AULA 1 Introdução a Quimica editada

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

Introdução a Química
GEÓRGIA BECHARA
matéria
transformações
energia
O que a química
estuda ?
A ciência QUÍMICA está voltada para o estudo da matéria, qualquer que seja sua origem. 
Observando a composição da matéria, suas transformações e a energia envolvida nesses processos.
MATÉRIA
CORPO
OBJETO
É tudo que tem massa e ocupa um lugar no espaço 
 É uma porção limitada da matéria 
É um corpo que tem finalidade específica 
CONSTITUIÇÃO DA MATÉRIA
Toda matéria é constituída por
partículas minúsculas chamadas
ÁTOMOS 
MODELO DA DALTON
A matéria é formada por partículas esféricas, indivisíveis, indestrutíveis e intransformáveis chamada átomo
5
John Dalton (1803): Postulados
Toda matéria é composta por partículas menores (átomos).
Os átomos são indivisíveis, não podem ser criados e nem destruídos – “lei de conservação das massas”.
Todos os átomos de um elemento são idênticos.
Os compostos são formados quando átomos de mais de um elemento se combinam.
Modelos atômicos e estrutura atômica
Para Thomson o átomo é uma esfera homogênea, não maciça, de cargas positivas (os prótons) na qual estariam incrustadas algumas cargas negativas (os elétrons), garantindo assim a neutralidade do átomo.
MODELO DE THOMSON
7
J. J. Thomson (1897) – Descoberta do elétron
O átomo é subdivisível: experimentos (raio catódico) revelaram que o átomo tem partículas carregadas negativamente (elétrons);
Figura 2: Esquematização de um tubo de raios catódicos modificado.
Fonte: BROWN, T. L., LEMAY, H. E., BURSTEN. B. E., BURDGE, J. R. Química uma ciência central. 9 ed. São Paulo, Pearson, 2005 
Relação carga/massa do elétron = 1,76.108 C.g-1
O Coulomb (C) é a unidade de carga elétrica no SI. 
Figura 3: Modelo “pudim de ameixa” do átomo de J. J. Thomson.
8
Modelo atômico de J.J.Thomson
- Sugeriu que o átomo poderia ser uma esfera carregada positivamente na qual alguns elétrons estão incrustados.
Fonte: BROWN, T. L., LEMAY, H. E., BURSTEN. B. E., BURDGE, J. R. Química uma ciência central. 9 ed. São Paulo, Pearson, 2005 
Os átomos apresentam duas partes fundamentais: 
O núcleo e a eletrosfera
núcleo
eletrosfera
MODELO DE RUTHERFORD
Modelo atômico de Ernest Rutherford
1914: E. Rutherford demonstrou a existência de uma partícula com massa muito superior a massa do elétron, porém de mesma carga e de sinal oposto. 
1919: Carga positiva no núcleo atômico: descoberta dos prótons (+).
1932: J. Chadwick descoberta dos nêutrons (partícula nuclear eletricamente neutra).
10
Figura 4: Representação do átomo nuclear.
Fonte: Petrucci, Harwood and Herring. General Chemistry Principles and Modern Applications 8th Ed. Windsor, Prentice-Hall, 2002 
As partículas, fundamentais, que constituem
os átomos são: 
PRÓTONS, NÊUTRONS e ELÉTRONS
cujas características relativas são:
PARTÍCULAS
PRÓTONS
NÊUTRONS
ELÉTRONS
MASSA RELATIVA
CARGA RELATIVA
– 1
+ 1
0
1
1
1/1836
01) No modelo atômico de Rutherford, os átomos são constituídos por um núcleo com carga..........................., onde ........................ estaria concentrada. Ao redor do núcleo estariam distribuídos os .................... . A alternativa que completa corretamente a frase é:
POSITIVA 
TODA MASSA 
ELÉTRONS 
a) negativa – toda massa – elétrons.
b) positiva – metade da massa – elétrons.
c) positiva – toda a massa – elétrons.
d) negativa – toda a massa – nêutrons.
e) positiva – toda a massa – nêutrons.
02) Considerando a experiência de Rutherford, assinale a alternativa falsa:
 A experiência consistiu em bombardear películas metálicas delgadas com partículas alfa.
b) Algumas partículas alfa foram desviadas de seu trajeto devido à repulsão exercida pelo núcleo positivo do metal.
c) Observando o aspecto de difração das partículas alfa, Rutherford concluiu que o átomo tem densidade uniforme.
d) Essa experiência permitiu descobrir o núcleo atômico e seu tamanho relativo.
e) Rutherford sabia antecipadamente que as partículas alfa eram carregadas positivamente.
 A matéria pode ser uma 
SUBSTÂNCIA PURA ou uma MISTURA 
As substâncias puras podem ser classificadas em:
 SIMPLES e COMPOSTA
SUBSTÂNCIA SIMPLES
SUBSTÂNCIA COMPOSTA
O2
H2O
É constituída
por um único tipo de elemento químico 
É constituída por mais de um tipo de 
elemento químico
01) Em qual das sequencias a seguir estão representados um elemento, uma substância simples e uma substância composta, respectivamente: 
a) H2, Cl2, O2.
 N, HI, He.
 Cl, N2, HI.
d) H2, Ne, H2O.
e) H2O, O2, H2.
02) O número de substâncias simples com atomicidade
 par entre as substâncias de fórmula O3, H2O2, P4,
 I2, C2H4, CO2 e He é: 
substância simples
com atomicidade par
a) 5.
b) 4.
c) 3.
d) 2.
e) 1.
 Podemos observar um fenômeno pelo
qual um mesmo elemento químico é
formador de substâncias simples diferentes, tal fenômeno chama-se 
ALOTROPIA 
OXIGÊNIO
(O2)
OZÔNIO
(O3)
As substâncias que fazem parte do fenômeno são denominadas de 
VARIEADES ALOTRÓPICAS 
do elemento 
OXIGÊNIO
(O2)
OZÔNIO
(O3)
Oxigênio (O2) e Ozônio (O3) são VARIEDADES ALOTRÓPICAS
Do elementos químico OXIGÊNIO
As variedades alotrópicas podem diferir quanto à 
ATOMICIDADE 
ou quanto à 
ESTRUTURA CRISTALINA
OXIGÊNIO
(O2)
OZÔNIO
(O3)
Diferem pela atomicidade
Diferem pela estrutura cristalina
01) Três substâncias simples estão exemplificadas em:
 enxofre rômbico, fósforo branco, grafite.
b) diamante, metano, gás carbônico.
c) ozônio, amônia, cloro.
d) fósforo vermelho, diamante, fosfina (PH3).
e) nitrogênio, cal (CaO), oxigênio.
02) Alotropia é um fenômeno relacionado com: 
a) substâncias simples
b) substâncias iônicas
c) compostos binários
d) elementos químicos metálicos
e) substâncias orgânicas oxigenadas
“ Diamante em pedra bruta renasce 
Reluzente brilhante e belo 
Com plenitude faz-se luz 
Aos olhos humanos enfeitiça”
03) Observe o texto abaixo:
Sobre o diamante, podemos afirmar que é uma forma alotrópica do elemento químico:
enxofre.
fósforo.
oxigênio.
hidrogênio.
carbono.
Se a matéria for constituída por mais de um tipo de molécula teremos uma MISTURA
Estas misturas podem ser 
HOMOGÊNEAS ou HETEROGÊNEAS
As misturas que possuem apenas um único aspecto, isto é, as mesmas propriedades químicas em toda a sua extensão são denominadas de 
HOMOGÊNEA 
Se a mistura apresentar mais de um aspecto, isto é, tem propriedades distintas em sua extensão, será 
HETEROGÊNEA
Cada aspecto homogêneo de uma mistura chama-se 
FASE da mistura
 A mistura de água e óleo possui duas fases
HETEROGÊNEA
01) Adicionando-se excesso de água à mistura formada por sal de cozinha, areia e açúcar, obtém-se um sistema: 
a) homogêneo, monofásico.
b) homogêneo, bifásico.
c) heterogêneo, monofásico.
d) heterogêneo, bifásico.
e) heterogêneo, trifásico.
02) Considere as ilustrações para responder às questões de A a F
água
água
gelo
água e sal 
dissolvido
água e óleo
A) Quais das ilustrações representam substância pura?
I
II
III
IV
B) Quais são misturas?
C) Quais são sistemas homogêneos?
D) Quais são sistemas heterogêneos?
E) Em qual frasco temos uma mistura heterogênea?
F) Em qual frasco temos uma mistura homogênea?
I e II
III e IV
I e III 
II e IV
IV
III
03) No esquema a seguir, estão representados quatro sistemas (de I a IV)
 formados por moléculas constituídas de três tipos de átomos (X, Y e Z),
 Representados por , e , respectivamente. 
I
II
III
IV
A) Qual(is) é (são) substância(s) pura(s) simples?
B) Qual(is) é (são) substância(s) pura(s) composta(s)?
C) Qual(is) é (são) mistura(s)?
D) Quantos componentes apresenta cada sistema?
II
I
III e IV
sistema I: 1 componente
sistema II:
1 componente
sistema III: 3 componentes
sistema IV: 2 componentes
E) No caso dos sistemas com mais de um componente, quantos
 componentes são substâncias simples e quantos são substâncias
 compostas?
sistema III: 1 substância simples e
 2 substâncias compostas
sistema IV: 2 substâncias simples e
 0 substância composta
04) Analise os sistemas matérias abaixo, estando ambos em temperatura
 ambiente.
Sistema (I): mistura de 10g de sal de cozinha, 30g de areia fina,
 20 mL de óleo e 100 mL de água.
Sistema (II): mistura de 2,0 L de gás carbônico, 3,0 L de gás nitrogênio
 e 1,5 L de gás oxigênio.
Sobre esses sistemas, é correto afirmar que:
 Ambos são heterogêneos, pois apresentam mais de uma fase.
 Em I, o sistema é bifásico, após forte agitação, e, em II, o sistema é
 monofásico.
c) Em I, o sistema é trifásico, após forte agitação, e, em II, o sistema é
 monofásico.
d) Ambos apresentam uma única fase, formando sistemas homogêneos.
e) Em I, o sistema é trifásico, independentemente da ordem de adição
 dos componentes, e, em II, o sistema é bifásico.
ESTADOS FÍSICOS DA MATÉRIA
A matéria pode ser encontrada em três estados físicos 
SÓLIDO 
LÍQUIDO 
GASOSO 
Possui forma e volume fixos
Possui forma variável e volume fixo
Possui forma e volume variáveis
O Estudo da Matéria
MATÉRIA é todo o material físico do universo
Três estados: sólido, líquido e gasoso
Os comportamentos físico-químicos da matéria dependem da estrutura dos átomos que a compõem e de como interagem entre si.
31
Figura 1: Diferentes exemplos dos estados da matéria.
32
Fonte: Petrucci, Harwood and Herring. General Chemistry Principles and Modern Applications 8th Ed. Windsor, Prentice-Hall, 2002 
SÓLIDO
LÍQUIDO
GASOSO
O Estudo da Matéria
33
Classificação da Matéria
Pode ser reduzida a substância mais simples?
Composto
Matéria
Mistura heterogênea
Homogênea
É uniforme?
Substância pura
Mistura homogênea
(solução)
Tem composição variável?
Elemento
NÃO
SIM
NÃO
NÃO
SIM
SIM
CONDENSAÇÃO
SOLIDIFICAÇÃO
GASOSO
VAPORIZAÇÃO
SÓLIDO
LÍQUIDO
FUSÃO
SUBLIMAÇÃO
RESSUBLIMAÇÃO
MUDANÇAS DE ESTADOS FÍSICOS DA MATÉRIA
DiSCUSSÃO
EVENTOS AMBIENTAIS QUE PARTICIPAM DESSSES ESTADOS DA MATÉRIA.
FUSÃO
VAPORIZAÇÃO
CONDENSAÇÃO
SUBLIMAÇÃO
SOLIDIFICAÇÃO