Aula_QUI016_part1

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Química Geral
Ementa:
• Estrutura atômica;
•Estequiometria;•Estequiometria;
•Reações químicas;ç q ;
•Fundamentos de ligação química;
•Gases;
•Líquidos e soluções;
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•Noções: cinética, equilíbrio, termodinâmica e eletroquímica.
Teoria Atômica
• Evolução do modelo atômico;
•Dalton;
•Thomson;;
•Alguns experimentos que auxiliaram na evolução;
•Rutherford;
•Radiação eletromagnética;
•Espectros atômicos;
Ni l B h•Niels Borh;
•Teoria Quântica (átomo moderno)...
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Teoria Atômica
Primeiras considerações sobre átomos
Filósofos gregos:
•Buscavam explicações para o fatos observados (natureza da matéria);•Buscavam explicações para o fatos observados (natureza da matéria);
Entre 460 e 370 a.C. (Demócrito)( )
•A matéria era constituída por partículas indivisíveis;
Á•Sem divisão em grego: Átomo.
Entre 384 e 322 a C (Platão e Aristóteles)Entre 384 e 322 a.C. (Platão e Aristóteles)
•Não poderia haver partículas indivisíveis;p p ;
•Modelo persistiu por vários séculos.
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Teoria Atômica
Primeiras considerações sobre átomos
Séculos XVII e XVIII:
•Grande número de observações surgiram baseada em fenômenos;•Grande número de observações surgiram baseada em fenômenos;
•Avanço no conhecimento de química e na quantidade de 
informação.ç
•Consequentemente mais dúvidas surgiram.
•Exemplos: capacidade do H2SO4 dissolver alguns metais (Zn e Fe).
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Teoria Atômica
d õ b áPrimeiras considerações sobre átomos
Séculos XVIII:
•Antoine Lavoisier propõe a Lei da conservação das massas.
•Reações em sistemas fechados...eações e s ste as ec ados
•Louis Proust propõe a Lei das proporções fixas, composição definida.
•Reagentes e produtos obedecem a uma proporção constante.
•Gay Lussac propõe a Lei das combinações volumétricas•Gay‐Lussac propõe a Lei das combinações volumétricas.
•Gases que participam de uma reação tem uma relação de números 
inteiros.
Embora as leis tenham sido propostas, essas não eram capazes de
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explicar por que massas eram conservadas durante a transformação e
por que certos tipos de matéria pareciam ter a mesma composição.
Teoria Atômica
M d l d D l (1803 1807)Modelo de Dalton  (1803 – 1807)
John Dalton
(1766 ‐1844 )
•Com base nas Leis da conservação de massa e da composição definida:
•Dalton propôs sua Teoria Atômica:
•Ressurgiu com o conceito de átomo baseado em evidências•Ressurgiu com o conceito de átomo baseado em evidências 
experimentais.
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Teoria Atômica
•Postulados de Dalton:
Postulado: admite como princípio de um sistema dedutível...
1 Cada elemento é composto por partes extremamente pequenas:1. Cada elemento é composto por partes extremamente pequenas: 
átomos.
2. Átomos de um dado elemento são idênticos.
3. Os átomos de um elemento não se convertem em diferentes tipos 
átomos por meio de reações. Átomos não são criados nem 
destruídosdestruídos.
4. As transformações químicas ocorrem com a combinação, separação ç q ç , p ç
ou rearranjo de átomos.
5. Compostos químicos são formados de átomos de dois ou mais  
elementos em uma razão fixa. 7
Teoria Atômica
d l d l ( )Modelo de Dalton  (1803 – 1807)
“ Os átomos são permanentes e indivisíveis, eles não podem ser criados 
d íd ” “ d á d d d lnem destruídos.”  e  “Todos os átomos de um dado elemento são 
idênticos “
“As transformações químicas consistem em combinações ou rearranjoAs transformações químicas consistem em combinações ou rearranjo 
de átomos” e “Compostos químicos são formados de átomos de dois ou 
mais elementos em uma razão fixa”mais  elementos em uma razão fixa  
Explicou:
A C ã d õ í i
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A Conservação das massas nas reações químicas
A Lei das composições definidas.
Teoria Atômica
Experimentos de outros cientistas
Meados do séculos XVII:
•Descarga elétrica em tubo evacuados•Descarga elétrica em tubo evacuados.
F d F f tFenda Fundo FosforecenteFenda
(‐) (+)
Catodo Ânodo
Raios
( ) (+)
Raios
Catódicos
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Teoria Atômica
Experimentos posteriores (Thomson)
Di ã d d fl ã d i lé i é i f i•Direção da deflexão do raio em um campo elétrico ou magnético, e foi 
capaz de provar que o raio consistia em partículas carregadas 
negativamentenegativamente.
•As partículas oriundas do catodo sempre tinha mesmo 
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comportamento, independente do material. (Logo, estas partículas 
estão presentes em toda a matéria, os elétrons).
Teoria Atômica
Experimentos Posteriores: Thomson (1897)
A id d d d i d i ódi d d d•A quantidade de desvio dos raios catódicos depende dos campos
magnético e elétrico aplicados.
•Por sua vez, a quantidade do desvio também depende da proporção
carga‐massa do elétron
•Ainda em 1897, determinou que a proporção carga/massa de um
elétron : 1,76 ×108C/g
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Teoria Atômica
Experimentos posteriores (Goldstein)
•Tubo de Crookes modificado possuía uma fenda obtenção de um novoTubo de Crookes modificado, possuía uma fenda, obtenção de um novo 
tipo de raio (raio canal).
•Deflexão na presença de campo elétrico ou magnético, provou a 
presença de partículas positivas.
•Diferente dos elétrons no raio catódico, as partículas não são todas 
semelhantes mesmo com gás puro no tubo Com cargas diferentes esemelhantes, mesmo com gás puro no tubo. Com cargas diferentes e 
múltiplas de +1,6 x 10‐19 C.
•A massa dessas partículas são muito maiores do que aquelas
observadas para os elétrons.
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Teoria Atômica
M d l d Th (1898)Modelo de Thomson  (1898)
J J ThomsonJ. J. Thomson
(1856 ‐ 1940)
Nobel: 1907 
•Evidencias de que o átomo era formado por partícula ainda menores. 
•Cientistas evidenciaram que o átomo consistia em carga positiva e 
alguns elétrons Logo como essas se uniam?alguns elétrons. Logo como essas se uniam?
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Teoria Atômica
Modelo de Thomson  (1898)
•Thomson propôs que o átomo consistia de uma esfera positiva, onde 
elétrons estariam incrustados.
•Modelo chamado de “pudim de ameixas”.
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Teoria Atômica
Experimentos Posteriores: Millikan (1909)
Experimento da gota de óleo: Demonstração de quep g ç q
a eletricidade é composta por partículas.
Todas as cargas elétricas são múltiplos de uma
unidade elementar definida, cujo valor é igual a 1,60
Robert A. 
Millikan
x 10ˉ¹9 C. (1868 – 1953)
Nobel: 1923
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Teoria Atômica
Experimentos Posteriores: Millikan (1909)
l f 19Unidade elementar definida, qe = 1,60 x 10‐19 C.
Relação carga/massa de um elétron : 1,76 x 108 C/g (Thomson)
Assim a massa do elétron, me = 9,1 x 10‐31 kg
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Teoria Atômica
Experimentos Posteriores: Radioatividade
•Natureza da radioatividade: Estudos para isolar os componentes dap p
radioatividade. (Marie e Pierre Curie).
•Natureza da Radioatividade (Rutherford): identificou três tipos de
radiação (alfa, beta e gama). As quais diferente entre si, devido sua
interação com o campo elétrico.
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Teoria Atômica
Experimentos de Rutherford (1911)
Ernest 
R th f dRutherford
(1871 ‐ 1937) 
Nobel : 1908.
•Partículas  β: Desvio no sentido  da placa positiva (similar aos raios 
catódicos) Radiação com carga negativa e massa baixa (ELÉTRONS)catódicos). Radiação com carga negativa e massa baixa (ELÉTRONS).
•Radiação γ: Sem desvio Partículas neutras (NEUTRÔNS)Radiação γ: Sem desvio. Partículas neutras (NEUTRÔNS). 
•Radiação α: Desvio no sentido da placa negativa. Radiação com carga 
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ç p g ç g
positiva e de massa alta (PRÓTONS).
Teoria Atômica
•Com a evolução dos experimentos, os cientistas começaram a se
preocupar não somente com os “componentes” do átomo, mas
também como essas partículas se uniamtambém como essas partículas se uniam.
Th ti h ôThomson: tinha propôs:
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Teoria Atômica
•Rutherford e outros cientistas, questionando o modelo de Thomson,
realizaram experimentos para verificar o ânguloem que as partículas
alfa se dispersavam através de uma folha de ouroalfa se dispersavam através de uma folha de ouro.
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Teoria Atômica
f ( )Modelo de Rutherford (1911)
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Teoria Atômica
M d l d R h f d•Modelo de Rutherford:
1 Átomo constituído de um núcleo1. Átomo constituído de um núcleo
2.A carga positiva está localizada no núcleo.
3.O núcleo carrega quase toda a massa do átomo.
4. A carga negativa difusa em torno do núcleo.
5.Grande parte do volume do átomo é atribuído aos elétrons.
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Teoria Atômica
Rutherford, 1919,
Definição de entidade de carga positiva: próton
Determinação de massa do próton: m 1 673 x 10 ‐27 kgDeterminação de massa do próton: m= 1,673 x 10 ‐27 kg
Então, assim como o elétron, o próton é uma partícula, , p p
Chadwick, 1932
Definição de entidade de carga neutra: nêutron
Determinação de massa do nêutron: m= 1,675 x 10 ‐27 kgç , g
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Teoria Atômica
ôEvolução do modelo Atômico
Unidade de carga: −1 602 x 10 ‐19  CUnidade de carga:  1,602 x 10  C, 
Convenção qe = ‐1
qp = +1
qn = 0 
Massa do 1H é 1,6735 x 10‐24 g., g
Assim: 1H = 1u
1 u = 1,66054 x 10‐24 g
1 g = 6,02214 x 1023 u
Partícula Símbolo Carga/ C Massa/ Kg
Elétron e− −1,602 x 10 ‐19  9,109 x 10 ‐31 
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Próton p +1,602 x 10 ‐19  1,673 x 10 ‐27 
Nêutron n 0 1,673 x 10 ‐27 
Teoria Atômica
ôEvolução do modelo Atômico
• Definições de Número atômico (Z) número de prótons no núcleo• Definições de Número atômico (Z) = número de prótons no núcleo.
• Definições de Número de massa (A) = número total de partículas noDefinições de Número de massa (A) número total de partículas no
núcleo (prótons + nêutrons).
Convenção A 16Convenção: YAZ O
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Teoria Atômica
ôEvolução do modelo Atômico
• Todos os átomos de um dado elemento têm o mesmo número• Todos os átomos de um dado elemento têm o mesmo número
atômico, por terem o mesmo número de prótons...
• Porém, átomos de um dado elemento pode ter diferentes números
de massa... Devido aos diferentes números de nêutrons. (ISÓTOPOS).
Elemento Símbolo Número
atômico (Z)
Número de 
Massa (A)
Abundânica
atômico (Z) Massa (A)
Hidrogênio 1H 1 1 99,985%
Deutério 2H ou D 1 2 0 015%Deutério H ou D 1 2 0,015%
Trítio 3H ou T 1 3 < 0,015%
Carbono 12 12C 6 12 98,90
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,
Carbono 13 13C 6 13 1,10
Teoria Atômica
ôEvolução do modelo Atômico
• Números atômicos e de massas definidos;• Números atômicos e de massas definidos;
• Determinação das massas atômicas (médias) através das massas dosDeterminação das massas atômicas (médias) através das massas dos
isótopos que são expressas em u;
• Conhecida como peso atômico ou massa atômica.
• Número de massa massa atômica!!!• Número de massa massa atômica!!!
19K19K
39,0983
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Teoria Atômica
ô ( f )Resumindo o modelo Atômico (Rutherford)
• O átomo é formado por partículas menores (subatômicas):• O átomo é formado por partículas menores (subatômicas):
• Elétrons, prótons e nêutrons.
• Os prótons e os nêutrons constituem o centro, com grande massa e
raio pequeno (núcleo);
• Os elétrons encontram‐se na região fora do núcleo.
Como estão dispostos os elétrons?
Qual o seu função no átomo?Qual o seu função no átomo?
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