soluções elementos químicos 2

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M. I. - Aula nº 6
2. Soluções. Elementos químicos
MATERIAIS: diversidade e constituição
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Os materiais
2
Soluções. Elementos químicos
Módulo Inicial
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2. Soluções. Elementos químicos
Sumário:
2.2 - Elementos químicos.
	2.2.1. Átomos e elementos
	2.2.2. Número atómico e número de massa
	2.2.3. Composição isotópica dos elementos
	2.2.4. Massa atómica e massa isotópica
	2.2.5. Massa atómica e massa molar
	2.2.6. Massa molecular e massa molar
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2.2 – ELEMENTOS QUÍMICOS
2.2.1. Átomos e elementos
Os elementos químicos são constituídos por um conjunto de átomos idênticos entre si. 
Os elementos podem apresentar-se sob a forma de diferentes substâncias elementares. 
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Elementos químicos - caracterizam-se pelo número atómico, Z (número de protões do núcleo) = número de electrões do átomo (neutro).
2.2.2. Número atómico e número de massa
Z, número atómico = 9 9 protões no núcleo (9 electrões no átomo neutro)
Núcleo: protões + neutrões 		(A nucleões) 
A = Número de massa
F
9
19
A, número de massa = 19 	19 nucleões 
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Elemento químico - conjunto de átomos com o mesmo número atómico, Z. 
2.2.3. Composição isotópica dos elementos
  Isótopos - átomos do mesmo elemento (mesmo Z) mas diferentes números de neutrões (diferentes números de massa, A)
 Os isótopos são identificados pelo número de massa, A. 
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 A massa atómica relativa de um átomo - relação entre a massa do átomo e a “unidade de massa atómica” (duodécima parte da massa do átomo do isótopo carbono-12).
2.2.4. Massa atómica e massa isotópica
A massa atómica relativa de um elemento, Ar , é a média ponderada das massas isotópicas relativas dos isótopos desse elemento. 
Ar = w1 A1 + w2 A2 + w3 A3 + ...
wi é a abundância relativa do isótopo de massa isotópica Ai
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Exercício:
Cloro natural - constituído por dois isótopos, 35Cl (75,53%) e 37Cl ( 24,47% ) de massas isotópica relativas de 34,97 e 36,97, respectivamente. - Qual será a massa atómica média do cloro natural? - Qual é a massa atómica relativa do cloro?
Em 100 átomos de cloro natural: 75,53 átomos de 35Cl (massa 34,97) e 24,47 átomos de 37Cl (massa 36,97). 
Média pesada das massas atómicas = massa atómica média do cloro:
75,53 x 34,97 mu + 24,47 x 36,97 mu
= 35,46 mu
100
M(Cloro natural) = 35,46 mu 
Mr(Cloro natural) = 35,46 
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 A massa atómica relativa, Ar, de um átomo indica quantas vezes a massa média dos átomos desse elemento é superior à “unidade de massa atómica”.
2.2.5. Massa atómica e massa molar
Exemplo: A massa (média) de um átomo de mercúrio é 3,331 x 10-22 g.
Quantas vezes essa massa é superior a 1,6605 x 10-27 kg (unidade de massa atómica, mu)?
A massa atómica relativa do mercúrio, Ar(Hg), é 200,6.
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Para qualquer elemento de massa atómica relativa Ar,
em A gramas desse elemento existem 6,022 x 1023 átomos.
A massa correspondente a 6,022 x 1023 átomos de um elemento é a «massa molar», M, desse elemento. 
É a massa atómica relativa, expressa em gramas. O conceito de “massa molar” é retomado mais adiante, na secção 2.2 da Unidade 2
A massa (média) de um átomo de mercúrio é 3,331 x 10-22 g.
Qual o número de átomos de mercúrio em 200,6 g desse metal?
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 A massa molecular relativa, Mr, é a relação entre a massa de uma molécula e a “unidade de massa atómica”. 
Pode obter-se a partir da soma das massas atómicas relativas de todos os átomos que constituem a molécula. 
2.2.6. Massa molecular e massa molar
Para qualquer composto de massa molecular relativa Mr,
em M gramas desse composto existem 6,022 x 1023 moléculas (ou unidades estruturais).
A massa correspondente a 6,022 x 1023 moléculas de um composto é a «massa molar», M, desse composto. 
É a massa molecular relativa, expressa em gramas.
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Exemplo: As massas atómicas relativas do hidrogénio e do oxigénio são, respectivamente, 1,008 e 15,999.
1 – Qual é a massa molecular relativa da água?
2 – Qual a massa de uma molécula de água (mu = 1,6605 x 10-27 kg)? 
3 – Qual é a massa molar da água?
3 – Quantas moléculas de água há em 18,015 g do composto? 
1 – Mr(H2O) = 2 x 1,008 + 15,999 = 18,015 
2 – 18,015 x 1,6605 x 10-27 kg = 29,914 x 10-27 kg = 29,914 x 10-21 mg
3 – 18,015 g/mol (massa molecular relativa, expressa em g/mol)
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Relação entre as massas das partículas e as correspondentes massas molares
		Substância elementar
		Massa (média) de uma partícula
		Massa ató-mica relativa
		Massa molar do elemento
		Hidrogénio, H
		1,6738 x 10-27 kg
		1,008
		1,008 g mol-1
		Carbono, C
		19,944 x 10-27 kg
		12,011
		12,011 g mol-1
		Cloro, Cl
		58,870 x 10-27 kg
		35,453
		35,453 g mol-1
		Substância composta
		Massa (média) de uma partícula
		Massa mole-cular relativa
		Massa molar da substância
		Di-hidrogénio, H2
		3,3476 x 10-27 kg
		2,016
		2,016 g mol-1
		Dióxido de carbono, CO2
		73,079 x 10-27 kg
		44,010
		44,010 g mol-1
		Água, H2O
		29,914 x 10-27 kg
		18,015
		18,015 g mol-1
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