Fundamentos de Química Geral I

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Química Geral 
A Composição da matéria 
2QUI046 
Maria Josefa 
1
QUÍMICA GERAL I 
Profa. Maria Josefa Santos Yabe 
 
 
UNIDADE 2- A COMPOSIÇÃO DA MATÉRIA 
 
Elementos - nomes e símbolos dos elementos 
 a tabela periódica 
Átomos - o átomo nuclear 
as massas dos átomos 
mols e massa molar 
Compostos - moléculas e compostos moleculares 
 íons e compostos iônicos 
 nomenclatura química 
 
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OBJETIVOS 
Utilizar a tabela periódica 
Conhecer a estrutura dos átomos, que compõem os elementos, e como 
ocorre a formação de compostos 
Aplicar regras de nomenclatura 
Usar o conceito de mol 
 
O átomo é a entidade mais simples e importante da química 
 
Como átomos de elementos diversos diferem uns dos outros? 
 
Elemento- _________________________________________ 
___________________________________________________ 
 
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Tabela Periódica 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura CM1. Estrutura da Tabela Periódica. Os períodos são representados por números 
arábicos e os grupos por números romanos. Um comitê internacional tem 
recomendado que os grupos sejam numerados de 1 a 18. 
Lantanídeos 
Actinídeos 
Metais de transição 
Metais 
alcalinos 
Metais 
alcalino-
terrosos Halogênios
Gases 
Nobres 
I II III IV V VI VII VIII 
1 1 2
2 
3 4 
3 
4 5 
5 
6 
6 
7 8 9 10 11 12
13 14 15 16 17
18 
7 
8 
H He 
GRUPOS 
P
E
R
Í
O
D
O
S 
Si 
Sb
AsGe
Po
Te
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ÁTOMOS 
1805- Hipóteses de John Dalton 
toda matéria é composta de átomos 
todos os átomos de um dado elemento são idênticos 
os átomos de elementos diferentes têm massas diferentes 
um composto é uma combinação específica de átomos de mais do que 
um elemento 
em uma reação química , átomos não são criados nem destruídos, mas 
rearranjados para produzir novas substâncias 
 
 
 
 
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O ÁTOMO NUCLEAR 
é constituído de elétrons 
prótons 
neutrons 
 
Experimento de Thomson 
 
Figura CM2. Tubo de descarga. (a) Thomson investigou os 
raios catódicos que são emitidos qdo uma diferença 
de potencial (alta voltagem) é aplicada entre dois 
eletrodos em um tubo de vidro com uma pequena 
qtdd de gás: “partículas se movem de uma direção a 
outra, formando raios catódicos. (b) a aplicação de 
um campo magnético desvia os raios catódicos. 
 
(+) ()
ânodo cátodo 
(+) ()
ânodo cátodo 
(+) 
() 
(a) 
(b) 
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Raios catódicos- feixes de partículas carregadas negativamente que 
partem do ânodo em direção ao cátodo: elétrons (e) 
Relação carga/massa- a deflexão sofrida pelo raio catódico depende da 
razão entre a carga (e) e a massa (m) das 
partículas 
 
e
m
C g 1 76 108, Thomson 
 
19
8
11,602 10
1,76 10
m gm e C
e C
      Millikan 
 
 
 
 
 
(1908) 
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Quadro CM1. Propriedades das partículas subatômicas 
partícula símbolo cargaa massa, g massa, ub
elétron e 1 9,1091028 0,00055 
próton p +1 1,6731024 1,0078 
neutron n 0 1,6751024 1,0087 
 acargas são dadas como múltiplos de 1,6021019C, bunidade de massa atômica 
 
NÚCLEO 
matéria ordinária que não é atraída nem repelida por eletrodos 
carregados: átomos não têm carga: são eletricamente neutros 
Thomson- sugeriu uma estrutura para o átomo: pudim de passas 
 
Figura CM3. Modelo atômico de Thomson . Esferas azuis- elétrons 
embebidos em uma massa carregada positivamente 
 
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Experimento de Rutherford 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura CM4. Dispositivo experimental usado por Geiger e Marsden (alunos de Rutherford). As 
partículas  têm origem em uma fonte radioativa. Suas deflexões foram medidas 
através de observação de cintilações no momento de colisão das partículas com um 
anteparo de ZnS. Uma em cada 20.000 sofreram deflexão com ângulos grandes; 
muitas atravessaram em linha reta ou com deflexão de pequeno ângulo. 
Folha de 
Au 

Fonte de  
 
1 em 20.000
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Figura CM5. Modelo atômico de Rutherford explica porque 
muitas partículas  passam quase em linha reta, enqto 
poucas sofrem grandes deflexões. 
 
 
Rutherford (1911)- sugeriu a estrutura do átomo nuclear: as cargas 
positivas e quase toda a massa estava concentrada no núcleo 
atômico e os elétrons ocupavam o espaço na vizinhança. 
Núcleons: núcleo é constituído de partículas denominadas núcleons 
Núcleons: prótons- sua carga positiva cancela a carga negativa do 
elétron e sua massa é 1836 vezes maior do que a do e 
neutrons- tem quase a mesma massa do próton e é 
eletricamente neutro 
 
Átomos de 
Au 
Núcleos de 
Átomos de 
Au
 
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NÚMERO ATÔMICO- é o número de prótons do elemento 
Z = ne eletroneutralidade 
 
Usando o número atômico 
CM1. Qtos prótons e elétrons estão presentes em um átomo de flúor? 
CM2. Qtos prótons e elétrons estão presentes em um átomo de bismuto? 
 
 
MASSAS DOS ÁTOMOS 
 
 
A massa de um átomo individual pode ser determinada? 
 
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Dalton (1803)- deduziu que um átomo de Cu é 60 vezes mais pesado do 
que um átomo de H, com base nas massas dos elementos 
 
1 g Cu = 1/60 do número de átomos de 1 g H 
 
Hoje usa-se a Espectrometria de massa para determinar a massa de um 
átomo e suas massas estão em uma faixa de 1024 a 1022 g 
 
ISÓTOPOS- são átomos que têm o mesmo Z, mas massa atômicas 
diferentes 
o núcleo de um certo elemento tem um número fixo de prótons mas um 
número variável de neutrons 
neutrons afetam a massa do elemento mas não suas propriedades 
químicas; a eletroneutralidade é mantida 
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NÚMERO DE MASSA (A)- de um isótopo é o número total de 
núcleons (prótons e neutrons) no núcleo 
de um átomo 
 
 
 
 
 
 
 
Figura CM6. Representação dos 3 isótopos do Ne. São puramente esquemáticos, não indicando 
a estrutura real do núcleo. O núcleo dos isótopos tem o mesmo número de prótons e 
diferentes números de neutrons. 
 
 
próton 
neutron 
10
20Ne 10
21Ne 10
22Ne
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Usando números de massa 
CM3. Qtos neutrons estão presentes em átomos de (a) 238U e (b) 57Fe? 
CM4. Qtos neutrons estão presentes em um átomo (a) 14N e (b) 35Cl? 
 
Abundância isotópica- é a porcentagem, em termos de número de 
átomos, do isótopo presente em uma amostra do 
elemento 
 
abundanciaX n atomos do isotopoX
n total de atomos amostra
o
o 
' '
' ' '
100% 
 
Figura CM7. Abundâncias dos isótopos de alguns 
elementos. As larguras das barras são proporcionais à 
porcentagem de cada isótopo em uma mistura de 
ocorrência natural. Os números dentro das barras são 
os números de massa dos isótopos. Abundância, % 
F 
Li 
Cl 
Kr 
Sn 
19 
37
7 6 
35 
84 8682 83
116 117 118 119 120 122 124
78,80 
112 
114,115 
0 100
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Unidade de Massa Atômica- é 1
12
 a massa de um átomode 12C 
 
1 1 9926 10
12
23
u g  
, 
 
Expressando massa em termos de unidade de massa atômica 
CM5. A massa de um átomo de 16O é 15,995 u. Qual sua massa em 
gramas? 
CM6. A massa de um átomo de 235U é 235,044 u. Expressar sua massa 
em gramas. 
 
 
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Qdo nos referimos à massa atômica de um elemento, geralmente 
significa a média ponderada da massa dos isótopos 
CM7. Em uma amostra de Cl2(g), ou em qualquer de seus compostos, 
estão presentes átomos de 35Cl (34,97 u) e 37Cl (36,97 u) em suas 
abundâncias naturais respectivas: 75,77% e 24,23%. Qual a 
massa atômica média do Cl em uma amostra qualquer? 
 
 
MOL- unidade usada pela química para expressar números grandes de 
átomos, íons e moléculas 
 
1 átomo de 12C = 12 u 
1 u = 1,66051024 g 
 
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Podemos, então calcular o número de átomo em 12 g de 12C: 
 
n atomos C g C u
g
atomo C
u
o 12 12
24
12
12 1
1 6605 10
1
12
    , 
 
1 mol de átomos (qlq elemento) = 6,021023 átomos do elemento 
1mol = 6,021023 unidades = Número de Avogadro (NA) 
O mol representa- quantidade de matéria (n) 
 
Convertendo número de átomos para qtdd de matéria 
CM8. Supor que em um experimento de eletrólise, 1,291024 átomos de 
H foram produzidos, como gás hidrogênio. Expressar este 
número como qtdd de matéria. 
CM9. No mesmo experimento, 6,431023 átomos de O foram produzidos, 
como gás oxigênio. Expressar este número como qtdd de matéria. 
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MASSA MOLAR- de um elemento é a massa por mol de átomos do 
elemento 
 
Massa molar (g mol1) = massa atômica média  nátomos/mol 
CM10. Qual a massa molar do cloro? 
 
 
 massamolar g mol u
atomoCl
g
u
atomosCl
molCl
    

35 45
1
1 6605 10
1
6 02 10
1
24 23
, , , 
 
Massa Molar = g mol1 Cl 
 
 
 
Informação 
dada 
f.c. de 
u para g
f.c. de 1/átomo para
1/mol
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Qtdde de matéria de átomos em uma amostra 
 a massa molar é importante porque oferece um fator de conversão 
entre a massa de uma amostra e a qtdd de matéria presente 
 
1mol = 35,45 g Cl 
 
CM11. Que qtdde de matéria de átomos de cloro está presente em 15,0 
g de cloro? 
 
Medindo uma qtdde específica de uma substância 
CM12. Que massa de Fe é necessária para obter uma amostra que 
contenha 1,345 mols de átomos de Fe? 
CM13. Que massa de Sn contém 0,755 mols de átomos de Sn? 
 
 
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COMPOSTOS 
composto- é uma substância constituída de átomos de dois ou mais 
elementos em uma razão definida 
 
Molécula- é um grupo eletricamente neutro e definido de átomos 
ligados; é a menor partícula de um composto que guarda as 
suas propriedades químicas 
Íon- é um átomo ou grupo de átomos carregado negativa ou 
positivamente 
 
 
 
 
 
 
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Compostos moleculares 
são formados por reação entre não-metais ou entre não-metais/ semi-
metais 
Exs: água, metano, amônia, dióxido de carbono, sacarose, benzeno, 
aspirina 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
N
H 
amônia
C
O
etanol 
C O 
monóxido de 
 carbono 
C
H
O
H
água 
C
H
metano
CO O
dióxido de carbono 
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Fórmula empírica- mostra os números relativos de átomos de cada 
elemento em um composto em termos de símbolos 
químicos dos elementos 
 
Calculando a fórmula empírica a partir da composição percentual de 
massa 
CM14. Uma análise laboratorial de vitamina C mostrou que sua 
composição percentual de massa é 40,9% C, 4,57% H e 54,5% 
O. Qual sua fórmula empírica? 
CM15. A composição percentual de massa do composto: difluoreto de 
tionila é 18,59% O, 37,25% S e 44,16% F. Qual sua fórmula 
empírica? 
 
 
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Fórmula molecular- mostra os números reais de átomos de cada 
elemento em uma molécula 
Embora a fórmula empírica da glc seja CH2O, em uma relação de 
1:2:1, a fórmula molecular C6H12O6 mostra que cada molécula consiste 
de 6 átomos de C, 12 átomos de H e 6 átomos de O 
 
Massa Molar de compostos 
é a massa de um composto molecular por mol de moléculas 
Usando massa molar para calcular a qtdde de moléculas 
CM16. A fórmula molecular do etanol é C2H6O. Quantos mols de 
moléculas de etanol estão presentes em uma amostra de 100 g (3 
a.s.)? 
CM17. Calcular a qtdde de sacarose (C12H22O11) em uma amostra de 
açucar de 3,0 g . 
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Compostos iônicos 
são formados por íons positivos e negativos unidos pela atração de suas 
cargas opostas 
 
Ex: NaCl 
Na+- cátion 
Cl- ânion 
 
 
Figura CM8. Um cátion de um elemento M é formado pela 
perda de um ou mais elétrons. Um ânion de um 
elemento X é formado pelo ganho de elétrons 
 
 
 
Formação do C+
Formação do A
M+ M M2+
X2X X 
e e
e e
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Fórmula Unitária e Massa Molar de compostos iônicos 
Fórmula unitária- representa a relação de um íon com outro no 
composto. Ex. NaCl (1:1) 
Massa Molar- é a massa por mol de fórmulas unitárias do composto 
 
 Massa Molar MgCl2 = massa molar (Mg + 2  Cl) = 
 
Calculando a massa de uma dada qtdde de um composto iônico 
CM18. Calcular a massa de MgCl2 que deve ser medida para obter 0,223 
mols do composto. 
CM19. Calcular a massa de Al2(SO4)3 que deve ser medida para obter 
0,223 mols do composto.