e ocupa lugar no espaço. 
 
• Corpo – Porção limitada da matéria. 
 
 
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Múltiplos e submúltiplos do grama 
5 
• Unidade padrão de massa no SI – quilograma (kg). 
 
• Outras unidades de massa: tonelada (t) e grama (g). 
 1 t = 1000 kg 
 1g = 0,001 kg 
 
 
Unidade de volume 
• Volume é uma magnitude definida como o espaço ocupado 
por um corpo. 
• Unidade padrão SI – metros cúbicos (m3). 
• Outras unidades de volume: litro (L) 
 1 L = 0,001 m3 
 
 
 
 
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Algarismos significativos 
Apresentação dos resultados por meio de 
algarismos significativos 
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O que são algarismos significativos? 
 São todos os dígitos tidos como corretos mais o 
primeiro duvidoso. 
 
o O nº de algarismos significativos expressa a precisão 
com que a medida foi feita, e dependerá do grau de 
precisão do instrumento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
EXEMPLOS: 1,83 g 
 1,838 g 
 1,8389 g 
Apresentação dos resultados por meio de 
algarismos significativos 
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Balança mais exata 
(Balança analítica) 
Balança menos exata 
Regras para determinação do nº de algarismos 
significativos 
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• Desconsidere todos os zeros iniciais 
– (Ex: 0,0234 – três algarismos significativos); 
 
• Desconsidere todos os zeros finais, a menos que eles 
tenham sido determinados experimentalmente 
– (Ex: 5000 mL – 4 algarismos significativos); 
 
• Zero entre dígitos é sempre significativo 
– (Ex: 208 – três algarismos significativos). 
 
 
 
 
 
Operações com algarismos significativos 
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Há regras para operar com algarismos significativos. 
Se estas regras não forem obedecidas você poderá 
obter resultados que podem conter algarismos que 
não são significativos. 
Operações com algarismos significativos 
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• Adição e subtração: 
 *Identificar o nº com menor nº de casas decimais (casas após a 
vírgula). 
 *Apresentar o resultado com a quantidade de casas decimais igual 
a esse número, observando as regras de arredondamento. 
 
• Multiplicação e divisão: 
 *Verificar qual o nº com menor nº de algarismos significativos; 
 *Apresentar o resultado com a quantidade de algarismos 
significativos igual a esse número, observando as regras de 
arredondamento. 
 
 
 
 
 
Operações com algarismos significativos 
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Exemplo de Adição e subtração: 
 
250, 757 + 0, 0648 + 53,6 = 304,???. 
 
 Para obter essa adição (ou subtração) identifica-se o 
número com menor número de casas decimais. Neste 
caso é 53,6; que apresenta apenas uma casa decimal. 
 
 Assim, tem-se: 250, 757 + 0, 0648 + 53,6 = 304,4 
 
 
 
 
 
Operações com algarismos significativos 
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Exemplo de multiplicação e divisão: 
 
6,78 x 3,5 = 23,73 
= 24 
 
Para multiplicar ou dividir aplica-se a seguinte regra: 
 
• verificar qual o fator que apresenta o menor número de 
algarismos significativos e apresentar o resultado com a 
quantidade de algarismos significativos igual a este fator, 
observando as regras de arredondamento. 
 
 
 
 
 
Regras de arredondamentos 
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• No arredondamento de números aproximados, ou de 
resultados de operações matemáticas, serão 
obedecidas as seguintes formas: 
 
 Se o dígito a ser desprezado, por não ter significado, for 
menor ou igual a 5 , então, o dígito anterior a ele no 
número decimal, não muda: 
Exemplo: 2, 45178 = 2,45 (para 3 algarismos significativos) 
 
 Se o dígito a ser desprezado for maior que 5, o dígito 
anterior a ele é aumentado de uma unidade: 
Exemplo: 2, 45680 = 2,46 (para 3 algarismos significativos) 
 
Notação científica 
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• Representação de números grandes ou pequenos 
usando potências da base 10. 
 
• O número na notação científica tem 2 partes. 
 
 A primeira parte é formada de um dígito inteiro 
seguido de vírgula e dos demais algarismos significativos 
da cifra decimal, ou zeros quando forem significativos. 
 A segunda parte é constituída de uma potência de base 
10, ou seja, (10x) que permite deslocar a vírgula x casas 
para a direita, ou para a esquerda, conforme a 
necessidade. 
 
Notação científica 
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EXEMPLOS: 
 
 Nos exemplos abaixo admite-se que todos os valores 
apresentados para as três medidas de comprimento 
tenham o mesmo número de algarismos significativos, 
isto é, 3 algarismos significativos: 
 
• 0, 000.000.000.230 m = 2,30 x 10-10 m 
• 456, 780.000.000.000 m = 4,57 x 1014 m 
• 75 x 10-2 m = 7,50 x 10-1 m 
 
 
 
Notação científica – Regras básicas 
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• Números maiores que 1: Deslocamos a vírgula para a 
esquerda até atingirmos por exemplo, o primeiro 
algarismo do número. 
 
• O número de casas deslocadas para a esquerda 
corresponderá ao expoente aumentado da potência de 
10. 
 
Exemplos: 
• 1000 = 1 x 103 
• 157100 = 1,571 x 105 
 
 
 
Notação científica – Regras básicas 
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• Números memores que 1: Deslocamos a vírgula para a 
direita até atingirmos o primeiro algarismo diferente de 
zero. 
 
• O número de casas deslocadas para a direita 
corresponderá ao expoente reduzido da potência de 10. 
 
Exemplos: 
• 0,001 = 1 x 10-3 
• 0,00001571 = 1,571 x 10-5 
 
 
 
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QUESTÕES PROPOSTAS 
1) Faça as seguintes operações, dando a resposta com o número correto de algarismos 
significativos: 
 
a) 4,002 + 15,9 + 0,823 
 
b) 213 – 11,579 
 
c) 1,00797 + 126,9 
 
d) 40,08 + 15,9994 
 
e) 137,33 – 32,064 – 63,9976 
 
f) 537,83 / 77,1 
 
g) 1428,765/467,8 
 
h)228 x 5,34 
 
i) 745,4 x 44 
 
2) Escreva o número de segundos contidos em 24 horas, em notação científica e dois 
algarismos significativos. 
 
 
Átomo e estrutura atômica 
 
*Mas afinal, de que são feitas as coisas? 
Átomo na Grécia antiga 
 
– Demócrito, Leucipo e Aristóteles (Filósofos) 
 Átomo como partícula sólida e indivisível 
 
 
 
 Toda a matéria seria constituída de misturas 
diferentes de Terra, Fogo, Água e Ar 
 
 Teorias atômicas do século XVIII 
-John Dalton - átomo maciço 
 
 
 
• Toda matéria é formada por átomos indivisíveis 
 
• Átomos de elementos diferentes são diferentes 
 
• Diferentes átomos ligam-se em proporções fixas 
para formar compostos 
• Conclusões de Dalton: 
 
 
– Toda matéria seria formada por partículas 
fundamentais: os átomos; 
 
– Os átomos são indestrutíveis e 
indivisíveis; 
 
– Um composto químico seria formado por 
uma combinação fixa de dois ou mais 
tipos de átomos diferentes; 
 
– Os átomos de um mesmo elemento são 
idênticos, e os átomos de elementos 
diferentes têm propriedades diferentes 
 
– As transformações dos elementos são 
causadas por junção, separação ou 
rearranjo de átomos. 
Importante! 
• Vemos que na teoria atômica de Dalton, os átomos 
podem ser iguais ou diferentes entre si (átomos de 
ummesmo elemento são iguais, e átomos de 
elementos diferentes são diferentes), mas TODOS OS 
ÁTOMOS SÃO AINDA ENTENDIDOS COMO 
PARTÍCULAS SÓLIDAS, SEM CARGA ELÉTRICA, E 
INDIVISÍVEIS. 
 
Joseph J. Thomson (sec. XIX) – Teoria 
do “pudim de passas” 
 
• O átomo seria uma esfera com carga elétrica 
positiva, incrustada de elétrons, com carga 
elétrica negativa. 
 
 
Thonsom e o tubo de raios catódicos 
• Thonsom percebeu que os elétrons em 
movimento dentro de um tubo contendo gás 
a pressão negativa entre dois polos de tensão 
oposta, eram desviados quando se 
aproximava do tubo uma placa com carga 
positiva (atraía os elétrons) 
Conclusões do modelo atômico de J.J. 
Thomsom 
• Toda matéria, qualquer que 
seja, é constituída por 
partículas do mesmo tipo, 
partículas essas que são muito 
menores do que os átomos. 
 
• Descoberta das partículas com 
cargas negativas, os elétrons 
Ernest Rutherford 
(Os espaços vazios do átomo) 
 
• Bombardeando uma folha de ouro com 
partículas alfa, viu que essas a atravessavam. 
Concluiu então que existiam mais espaços 
vazios do que espaços preenchidos no átomo. 
Conclusões do modelo atômico de 
Rutherford 
• O átomo é constituído por um pequeno 
núcleo positivo, responsável pela maior 
parte da massa do átomo; 
 
• Os elétrons, que têm carga negativa, se 
localizam em torno desse núcleo, na 
região chamada “eletrosfera”, que tem um 
tamanho muito superior ao tamanho do 
núcleo; 
 
• Por isso a maior parte do átomo é 
composta por espaços vazios. 
Niels Bohr, e as órbitas giratórias 
• Propôs que os elétrons giram em torno do núcleo em 
órbitas específicas sem perder energia (modelo 
atômico de Rutherford-Bohr) 
Heisemberg / Schroedinger (onde está o 
elétron?) 
• Heisemberg – Princípio da incerteza. 
– Não é possível medir a localização de uma partícula sem alterar a sua 
trajetória, e portanto a sua real localização 
 
• Schroedinger – Princípio do orbital. 
– Região em torno do núcleo onde é maior a probabilidade de se 
encontrar o elétron 
 
 
 
Uma nova concepção do átomo 
• Com os estudos mais recentes dos últimos duzentos 
anos (séc. XIX e XX), chegou-se a novas conclusões 
sobre o átomo e a matéria: 
 
– O átomo não é mais considerado como a menor porção da 
matéria; 
 
– Não é indivisível; 
 
– É constituído por partículas ainda menores: 
 
• Prótons (partículas do núcleo com carga positiva) 
• Neutrons (partículas do núcleo com carga neutra) 
• Elétrons (partículas da eletrosfera com carga negativa) 
 
 
Formato atômico moderno 
A natureza “energética” da matéria 
• A teoria atômica moderna mostra que há uma íntima 
correlação entre a matéria e a energia envolvidos nas 
partículas atômicas. 
 
• As medições de localização e comportamento das 
partículas são possíveis somente através das ondas 
eletromagnéticas que essas partículas emitem 
quando estão em movimento. Essas técnicas de 
medição são conhecidas como espectroscopia 
Números quânticos – o “endereço 
energético” de um elétron 
• Se o endereço de uma pessoa possui quatro informações 
(Estado, Cidade, Rua e Número), podemos dizer que o 
mesmo acontece com um elétron. Para localizá-lo dentro do 
átomo, precisamos saber o seu “endereço”, que chamamos 
de números quânticos, que informam a quantidade de 
energia desse elétron. 
 
• Os números quânticos são quatro: 
 
– Numero quântico principal (n) 
– Número quântico secundário (l) 
– Número quantico magnético (m) 
– Número quântico spin (s) 
 
• 
Número quântico principal (n) 
• Representa a distância do elétron ao núcleo do átomo 
• Quanto maior for a distância do elétron em relação 
ao núcleo, maior também será a energia desse 
elétron 
• Nos átomos conhecidos, podem ocorrer até 7 níveis 
(ou camadas) energéticas diferentes, onde o elétron 
pode ser encontrado. Essas “camadas” são 
representadas pelas letras “K, L, M, N, O, P e Q” ou 
pelos números 1, 2, 3, 4, 5, 6 e 7, respectivamente, do 
centro para a periferia do átomo. 
Representação das camadas energéticas (n) = nº 
quântico principal 
Número máximo de elétrons por 
camada 
Número quântico secundário (l) 
• Representa o nível secundário de energia 
entre os níveis ou camadas principais. (s , p, 
d, f) 
• Números representativos dos subníveis: 
• s - 0, p - 1, d – 2, f - 3 
 
 
 
 
 
Contagem do nº de elétrons por subníveis 
(s, p, d ou f) 
Número quântico magnético (m) 
• Descreve a orientação dos orbitais dos 
subníveis no espaço 
 
Formatos dos orbitais s e p 
Número quântico spin (s) 
• Representa a rotação do elétron no seu 
próprio eixo. Pode ser +1/2 (seta para cima) ou -1/2 
(seta para baixo). 
 
 
Distribuição dos elétrons pelos 
subníveis de energia 
 
• Sabendo-se que um átomo de ferro (Fe) 
possui 26 elétrons na sua eletrosfera, a 
distribuição desses elétrons pelos diferentes 
níveis e sub níveis de energia ficaria: 
Questões propostas 
• 1) Considerando a evolução da teoria atômica ao longo da história, relacione 
cada nome a uma característica da sua descoberta: 
– Filósofos gregos: 
– Dalton: 
– Thonsom: 
– Rutherford: 
– Bohr: 
– Heisemberg / Schroedinger: 
 
2) Cite quais são as partículas elementares do átomo, tal como é concebido 
hoje, e as características de massa e carga, umas em relação às outras. 
 
3) Defina os quatro números quânticos do elétron no átomo 
 
4) O que representam os orbitais dos elétrons nos átomos? 
 
5) Utilizando o diagrama de Linus Pauling, faça a distribuição eletrônica para os 
seguintes átomos no estado fundamental: Li, B, O, K, Ca e Cl.