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Química Geral Aula 1 Universidade Federal de Lavras Departamento de Química Prof. Fabiano Magalhães mgfabiano@yahoo.com.br Distribuição de pontos e sistema de avaliação Bibliografias recomendadas: 1. BROWN, T.L, LEMAY, H.E., BURSTEN, B.E. Química a Ciência Central, 2010. 2. KOTZ, J.C., TREICHEL, P. Química Geral e Reações Químicas. São Paulo, Pioneira Thomson Learning, 2009, v1. 3. RUSSELL, J.B. Química Geral. São Paulo, Pearson Educations, 2008, v.1. Data Avaliação Peso % 08/05 Prova 1 33 14/06 Sábado 9:00h Prova 2 33 17/07 Prova 3 34 24/07 20 Chamada ---- 31/07 Substitutiva ---- Conteúdo Introdução à química Átomos e elementos Moléculas, íons e compostos químicos Equações químicas e estequiometria Reações químicas Soluções Ligações químicas Cinética Equilíbrio O que é química? Por que estudar química? Por que a química é importante para seu curso? Algumas Questões Simples O que é química? Ciência que estuda as substâncias, os elementos que a constituem, suas características, propriedades combinatórias, processos de obtenção, suas aplicações e sua identificação. Por que estudar química? Estuda a maneira pela qual os elementos se ligam e reagem entre si, bem como a energia desprendida ou absorvida durante estas transformações. Nos ajuda a entender fenômenos e processos naturais ou não. Por que estudar química? Chuva ácida Fenômenos naturais H2O líquido 25 0C H2O sólida T≤ 0 Na Cl2 NaCl Talidomida Por que estudar química? Desenvolvimento de polímeros Novos medicamentos Pigmentos Alimentos Defensivos agrícolas e fertilizantes Novos materiais Por que estudar química? Tratamento dos resíduos que geramos Teoria Atômica Modelo Atômico Núcleo: prótons (+) e nêutrons Extra nuclear: elétrons (-) O núcleo é extremamente pequeno e denso quando comparado com a nuvem eletrônica Como o átomo foi descoberto? Como foi a evolução da Teoria Atômica? O Átomo Moderno História da Teoria Atômica 450 A.C. Leucipo Matéria pode ser dividida em partículas cada vez menores, até chegar a um limite. Filósofos da Antiguidade 300 A.C. Demócrito Matéria era formada por minúsculas partículas indivisíveis. Denominação: Átomo (grego = indivisível). Postulou que a matéria é formada pela combinação de átomos de 4 elementos – água, terra, fogo e ar. Aristóteles Matéria era um contínuo e não constituída por partículas indivisíveis Teoria Atômica de Dalton (1803) Conhecia as Leis da Conservação de Massa e Composição Definida Utilizando dados experimentais ele propôs: Ressuscita conceitos antigos sobre a existência do átomo • Matéria é composta por átomos; • Átomos são permanentes – não podem ser criados ou destruídos; • Átomos de um dado elemento são idênticos; • Átomos de diferentes elementos possuem propriedades diferentes; • Transformações químicas: combinação, separação ou rearranjo de átomos; • Compostos químicos são formados por átomos de 2 ou mais elementos em razão fixa. Modelo Atômico de Dalton Modelo da “Bola de Bilhar” O átomo é uma minúscula partícula (esfera) maciça, indestrutível, impenetrável e indivisível. Contradições do modelo atômico de Dalton • 1898 - Marie e Pierre Curie Isolaram o polônio e rádio emitiam radiação se desintegravam materiais radioativos Oposição ao Modelo de Dalton: átomo é indivisível Modelo Atômico – Tubo de Cookes Experimentos em Tubo de Cookes Modelo Atômico – Tubo de Cookes Experimentos em Tubo de Cookes Partículas: saindo do cátodo em direção ao ânodo Sulfeto de zinco Sombra no ânodo Luminescência no sulfeto de zinco sombra Modelo Atômico – Tubo de Cookes As partículas que deixam o cátodo possuem carga negativa - elétrons Experimentos realizados por Joseph Johon Thomson Feixe defletido • Calculou a relação entre a carga e massa destas partículas (1,76 x 108 C/g) • Relação carga/massa é a mesma para diferentes cátodos e gases • Elétrons estão presentes em átomos de todos os elementos Experimentos realizados por Joseph Johon Thomson Modelo Atômico de Thomson 1898 Thomson sugeriu um novo modelo atômico Esfera de carga positiva Elétrons Esfera de carga positiva com elétrons (carga negativa) incrustados Modelo “Pudim de Ameixas” Qual a carga de um elétron? Experimento de Robert Andrews Millikan (físico) • À medida que as gotas de óleo passam através do orifício, elas são carregadas negativamente. • Os raios X ionizam os gases da câmara inferior: X(g) + Raios X X + (g) + e - Fonte de raios X (radiação ionizante) • A gravidade força as gotas para baixo. • O campo elétrico aplicado força as gotas para cima. • Quando uma gota está perfeitamente equilibrada, seu peso é igual à força de atração eletrostática entre a gota e a chapa positiva. Fonte de raios X (radiação ionizante) • Relação carga/massa ele calculou a carga de um elétron (-1,60 x 10-19 C) • Possibilitou calcular a massa do elétron = 9,109383 x 10-28 g Modelo Atômico de Rutherford • Orientado por J.J. Thomson (Cambridge – Inglaterra) • Descobriu as radiações (carga +) e (carga -) Modelo Atômico de Rutherford • Um alto desvio no sentido da chapa positiva corresponde à radiação que é negativamente carregada e tem massa baixa. Essa se chama radiação (consiste de elétrons). • Nenhum desvio corresponde a uma radiação neutra. Essa se chama radiação • Um pequeno desvio no sentido da chapa carregada negativamente corresponde à radiação carregada positivamente e de massa alta. Essa se chama radiação . Modelo Atômico de Rutherford Testar o modelo de Thomson (utilizou partículas ) Observações: Maior parte passou direto Algumas foram defletidas Poucas quase voltaram à fonte Se o modelo atômico de Thomson estivesse correto, o resultado de Rutherford seria impossível. O átomo com núcleo • Para fazer com que a maioria das partículas passe através de um pedaço de chapa sem sofrer desvio, a maior parte do átomo deve consistir de carga negativa difusa de massa baixa o elétron. • Para explicar o pequeno número de desvios grandes das partículas , o centro ou núcleo do átomo deve ser constituído de uma carga positiva densa. A descoberta da estrutura atômica O átomo com núcleo • Rutherford modificou o modelo de Thomson da seguinte maneira: – Suponha que o átomo é esférico mas a carga positiva deve estar localizada no centro, com uma carga negativa difusa em torno dele. A descoberta da estrutura atômica Modelo Atômico de Rutherford Conclusões • Toda carga positiva e a maior parte da massa se concentram em um volume muito pequeno - núcleo • Os elétrons ocupam o resto do espaço do átomo. Elétrons Núcleo Modelo “Planetário” Visão Moderna da Estrutura Atômica Núcleo: prótons (+) e nêutrons Extra nuclear: elétrons (-) O núcleo é extremamente pequeno e denso quando comparado com a nuvem eletrônica.
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