Nivelamento em Química 1

Prévia do material em texto

Rodovia BR 470, km 71, n° 1.040, Bairro Benedito
Caixa postal n° 191 - CEP: 89.130-000. lndaial-SC
Fone: (0xx47) 3281-9000/3281-9090
Home-page: www.uniasselvi.com.br
Curso de Nivelamento de Química
Centro Universitário Leonardo da Vinci
Organização:
Professora: Msc. Renata J. Ferraz Bianco
Reitor da UNIASSELVI
Prof. Herminio Kloch
Pró-Reitora de Ensino de Graduação a Distância
Prof ª. Francieli Stano Torres
Pró-Reitor Operacional de Ensino de Graduação a Distância
Prof. Hermínio Kloch
Diagramação e Capa
Davi Schaefer Pasold
Revisão:
José Roberto Rodrigues
Todos os direitos reservados à Editora Grupo UNIASSELVI - Uma empresa do Grupo UNIASSELVI
Fone/Fax: (47) 3281-9000/ 3281-9090
Copyright © Editora GRUPO UNIASSELVI 2011.
Proibida a reprodução total ou parcial da obra de acordo com a Lei 9.610/98.
A PRESENTAÇÃO
 Olá, caro acadêmico, seja bem-vindo ao Curso 
de Nivelamento de Química.
 Este é o momento de rever os conteúdos de 
química do Ensino Médio de maneira flexível e de fácil 
compreensão.
 Com o curso de nivelamento ficará muito mais 
simples definir, entender e identificar a química em seu 
dia a dia e associar a teoria com a prática.
Objetivos do Curso
• Revisar os conteúdos de química do Ensino Médio;
• Adquirir conceitos teóricos e práticos dos conteúdos de 
química;
• Facilitar o entendimento da disciplina de Química 
durante o curso superior;
• Manusear de forma completa a tabela periódica;
• Associar a química com o cotidiano.
Conteúdos Programáticos do Curso
Etapa 2
• Estrutura Atômica e Tabela Periódica: Identificar os 
modelos atômicos, definir elemento químico e suas 
propriedades, definir íons e suas propriedades, realizar 
uma configuração eletrônica, identificar um orbital 
atômico, rever as propriedades Periódicas.
Etapa 3
• Ligações Químicas: Realizar e diferenciar ligações 
iônicas, ligações covalentes e ligações metálicas.
Etapa 4
• Funções Inorgânicas: Rever as definições, 
classificações e nomenclatura dos Ácidos, Bases, 
Sais e Óxidos.
Etapa 5
• Introdução à Química Orgânica: Relembrar as 
características químicas do elemento Carbono e suas 
propriedades, rever os Hidrocarbonetos e as Funções 
Orgânicas.
 Caro estudante, no final de cada unidade você 
encontrará as autoatividades que o ajudarão a fixar os 
conteúdos estudados. 
 Bons estudos!
5
Química
Copyright © Editora GRUPO UNIASSELVI 2011. Todos os direitos reservados.
 Caro acadêmico, você sabe defi nir a química?
 A Química é defi nida como a ciência que estuda a 
composição da matéria, suas interações e transformações. 
Quando falamos em composição química, nos referimos aos 
elementos químicos que estão presentes.
 Tudo que possui massa, volume e ocupa lugar no 
espaço é defi nido como: Matéria. Toda matéria é formada por 
átomos.
Átomo = menor partícula que constitui a matéria.
 Então, conhecendo a constituição da matéria, 
identifi camos quais os átomos que a formam, ou seja, quais 
os elementos químicos que estão presentes.
Exemplo: O ar atmosférico é composto principalmente 
por oxigênio (O2) e nitrogênio (N2). A poluição atmosférica é 
composta por gases como: CO, CO2, SO2, NO e NO2.
ESTRUTURA ATÔMICA
6
Curso de Nivelamento
Copyright © Editora GRUPO UNIASSELVI 2011. Todos os direitos reservados.
MODELOS ATÔMICOS
 Modelo é uma representação da realidade.
 Modelo atômico é uma representação que procura 
explicar, sob o ponto de vista científi co, fenômenos 
relacionados à estrutura da matéria e às formas como ela se 
expressa (DALTAMIR MAIA, 2007). Um modelo atômico tem 
como objetivo explicar a estrutura microscópica da matéria.
MODELO ATÔMICO DE DALTON
 O cientista inglês John Dalton (1766-1844) propôs, 
em 1803, o seguinte modelo para descrição da matéria 
(DALTAMIR MAIA, 2007):
• A matéria é formada por átomos, esferas maciças, indivisíveis 
e indestrutíveis. Este modelo fi cou conhecido como:
FONTE: Disponível em: <http://www.grupoescolar.com/
img-conteudo/modelo_atomico2.GIF>. Acesso 
em: 18 maio 2011.
FIGURA 1 - BOLA DE BILHAR
7
Química
Copyright © Editora GRUPO UNIASSELVI 2011. Todos os direitos reservados.
MODELO ATÔMICO DE THOMSON
 J. Thomson, em 1898, baseado nas evidências de 
que os átomos eram formados por pequenas partículas 
carregadas negativamente (elétrons -) e positivamente 
(prótons +), propôs que os átomos deveriam ser formados 
por uma esfera positiva, incrustada de elétrons, de modo que 
a carga total fosse nula (DALTAMIR MAIA, 2007).
 Este modelo fi cou conhecido como:
FONTE: Disponível em: <http://3.bp.blogspot.com/_
XUG2SkvNzrE/S9bfYk4c2EI/AAAAAAAAAZI/
D7Y74Mfv-Lw/s1600/20070924klpcnafyq_29_Ges_
SCO.png>. Acesso em: 18 maio 2011.
MODELO ATÔMICO DE RUTHERFORD
 Rutherford (1871-1937) propôs que o átomo seria 
esférico, tendo, no centro, um núcleo positivo que continha 
a massa do átomo. A região fora do núcleo, chamada de 
eletrosfera, deveria ser ocupada pelos elétrons de carga 
FIGURA 2 - PUDIM DE PASSAS
8
Curso de Nivelamento
Copyright © Editora GRUPO UNIASSELVI 2011. Todos os direitos reservados.
negativa, orbitando ao redor do núcleo. (DALTAMIR MAIA, 
2007).
Este modelo lembrava um sistema solar, planetário.
FONTE: Disponível em: <http://www.racionalismocristao.org/
gazeta/diversos/fi g-3-atomo.gif>. Acesso em: 18 
maio 2011.
MODELO ATÔMICO DE BOHR – TEORIA ATÔMICA ATUAL
 Niels Bohr (1885-1962) desenvolveu um modelo 
atômico partindo dos seguintes postulados (DALTAMIR MAIA, 
2007):
• Os elétrons movem-se em órbitas circulares em torno do 
núcleo do átomo;
• O núcleo é positivo e as órbitas são regiões específi cas 
disponíveis para acomodar os elétrons de carga negativa, as 
chamadas camadas eletrônicas ou níveis de energia.
FIGURA 3 - ÁTOMO
9
Química
Copyright © Editora GRUPO UNIASSELVI 2011. Todos os direitos reservados.
• Cada camada eletrônica ou nível de energia foi representado 
por uma letra: K, L, M, N, O, P e Q, respectivamente, recebendo 
um número quântico principal (n) de 1 a 7.
FONTE: Disponível em: <http://www.portalsaofrancisco.com.br/
alfa/modelos-atomicos/imagens/modelos-atomicos-7.
jpg>. Acesso em: 18 maio 2011.
ELEMENTO QUÍMICO
 Caro acadêmico, o que é um elemento químico?
 Elemento químico é defi nido como o conjunto de 
átomos iguais, ou seja, que apresentam o mesmo número 
atômico (Z).
 Todo elemento químico é representado por um 
símbolo, onde, segundo a IUPAC (UNIÃO INTERNACIONAL 
DE QUÍMICA PURA E APLICADA), a primeira letra deve ser 
maiúscula e a segunda letra, se houver, deve ser minúscula.
FIGURA 4 - CAMADAS ELETRÔNICAS
10
Curso de Nivelamento
Copyright © Editora GRUPO UNIASSELVI 2011. Todos os direitos reservados.
Exemplo: Na, Li, Po, C, H, O, etc.
 A nomenclatura dos elementos químicos se origina do 
latim.
Exemplo: Plumbum = Chumbo (Pb).
• PARTÍCULAS FUNDAMENTAIS DA MATÉRIA
 Lembrando: Toda matéria é formada por átomos, ou 
seja, por elementos químicos. Cada elemento químico possui 
partículas fundamentais.
São elas:
 • PRÓTONS (p) – CARGA POSITIVA +
 • ELÉTRONS (é) – CARGA NEGATIVA –
 • NÊUTRONS (n) – CARGA NEUTRA – NULA.
Regra: Para elemento químico Z = p = é
Ou seja, número atômico é igual ao número de prótons e 
elétrons.
 Cada elemento possui o seu número atômico (Z), 
a sua massa atômica (A) e o seu número de nêutrons (n). 
Para verifi car estas informações basta consultar uma tabela 
periódica, porém o número de nêutrons deve ser calculado:
11
Química
Copyright © Editora GRUPO UNIASSELVI 2011. Todos os direitos reservados.
n = A – Z
Onde: n = número de nêutrons
 A = número de massa atômica
 Z = número atômico
Exemplo: 13 Al 27 n = A – Z ------ n = 27 – 13 ------ n = 14
Logo: A = Z+ n
OBS: A massa atômica sempreserá maior que o número 
atômico.
CONFIGURAÇÃO ELETRÔNICA
 Linus Pauling criou um diagrama para que possamos 
distribuir os elétrons de um átomo em ordem crescente de 
energia em níveis e subníveis de energia. Para realizar uma 
distribuição eletrônica deve-se usar o número atômico (Z) do 
átomo e respeitar a ordem do diagrama de Linus Pauling. Para 
isso basta seguir as setas de cima para baixo na diagonal. A 
soma dos elétrons dos subníveis deve ser igual ao valor do 
número atômico do átomo.
Subníveis de energia: são quatro - s, p, d e f
 Cada subnível de energia comporta um número 
máximo de elétrons e um número quântico secundário (l).
12
Curso de Nivelamento
Copyright © Editora GRUPO UNIASSELVI 2011. Todos os direitos reservados.
Subníveis s p d f
N° Max. de 
elétrons 2 elétrons 6 elétrons 10 elétrons 14 elétrons
N° quântico 
secundário 0 1 2 3
QUADRO 1 - SUBNÍVEIS DE ENERGIA
FONTE: A autora
FIGURA 5 - DIAGRAMA DE LINUS PAULING:
FONTE: Disponível em: <http://4.bp.blogspot.com/_e_eEXaurGF4/
Sj6vF9gcWaI/AAAAAAAAAAU/YCBXvrbisDc/s400/
diagrama+Linus+Pauling.JPG>. Acesso em: 18 maio 2011.
 Camada de Valência (C.V): é a camada que apresenta 
o maior número quântico principal, é a mais energética, mas 
afastada do número, logo, é a última camada.
 O número quântico principal é o valor numérico que 
está antes do subnível e indica a camada eletrônica ou nível 
de energia (K, M, N, O, P e Q).
13
Química
Copyright © Editora GRUPO UNIASSELVI 2011. Todos os direitos reservados.
Exemplo: 1s2 → 1 = número quântico principal = camada ou 
nível K s = subnível
Exemplo: Fe26 – 1s
2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6
 Verifi que que a soma dos elétrons dos subníveis de 
energia deu o valor do número atômico, 26.
 Nesta distribuição eletrônica a camada de valência é 
4s2, pois 4 é o maior número quântico principal e indica a 4ª 
camada eletrônica, que é a camada N.
ORBITAIS ATÔMICOS
 Orbital atômico é o local mais provável de se encontrar 
os elétrons de um átomo. O orbital atômico é representado 
por um “quadradinho”.
 Cada subnível de energia possui um número de 
orbital, que será sempre a metade do número de elétrons 
que o subnível comporta. Cada orbital possui um número 
quântico magnético ou azimutal (ml), que se encontra abaixo 
do mesmo.
Vide o quadro:
14
Curso de Nivelamento
Copyright © Editora GRUPO UNIASSELVI 2011. Todos os direitos reservados.
FONTE: Disponível em: <https://lh6.googleusercontent.com/-
zFGELwP2hMs/TYZvd8TMuEI/AAAAAAAAACs/
ekZG3ajJEN4/s1600/orbtais.jpg>. Acesso em: 18 maio 2011.
QUADRO 2 - NÚMERO DE ORBITAL
FONTE: Disponível em: <http://t0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9G
cRMDaskZbNJEtDCM4ka1bQssPT6ENzRVB32I5LWXAGps
Sssxxp2&t=1>. Acesso em: 18 maio 2011.
FIGURA 6 - SUBNÍVEIS E ORBITAIS
15
Química
Copyright © Editora GRUPO UNIASSELVI 2011. Todos os direitos reservados.
 Cada orbital comporta no máximo dois elétrons. Os 
elétrons são representados por Spins (vide fi gura acima).
Número quântico de spin (ms): para cima ↑ = +1/2
Spin para baixo ↓ = -1/2
Regra de Hund: Os orbitais devem ser preenchidos 
primeiramente com todos os spins para cima e depois se 
necessário para baixo.
Exemplo: 
FONTE: Disponível em: <http://t0.gstatic.com/images?q=tb
n:ANd9GcQKLGUEbwKMO5ZTcIHcH2saDEIhMs
hVG11K91tDrelr4qtXYIfwiA&t=1>. Acesso em: 18 
maio 2011.
FIGURA 7 - REGRA DE HUND
Caro acadêmico, os orbitais completos com dois 
elétrons são chamados de emparelhados, com um 
elétron desemparelhado e, sem elétron, vazio.
16
Curso de Nivelamento
Copyright © Editora GRUPO UNIASSELVI 2011. Todos os direitos reservados.
 Para se defi nir os quatro números quânticos deve-se 
utilizar o subnível mais energético da distribuição eletrônica. 
São eles: número quântico principal (n), número quântico 
secundário (l), número quântico magnético ou azimutal (ml) e 
número quântico de spin (ms).
Exemplo:
FONTE: Disponível em: <http://pessoal.educacional.com.br/up/50280001/4524765/
EstruturaAtomica(1).ppt>. Acesso em: 18 maio 2011.
TABELA PERIÓDICA
 Caro acadêmico, você conhece todas as informações 
que a tabela periódica oferece sobre os elementos químicos?
 A tabela periódica é o local onde atualmente 118 
elementos químicos estão organizados em ordem crescente 
de seus números atômicos (Z).
 Ela possui 18 famílias, que são as linhas verticais da 
tabela, que são divididas em dois grupos: o grupo A, que 
são as colunas verticais mais altas, e o grupo B, que são as 
colunas verticais mais baixas e centrais.
QUADRO 3 - NÚMEROS QUÂNTICOS
17
Química
Copyright © Editora GRUPO UNIASSELVI 2011. Todos os direitos reservados.
FONTE: Disponível em: <http://www.google.com.br/url?sa=t&source=web&cd=2&ved=0C
CQQFjAB&url=http%3A%2F%2Fwww.maristas.org.br%2Fcolegios%2Fassunca
o%2Fpags%2Fsite_colegio%2Fespaco%2F2008_quimica%2Ftabela_periodica.
ppt&ei=aLDSTfqmCePd0QH_pdHSCw&usg=AFQjCNFDilztf5wCcqrtTvrDyqCldJ
rgyg&sig2=UdO-66J6m5gtObU9dTvyxQ>. Acesso em: 18 maio 2011.
 A tabela periódica possui sete períodos, que são as linhas 
horizontais, numerados de 1 a 7, que representam as sete camadas 
ou níveis eletrônicos: K, L, M, N, O, P e Q, respectivamente.
 Lembre-se de que as séries dos lantanídeos e actinídeos 
pertencem ao sexto e sétimo período, respectivamente.
 As famílias do grupo A são chamadas de elementos 
representativos, do grupo B são chamadas metais de transição e 
as séries dos lantanídeos e actinídeos são chamadas de metais 
de transição interna.
FIGURA 8 - TABELA PERIÓDICA
18
Curso de Nivelamento
Copyright © Editora GRUPO UNIASSELVI 2011. Todos os direitos reservados.
Confi ra na fi gura abaixo:
FONTE: Disponível em: <http://www.google.com.br/url?sa=t&source=web&cd=2&ved
=0CCQQFjAB&url=http%3A%2F%2Fwww.maristas.org.br%2Fcolegios%2Fa
ssuncao%2Fpags%2Fsite_colegio%2Fespaco%2F2008_quimica%2Ftabela_
periodica.ppt&ei=aLDSTfqmCePd0QH_pdHSCw&usg=AFQjCNFDilztf5wCcq
rtTvrDyqCldJrgyg&sig2=UdO-66J6m5gtObU9dTvyxQ>. Acesso em: 18 maio 
2011.
 Quando você realizou as distribuições eletrônicas, defi niu-
se como camada de valência o maior número quântico principal, e 
agora você pode utilizá-lo também para defi nir o período em que 
o elemento se encontra na tabela periódica.
 Exemplo: Camada de valência do K (potássio) = 4s1, o 4 
indica que o potássio está no quarto período da tabela, ou seja, na 
quarta linha horizontal.
FIGURA 9 - ELEMENTOS DA TABELA PERIÓDICA
19
Química
Copyright © Editora GRUPO UNIASSELVI 2011. Todos os direitos reservados.
Caro acadêmico, lembre-se de que a tabela periódica é 
uma ferramenta de apoio para as aulas de Química, por 
isso não se preocupe em decorá-la, basta saber usá-la.
FONTE: Disponível em: <http://www.guiadacarreira.com.br/wp-content/uploads/tabela-
periodica-completa.png>. Acesso em: 18 maio 2011.
 Verifi que na tabela abaixo!
FIGURA 10 - TABELA PERIÓDICA DOS ELEMENTOS DO UNIVERSO CONHECIDO
20
Curso de Nivelamento
Copyright © Editora GRUPO UNIASSELVI 2011. Todos os direitos reservados.
Caro acadêmico, verifi que na legenda de sua tabela 
onde estão estas informações.
Exemplo:
Dica: A massa atômica apresenta valor maior que o número 
atômico!
FONTE: Disponível em: <http://2.bp.blogspot.com/_mXA70QAvrTg/
TFsWAWNn6xI/AAAAAAAAAAc/uEBGRvzQvdM/s1600/legenda.
jpg>. Acesso em: 18 maio 2011.
FIGURA 11 - INFORMAÇÕES DO ELEMENTO QUÍMICO
Observe também a tabela de íons, que se encontra atrás da 
tabela.
Exemplo:
21
Química
Copyright © Editora GRUPO UNIASSELVI 2011. Todos os direitos reservados.
FONTE: Disponível em: <http://leonnjr.fi les.wordpress.com/2010/09/ions-cations-e-
anions-tabela-do-objetivo.gif>. Acesso em: 18 maio 2011.
Aproveite para verificar na tabela de íons, acima, as espécies 
químicas que apresentam nox (carga) positiva, que são oscátions 
que doam elétrons, e os com nox (carga) negativa, que são os 
ânions e ganham elétrons.
FIGURA 12 - TABELA DE ÍONS
 Agora é com você, caro acadêmico!
 Após toda esta revisão, coloque seus conhecimentos 
em prática nos exercícios de fi xação A seguir.
22
Curso de Nivelamento
Copyright © Editora GRUPO UNIASSELVI 2011. Todos os direitos reservados.
1) Átomo é a menor partícula que constitui a matéria. Vários 
modelos atômicos foram desenvolvidos com o intuito de 
representar um átomo. Um dos modelos que pertence à teoria 
atômica atual apresenta um núcleo positivo e ao seu redor 
giram os elétrons em sete camadas eletrônicas ou níveis de 
energia. Quem foi o criador deste modelo?
a) ( ) John Dalton.
b) ( ) Rutherford.
c) ( ) J.J Thomson.
d) ( ) Niels Bohr.
2) Realize a confi guração eletrônica do enxofre e indique o 
número de elétrons na camada de valência.
a) ( ) 1 s2, 2s2, 2p6, 3s2 = 2 elétrons.
b) ( ) 1 s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p4 = 6 elétrons.
c) ( ) 1 s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p5 = 7 elétrons.
d) ( ) 1 s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p1 = 3 elétrons.
3) Sabendo que um elemento químico apresenta massa 
atômica igual a 16 e número atômico igual a 8, apresente o 
símbolo deste elemento e seu número de nêutrons.
a) ( ) Símbolo = O (oxigênio) / nêutrons → n = A – Z → n = 
16 – 8 = 8.
b) ( ) Símbolo = Na (sódio) / nêutrons → n = A – Z → n = 23 
A UTOATIVIDADES
23
Química
Copyright © Editora GRUPO UNIASSELVI 2011. Todos os direitos reservados.
– 11 = 12.
c) ( ) Símbolo = Ca (cálcio) / nêutrons → n = A – Z → n = 40 
– 20 = 20.
d) ( ) Símbolo = S (enxofre) / nêutrons → n = A – Z → n = 32 
– 16 = 16.
4) Qual o elemento químico que ocupa o quinto período na 
família dos metais alcalinos terrosos da tabela periódica?
a) ( ) O Chumbo (Pb).
b) ( ) O Manganês (Mn).
c) ( ) O Flúor (F).
d) ( ) O Estrôncio (Sr).
24
Curso de Nivelamento
Copyright © Editora GRUPO UNIASSELVI 2011. Todos os direitos reservados.
MAIA, Daltamir Justino; BIANCHI, J. C. de A. Química 
Geral: fundamento. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2007.
USBERCO, J; SALVADOR, E. Química. 5. ed. São Paulo: 
Saraiva. 2006. Volume Único.
R EFERÊNCIAS
26
Curso de Nivelamento
Copyright © Editora GRUPO UNIASSELVI 2011. Todos os direitos reservados.
1) Átomo é a menor partícula que constitui a matéria. Vários modelos atômicos 
foram desenvolvidos com o intuito de representar um átomo. Um dos modelos 
que pertence à teoria atômica atual apresenta um núcleo positivo e ao seu redor 
giram os elétrons em sete camadas eletrônicas ou níveis de energia. Quem foi o 
criador deste modelo?
a) ( ) John Dalton.
b) ( ) Rutherford.
c) ( ) J.J Thomson.
d) ( x ) Niels Bohr.
2) Realize a confi guração eletrônica do enxofre e indique o número de elétrons na 
camada de valência.
a) ( ) 1 s2, 2s2, 2p6, 3s2 = 2 elétrons. 
b) ( x ) 1 s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p4 = 6 elétrons.
c) ( ) 1 s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p5 = 7 elétrons.
d) ( ) 1 s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p1 = 3 elétrons.
3) Sabendo que um elemento químico apresenta massa atômica igual a 16 e 
número atômico igual a 8, apresente o símbolo deste elemento e seu número de 
nêutrons.
a) ( x ) Símbolo = O (oxigênio) / nêutrons → n = A – Z → n = 16 – 8 = 8.
b) ( ) Símbolo = Na (sódio) / nêutrons → n = A – Z → n = 23 – 11 = 12.
c) ( ) Símbolo = Ca (cálcio) / nêutrons → n = A – Z → n = 40 – 20 = 20.
d) ( ) Símbolo = S (enxofre) / nêutrons → n = A – Z → n = 32 – 16 = 16.
4) Qual o elemento químico que ocupa o quinto período na família dos metais 
alcalinos terrosos da tabela periódica?
a) ( ) O Chumbo (Pb).
b) ( ) O Manganês (Mn).
c) ( ) O Flúor (F).
d) ( x ) O Estrôncio (Sr).
G ABARITO