Química - aula 1

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Química 
 
Aula 1 – Elemento, substância e 
mistura 
Prof. Dsc. William Tonini 
Conceitos 
• A Química é uma ciência que busca 
compreender os mistérios da matéria, sua 
organização e transformações, bem como as 
energias envolvidas nessas transformações. 
 
• Os químicos são profissionais que a cada dia 
criam novos plásticos, remédios e tentam 
explicar esse mundo que nos cerca. 
Matéria 
• Matéria é tudo aquilo que ocupa um lugar no 
espaço e possui massa. 
• Hoje sabemos que essa matéria é formada por 
unidades bem pequenas que chamamos de 
átomos. 
 
– EX. Assim como uma criança curiosa, que quando o 
pai compra um jogo de montar, monta um avião e dá 
na sua mão, ela desmonta tudo; os químicos 
desmontaram a matéria, a criança ficou com várias 
pecinhas nas suas mãos, e os químicos ficaram com 
vários tipos de átomos que são os Elementos 
Químicos. 
Átomo 
• O átomo é a menor partícula que ainda 
caracteriza um elemento químico. 
• Ele apresenta um núcleo com carga positiva (P é 
a quantidade de prótons e “N" a carga 
elementar sem carga elétrica) que apresenta 
quase toda sua massa (mais que 99,9%) e “E” 
elétrons determinando o seu tamanho 
Elemento Químico 
• Elemento Químico é um conjunto de átomos 
iguais (do mesmo tipo). 
• E na linguagem dos químicos eles são 
representados por Símbolos. 
Molécula 
• A Molécula é um grupo de átomos, iguais ou 
diferentes, ligados. 
• E na linguagem dos químicos elas são 
representadas por fórmulas. 
• Fórmula Molecular é o “retrato” da molécula, 
nos fornece aspectos qualitativos e 
quantitativos da substância. 
• O índice que aparece na fórmula nos indica o 
nº de átomos do elemento na molécula. 
Fórmula 
Substância 
• Uma substância pura é um tipo de molécula, quando 
formada por um elemento químico é classificada de 
substâncias simples, e quando formada por mais de 
um elemento é uma substância composta. 
• Uma substância possui suas propriedades definidas e 
determinadas, cada substância é identificada por um 
conjunto de propriedades físicas, químicas, 
organolépticas e funcionais próprias. 
• Não é possível encontrarmos duas substâncias com 
todas as propriedades iguais. 
Diferentes arranjos de 
um mesmo átomo 
chama-se ALOTROPIA 
i.e= carvão, grafite e 
diamante 
ALOTROPIA 
• Quando um elemento químico pode dar 
origem a mais de uma substância simples, tais 
substâncias são denominadas variedades ou 
formas alotrópicas de um elemento. 
 
• Agora quando encontramos na natureza um 
material que apresenta mais de uma espécie 
de molécula teremos uma mistura. 
- O gás oxigênio é fundamental para todo ser aeróbico, ou 
seja, todos aqueles que respiram, sem ele nossos 
pulmões param de funcionar. 
 
- O gás ozônio é responsável por formar uma camada 
protetora na Terra, mais conhecida como “camada de 
ozônio”. Esta última não permite que a radiação 
Ultravioleta proveniente do sol e nociva ao homem 
chegue até a superfície Terrestre. 
 
Fósforo branco - Essa variedade alotrópica 
do fósforo é muito perigosa, pois reage 
espontaneamente com o oxigênio presente 
no ar, devendo ser guardada em um 
recipiente com água. 
 
Foi usado na confecção de bombas 
incendiárias e granadas luminosas, para 
causar queimaduras graves na pele. Ele é tão 
venenoso que até mesmo a ingestão de uma 
quantidade bem pequena, como 0,1 g, pode 
levar à morte. 
Fósforo vermelho: é formado por cadeias 
longas, sem uma estrutura definida, sendo 
representado pela fórmula molecular: Pn. 
Ele pode ser obtido por meio do 
aquecimento do fósforo branco, que, ao 
chegar à temperatura entre 250 - 300ºC, 
converte-se lentamente em fósforo 
vermelho. 
No Brasil, o fósforo aparece na lateral 
exterior das caixas, pois assim há menos 
risco de um palito atritar-se com outro 
dentro da caixa de fósforos e causar algum 
acidente. Nesse caso, também não é o 
fósforo “puro”, mas sim uma mistura de 
areia, sesquissulfeto de fósforo (P4S3), 
sulfeto de antimônio (Sb2S3) e vidro moído. 
 
O enxofre é usado na 
vulcanização da borracha 
para a fabricação de 
pneus, na produção do 
Ácido Sulfúrico (H2SO4), 
de pólvora negra, 
inseticidas, antibióticos à 
base de sulfa, 
cosméticos, entre outros. 
Fulereno 
• Os fulerenos são uma forma alotrópica do Carbono, a 
terceira mais estável após o diamante e o grafite. 
Tornaram-se populares entre os químicos, tanto pela 
sua beleza estrutural quanto pela sua versatilidade 
para a síntese de novos compostos químicos. 
• Devido à sua forma tridimensional, às suas ligações 
insaturadas e à sua estrutura eletrônica, os fulerenos 
apresentam propriedades físicas e químicas únicas, 
• É cotado como um bom agente de contraste em 
exames de ressonância magnética nuclear. 
 
 
• Outra particularidade decorre da sua forma em 
gaiola. Podem conter átomos e moléculas no seu 
interior dando origem a outras nanoestruturas 
com propriedades químicas e físicas diferentes 
das simples "gaiolas vazias“, sem prejuízo ao 
organismo (não se misturam). 
 
• Um de seus possíveis usos seria o de transporte 
de medicamentos através do corpo. Como 
exemplo, em casos de diagnóstico de câncer, em 
que um dos medicamentos destrói células com 
uma leve preferência às cancerígenas, este 
poderia ser transportado em segurança, até às 
células-alvo cancerígenas. 
 
MISTURAS 
Mistura 
• Uma mistura é portanto a reunião de mais de uma 
substância. Uma mistura não tem representação 
específica, normalmente é indicada pelos seus 
componentes. Uma mistura apresenta 
propriedades variáveis. 
• Exemplos: água e açúcar; água e areia; enxofre e 
ferro; nitrogênio e oxigênio; 
• água e álcool. 
 
• Há, no entanto, misturas que recebem nomes 
particulares: 
Diferentes nomes de misturas 
• Ar atmosférico ou atmosfera: N2 (nitrogênio-
78%), O2 (oxigênio-21%), Ar (argônio-0,9%), 
CO2 (gás carbônico-0,03%) e outros gases. 
• Gasolina: mistura de compostos chamados 
hidrocarbonetos. 
• Aço: mistura de ferro e carbono. 
• Latão: mistura de cobre e zinco. 
• Bronze: mistura de cobre e estanho. 
• Ouro (18 quilates): mistura de 75% de ouro e 
25% de cobre. 
 
Material Homogêneo ou Heterogêneo 
• Um material homogêneo é aquele que 
apresenta apenas uma fase,já, 
 
• Um material heterogêneo é aquele que 
apresenta mais de uma fase; quando 
observados ao ultramicroscópio. 
Curiosidades 
• Toda a mistura gasosa é homogênea. 
• Dois pedaços de ouro no mesmo estado físico, 
constituem uma fase descontinua. 
• Água e gelo constituem um material 
heterogêneo formado por uma substância 
(pois estão em estados físicos diferentes). 
• Fase é cada porção visivelmente homogênea 
de um material. 
Atividade 
Qual ou quais estão corretas: 
Atividade 2 
Justifique o erro nas outras afirmativas: 
ESTRUTURA DO ÁTOMO 
• A princípio era uma bolinha (modelo de Dalton). 
 
• O modelo de Thomson e acrescenta a idéia de sub-
partículas formando o átomo (modelo do pudim 
de passas) aonde teríamos uma massa pesada e 
positiva, e nela encravadas partículas negativas. 
 
• Já o modelo de Rutherford imita o sistema solar, 
um núcleo pesado,positivo e pequeno e ao redor 
uma região chamada de eletrosfera, onde estariam 
partículas de cargas negativas girando ao redor 
desse núcleo. 
Então o núcleo é uma região bem pequena que concentra 
praticamente toda a massa do átomo, portanto, muita massa num 
pequeno volume, podemos dizer que o núcleo é muito denso e 
claro positivo. 
 
A eletrosfera é uma região imensa em relação ao núcleo, com pouca 
massa, portanto, a eletrosfera é pouco densa e negativa. 
Niels Bohr• O número de prótons permanece constante 
sendo então responsável pelas características 
de cada elemento. 
• O que diferencia um elemento do outro é o 
número de prótons no seu núcleo. 
• O número atômico (Z) é o número de prótons. 
• Como praticamente toda a massa do átomo se 
concentra no seu núcleo, chamamos de 
número de massa (A) a soma de prótons e 
nêutrons. 
 
 
Elemento Químico 
• Elemento Químico é um conjunto de átomos 
com o mesmo número atômico. 
• Exemplos: Cálcio (Ca) : conjunto de átomos 
que possuem 20 prótons. 
Isótopos 
• Isótopos são átomos do mesmo elemento 
químico, portanto, apresentam o mesmo 
número de prótons, mas o número de massa 
e o número de nêutrons são diferentes. 
• Praticamente todos os elementos apresentam 
isótopos naturais ou artificiais. 
• Isótopos do hidrogênio: 
 
Isóbaros 
• Isóbaros são átomos que apresentam o 
mesmo número de massa, e o número de 
prótons e de nêutrons diferentes. 
Isótonos 
• São átomos que apresentam o mesmo número 
de nêutrons, e o número de prótons e de 
massa diferentes. 
Átomos e Íons 
• Todo átomo é eletricamente neutro, pois, 
possui o número de prótons igual ao de 
elétrons. 
• Quando um átomo no momento de uma 
ligação ganha ou perde elétrons (prótons ! 
elétrons) forma–se um íon. 
• Íons são partículas que possuem uma 
determinada carga. 
Como eles apresentam o mesmo número de elétrons são chamados 
de isoeletrônicos. 
Exercícios 
1- O íon 19K 
39 +1 possui: 
– a) 19 prótons. 
– b) 19 nêutrons. 
– c) 39 elétrons. 
– d) número de massa igual a 20. 
– e) número atômico igual a 39. 
Exercícios 
2- Dados os átomos: 26X
54; 24Y
54; 26Z
52; 25W
55, 24T
52, 
são isótopos: 
– a) X e Z; Y e T. 
– b) X e Z; Y e W. 
– c) X e Z; X e Y. 
– d) Y e T; Z e W. 
– e) X e Y; Z e W. 
Exercícios 
8- Qual o número para os íons representados a 
seguir quanto: 
A ELETROSFERA 
• A eletrosfera foi dividida em níveis de energia. Os 
níveis de energia são regiões ao redor do núcleo 
onde os elétrons giram em órbitas específicas 
dependendo da sua energia. 
• Para os elementos conhecidos até os dias de hoje 
existem até 7 níveis de energia ou camadas 
eletrônicas. 
• Esses níveis de energia são designados por um 
número quântico principal n que assume valores 
de 1 a 7, ou por letras K, L, M, N, O, P e Q. 
Distribuição 
• Número máximo de elétrons que cada nível 
comporta é determinado pela equação de 
Rydberg = 2.n2 (obs: onde n é o número 
quântico principal que indica a camada) 
• Mas para os elementos descobertos até hoje os 
valores encontrados na sua eletrosfera são: 
Subcamadas 
• Para os elementos descobertos até os dias de 
hoje os níveis são divididos em subníveis de 
energia. Nesses elementos encontramos até 4 
subníveis. Designados por letras minúsculas s, 
p, d e f . 
• O número de elétrons que cada subnível 
comporta é : 
Diagrama de Pauling 
• Associando o número de elétrons por camada 
com o número de elétrons por subnível, 
teremos (o diagrama de Linus Pauling). 
Distribuição eletrônica 
• Na distribuição eletrônica energética o subnível 3d6 é 
o mais energético, portanto, ele contém os elétrons 
mais energéticos do átomo de ferro no seu estado 
fundamental. 
• Na distribuição eletrônica geométrica nós agrupamos 
os subníveis por camadas, o subnível 4s2 é o mais 
externo, portanto, ele contém os elétrons mais 
externos. Elétrons que serão importantes no 
momento da ligação química. 
• A camada de valência é a última camada, ela contém 
os elétrons de valência. Portanto o átomo de ferro 
possui 2 elétrons na camada de valência. 
Se for necessário fazer a distribuição eletrônica de um 
íon, devemos partir do átomo neutro, para depois 
retirar ou acrescentar elétrons que ele perdeu ou 
ganhou na sua camada mais externa.