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Química Geral Profª. Fernanda Figueiró Química Química Geral É a ciência da matéria e das transformações que ela sofre. Inclui, portanto, todo o material que nos rodeia: • Comida que nos alimenta • Ar • Metais e suas transformações (corrosão) Tem contribuído para o avanço da civilização. Proporciona conhecimento indispensável para a sociedade. 2 Saúde Meio ambiente Agricultura Novos materiais Matéria Química Geral Tudo que tem massa e ocupa lugar no espaço • Ouro • Água • Madeira Propriedades físicas: observar e medir sem mudar a identidade da substância: Massa Temperatura Cor 3 Matéria Química Geral Propriedades químicas: capacidade de uma substância se transformar em outra substância. • Mudança de cor • Liberação de gás • Mudança de temperatura Transformações físicas – rasgar um papel, congelar água Transformações químicas – queima do papel, digestão de alimentos 4 Estados da Matéria e Organizações Química Geral Mistura • Homogênea: Petróleo, Ar Atmosférico • Heterogênea: Água e óleo, Granito 5 https://multicenso.wordpress.com/2010/03/01/estados-fisicos-da-materia/ Energia e Suas Formas Química Geral Capacidade de realizar trabalho Energia = Força x deslocamento 6 São conhecidas diversas formas de energia: • energia elétrica • energia mecânica (cinética e potencial), • energia solar • energia eólica • energia química Medidas e Sistema Métrico Química Geral 7 SI - é um conjunto de unidades métricas oficiais para cada grandeza física Quantidade Física Unidade Símbolo Comprimento metro m Massa quilograma kg Tempo segundo s Corrente elétrica ampère A Temperatura Kelvin K Intensidade Luminosa candela cd Quantidade de substância mol mol Medidas e Sistema Métrico Química Geral 8 Unidades Derivadas Quantidade Física Símbolo Área m2 Volume m3 Densidade kg/m3 Força N Energia J Pressão Pa Velocidade m/s Medidas e Sistema Métrico Química Geral 9 Litro x m³ 1m³ (um metro cúbico) = 1000 litros 1dm³ (um decímetro cúbico) = 1 litro 1cm³ (um centímetro cúbico) = 1 mililitro (mL) Exemplo: Calcule o volume, em litros, de um tanque de reação com as seguintes dimensões: 0,8 m de comprimento, 0,6 m de largura e 1,8 m de profundidade. Resposta: V = comprimento x largura x profundidade V = (0,8m) x (0,6m) x (1,8m) = 0,864 m3 V = 864 L Teoria Atômica Química Geral 10 Compreendendo a estrutura do átomo podemos entender as propriedades da matéria: Tipos de ligação química Condutividade elétrica Polaridade / Solubilidade Reatividade Modelos Atômicos Modelos Atômicos Química Geral 11 • Representação gráfica da matéria – nível atômico. • Facilitam o estudo através da abstração lógica de um átomo. • Tentam explicar como a matéria é construída e organizada para que possamos compreender melhor como ocorrem os fenômenos da natureza. Baseados em informações obtidas experimentalmente ao longo dos anos! Modelos científicos Ciência dinâmica Construídos Revisados Modelos Atômicos Química Geral 12 Dalton – indivisível, bola de bilhar Thomson – elétron, massa e carga Rutherford – núcleo denso, positivo, nêutron Bohr – e- camadas ou níveis de energia Estrutura Atômica Partícula Massa Carga Próton p 1 +1 Nêutron n 1 0 Elétron e- 1/1836 -1 X A Z Elemento Químico n° massa n° atômico A = P + N q Carga 13 Estrutura Atômica Isótopos Isóbaros Isótonos Isoeletrônicos H 1 1 H 2 1 H 3 1 Ca 40 20 K 40 19 F 19 9 Ne 20 10 -1 F 19 9 Mg 24 12 +2 14 Orbitais Atômicos Camadas Letra K L M N O P Q nº quântico 1 2 3 4 5 6 7 nº máx. e- 2 8 18 32 32 18 8 Subcamadas Valor de l 0 1 2 3 Designação s p d f nº máx. e- 2 6 10 14 2 2 2 2 2 2 2 6 6 6 6 6 6 10 10 10 10 14 14 Diagrama de Pauling 15 Distribuição Eletrônica Diagrama de Pauling Exemplo: Faça a distribuição eletrônica dos elementos a seguir: C(Z=6): Ca(Z=20): 2 2 2 2 2 2 2 6 6 6 6 6 6 10 10 10 10 14 14 16 Distribuição Eletrônica Diagrama de Pauling Exemplo: Faça a distribuição eletrônica dos elementos a seguir: C(Z=6): 1s2 2s2 2p2 Ca(Z=20): 2 2 2 2 2 2 2 6 6 6 6 6 6 10 10 10 10 14 14 17 Distribuição Eletrônica Diagrama de Pauling Exemplo: Faça a distribuição eletrônica dos elementos a seguir: C(Z=6): 1s2 2s2 2p2 Ca(Z=20): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 2 2 2 2 2 2 2 6 6 6 6 6 6 10 10 10 10 14 14 K L K L M N 18 Tabela Periódica B asead a n a Tab ela P erió d ica IU P A C : iu p ac.o rg/rep o rts/p erio d ic_tab le Família Período 19 Propriedades Periódicas Raio atômico • Família - Raio atômico aumenta de cima para baixo H (Z=1): 1s1 Li (Z=3): 1s2 2s1 Na (Z=11): 1s2 2s2 2p6 3s1 • Período - o raio atômico diminui com aumento de Z R N (Z=7): 1s2 2s2 2p3 O (Z=8): 1s2 2s2 2p4 F (Z=9): 1s2 2s2 2p5 20 Propriedades Periódicas Eletronegatividade – é a medida do poder de atração de um átomo sobre o par de elétrons de uma ligação. 21 Ligação Química Força que mantém átomos unidos formando moléculas, sólidos iônicos ou agrupamento de átomos Menor estado de energia! Regra do Octeto Estabelece que um grande número de átomos adquire estabilidade eletrônica quando apresentam 8 elétrons na sua camada mais externa (Camada de Valência). Gás Nobre Doa elétrons Recebe elétrons Compartilha 22 Regra do Octeto – Gás Nobre • He: 1s2 • Ne: 1s2 2s2 2p6 • Ar: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 • Kr: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 Camada de Valência 23 Envolve a atração eletrostática entre íons + Metais - Ametais 24 Ligação Iônica Envolve a atração eletrostática entre íons + Metais - Ametais 25 1A, 2A e 3A Cátions Doa elétrons 5A, 6A e 7A Ânions Recebe elétrons Ocorre a transferência de elétrons da camada de valência Ligação Iônica Estrutura de Lewis e Ligação Iônica Lewis propôs a representação dos elétrons da CV ao redor dos elementos: Ca (Z=20) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 Cl (Z=17) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 CaCl2 26 Ligação Covalente Neste caso os átomos tendem a completar seus octetos pelo compartilhamento de elétrons. 4A, 5A, 6A, 7A e H 27 Funções Inorgânicas – Ácidos e Bases Arrhenius - ácidos são compostos que, em solução, liberamíons H+, enquanto as bases produzem íons hidróxido OH- 28 Ácidos e Bases Brönsted-Lowry: os ácidos são doadores de prótons (H+) e as bases são aceptores de prótons. Base Ácido Ácido Base 29 Sais Sal é toda substância que em água produz um cátion diferente do H+ e um ânion diferente do OH-. • São sólidos • Alto PF e PE • Conduzem eletricidade 30 Óxidos Os óxidos são compostos binários formados por átomos de oxigênio e outro elemento, nos quais o elemento mais eletronegativo é o oxigênio. A maioria dos elementos químicos é encontrada na natureza na forma de óxidos. CaO CO2 MgO SiO2 31 Leis de Conservação das Massas “Na natureza nada se cria, nada se perde, tudo se transforma” Átomos não são criados nem destruídos 32 Exercício Uma das alternativas para diminuir a quantidade de dióxido de carbono liberada para a atmosfera consiste em borbulhar esse gás em solução aquosa de hidróxido de sódio. A reação que ocorre é mostrada a seguir: Sabendo que 44 g de dióxido de carbono reagem com o hidróxido de sódio, formando 106 g de carbonato de sódio e 18 g de água, qual é a massa de hidróxido de sódio necessária para que o gás carbônico seja totalmente consumido? CO2 + NaOH → Na2CO3 + H2O 33 Exercício Uma das alternativas para diminuir a quantidade de dióxido de carbono liberada para a atmosfera consiste em borbulhar esse gás em solução aquosa de hidróxido de sódio. A reação que ocorre é mostrada a seguir: CO2 + NaOH → Na2CO3 + H2O Sabendo que 44 g de dióxido de carbono reagem com o hidróxido de sódio, formando 106 g de carbonato de sódio e 18 g de água, qual é a massa de hidróxido de sódio necessária para que o gás carbônico seja totalmente consumido? Resposta: 44+x = 106+18 x = 80g 44g x 106g 18g 34
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