Química Geral aula 1

Prévia do material em texto

22/02/2018
1
Química Geral 
Profa: Dra Hosane Taroco
DECEB: Departamento de Ciências 
Exatas e Biológicas
1
Algumas observações sobre as 
aulas
2
•Disciplina: 54 horas (18 horas práticas e 36 h teóricas);
• Aulas práticas nas segundas feiras a tarde:
• Provas:
P1:02/04 (30 pontos)
P2:14/05 (30 pontos)
P3:18/06 (30 pontos)
Prova Substitutiva: 25/06
Relatório das aulas práticas: 10 pontos (média) 
3
Relatórios: 10 pontos;
Para ser aprovado : 60 % de aproveitamento
Reprovação: menor que 60 % de aproveitamento ou mais que
25 % de faltas;
Maiores informações, verificar o plano de ensino da disciplina
no portal didático.
Bibliografia
4
• Atkins, P, Princípios de Química – questionando a vida e o meio ambiente, 
Ed. Bookman, 2001.
•BROWN, T.L. et al. Química: a ciência central. 9 ed. São Paulo: Prentice Hall, 
2005. 972p.
•KOTZ, J.C; TREICHEL JR., P.M; WEAVER, G.C. Química geral e reações 
químicas. 6 ed. São Paulo: Cengage Learning, 2010. V.1. 611p. 
• Russel, J. B. Química Geral, Vol. 1. 2 ed., São Paulo; Makron Books, 1994.
• Russel, J. B. Química Geral, Vol. 2. 2 ed., São Paulo; Makron Books, 1994.
22/02/2018
2
Modelo atômico atual e configuração 
eletrôncia
Modelo atômico atual e configuração 
eletrôncia
átomos
Núcleo e eletrosfera
Prótons e nêutrons elétrons
Matéria 
5
Modelo atômico atual
• Descrito pela física quântica;
• Energia do elétron é quantizada;
• Não tem como prever a posição e a energia exata do elétron;
• Existe uma probabilidade de encontrar o elétron em uma 
determinada região ao redor do núcleo;
• Elétron se comporta como onda e partícula;
• Para maiores informações sobre localização do elétron no átomo: 
números quânticos;
• Números quânticos : Principal (n), secundário (l) , magnético (ml)
• Spin (s);
6
Número Quântico Principal (n)
Valores inteiros de 1, 2, 3, ...
n aumenta: o orbital torna-se maior, e o elétron
passa mais tempo mais distante do núcleo.
Define a camada ou nível eletrônico do elétron
7
Número Quântico Azimutal (l)
Pode ter valores inteiros de 0 a n-1 para
cada valor de n.
Define o formato do orbital.
8
22/02/2018
3
Número Quântico Magnético (ml)
Valores inteiros entre l e –l, inclusive zero.
Descreve a orientação do orbital no espaço.
9 10
Representação dos orbitais
•Todos os orbitais s são esféricos,
• A medida que n aumenta, os orbitais s ficam maiores,
•A medida que n aumenta, aumenta o número de nós,
•Probabilidade de se encontrar um elétron é zero em
um nó.
•Em um nó, Ψ2= 0
•Para um orbital s, o número de nó s é n-1.
Orbitais s
1s
2s
3s
11 12
22/02/2018
4
ORBITAIS p
�Para um mesmo n: orbitais p possuem mesmo tamanho e forma, mas
diferem pela orientação espacial;
� Aumento de n: aumenta o tamanho do orbital p;
13
Orbitais d
• Quando n é igual ou maior que 3;
• Os diferentes orbitais d em determinado nível têm diferentes 
formatos e orientações no espaço.
14
Possuem a 
mesma 
energia
15
Orbitais f
•Quando n é igual ou maior que 4;
•Existem sete orbitais f equivalentes;
• l = 3;
• Importante para lantanídeos e actinídeos.
16
22/02/2018
5
17
SPIN ELETRÔNICO
• Ao estudar espectros de átomos polieletrônicos: cada linha
espectral é constituída por duas pouco espaçadas;
• 1925, George Uhlenbeck e Samuel Goudsmit: spin eletrônico;
Número quântico magnético de spin: ms
ms = ± 1/2
18
CONFIGURAÇÕES ELETRÔNICAS
A maneira na qual os elétrons são distribuídos entre os vários 
orbitais de um átomo.
ESTADO FUNDAMENTAL
A mais estável configuração eletrônica: os elétrons estão nos 
estados mais baixos possíveis de energia.
19
•As configurações eletrônicas nos dizem em quais
orbitais os elétrons de um elemento estão localizados.
•Três regras:
-Os orbitais são preenchidos em ordem crescente de n.
-Dois elétrons com o mesmo spin não podem ocupar
o mesmo orbital (Pauli).
-Para os orbitais degenerados, os elétrons preenchem
cada orbital isoladamente antes de qualquer orbital
receber um segundo elétron (regra de Hund).
Regra de Hund
20
22/02/2018
6
Tabela periódica
A tabela periódica pode ser utilizada como um guia 
para as configurações eletrônicas,
•O número do período é o valor de n.
•Os grupos 1A e 2A têm o orbital s preenchido.
•Os grupos 3A -8A têm o orbital p preenchido.
•Os grupos 3B -2B têm o orbital d preenchido.
•Os lantanídeos e os actinídeos têm o orbital f 
preenchido.
21 22
Diagrama de energia 
23 24
22/02/2018
7
Configuração eletrônica
Escreva a configuração eletrônica e o diagrama de orbitais das 
espécies a seguir:
Dê os quatro números quânticos para o último elétron de 
valência: 
a) Li (Z = 3)
b) C (Z=12)
c) Na (Z = 11)
d) Na+ (Z=11)
e) Cl (Z = 17)
f) Cl- (Z = 17)
Qual o número atômico, número de massa e número de elétrons de cada uma das 
espécies?
25
Número atômico e número de massa
A
zX
NÚMERO DE MASSA
NÚMERO ATÔMICO
A = n + P
• Isótopos: mesmo número atômico
• Isóbaros: Mesmo número de massa
•Isótonos: mesmo número de nêutrons
26
Exemplo 1
•Um elemento eletricamente neutro possui A = 75 e n 
= 42, qual o número atômico deste elemento? E a sua 
identidade?
27
Exemplo 2
1.O átomo A85 tem 45 nêutrons e é isótopo de B que tem 42 nêutrons. B 
é isóbaro de C, cujo cátion divalente tem 36 elétrons. Determine:
a) o número atômico de A
b) o número de massa de B
c) o número de prótons de C
d) o número de nêutrons dos isótonos de C.
28
22/02/2018
8
Os átomos e o Mol
29
Átomos: unidades mais simples dos elementos;
Mol: é a quantia de substância que possui um número de unidades
fundamentais (átomos, moléculas ou outras partículas) igual ao número de
átomos presente em exatamente a 12 g do isótopo do carbono 12.
1 mol de átomos de Al = 6,02 x 1023 átomos de Al
1 mol de átomos de C = 6,02 x 1023 átomos de C
1 mol de moléculas de H2O = 6,02 x 10
23 moléculas de H2O 
Mol:
O mol é o número que indica 6,02.1023 unidades de qualquer espécie.
602.000.000.000.000.000.000.000
Mil
Milhão
Bilhão
Trilhão
Quatrilhão
Quintilhão
Sextilhão
O mol indica 602 sextilhões de qualquer espécie.
30
31 32
22/02/2018
9
Massa atômica
É a massa de um único átomo e é dada em u.
C = 12 u H = 1 u O = 16 u
Massa molecular
É a massa de uma única molécula em u.
-Quantas vezes uma molécula é mais pesada que 1/12 do C-
12;
EXEMPLO: H2O = 18 u. significa que uma só molécula de água
é 18 vezes mais pesada que 1/12 do C-12.
33
H
O 18 u
H
“Peso molecular” ou massa molecular 
(PM ou MM):
34
Massa molar
É a massa de um mol de partículas, ou seja: a massa de 6,02 x
1023 partículas (átomo ou molécula) e é dada em gramas.
- É a massa de um mol de moléculas ou de átomos (6,02.23
moléculas) em gramas;
É numericamente igual à massa molecular, porém a unidade é
grama, ao invés de u.
35
H2O = 18 u (massa molecular) e 18 g (massa molar)
C = 12 u(massa atômica) e 12 g (massa molar)
Tabela periódica
36
114 elementos (Brown et al., 2007)
22/02/2018
10
37
TABELA PERIÓDICA DOS ELEMENTOS Substâncias e elementos
� Elemento: é formado por átomos que apresentam as mesmas
propriedades químicas (número atômico).
� Substâncias: se caracterizam por uma porção desses átomos.
Todas as substâncias são formadas de elementos (exemplo:
enxofre elementar) ou de compostos (exemplo: água, ácido
sulfúrico, etc.).
38
SUBSTÂNCIAS PURAS
- A maioria das substâncias que conhecemos não são puras (são
encontradas em laboratórios). Ex.: ar (gás), rochas (sólido), gasolina
(líquido).
Substância pura: matéria com propriedades distintas e que não
variam de amostra para amostra. Substânciapura é aquela formada
exclusivamente por partículas (moléculas ou átomos) quimicamente
iguais. Ex.: água pura (líquido), sal comum (sólido).
39
Substância Pura
- As substâncias puras podem ser classificadas como simples
ou compostas.
Exemplos:
�Gás nitrogênio (N2) é uma substância pura simples, pois é
formada apenas pelo elemento N.
� Já a água pura é uma substância pura composta, pois
contém dois elementos em suas moléculas (H2 + O).
40
22/02/2018
11
Substância Fórmula Representação
Gás hidrogênio H2
Gás oxigênio O2
Gás ozônio O3
Substância pura simples: constituída de uma molécula formada por
átomos do mesmo elemento químico (mesmo tipo de átomo).
Observação: é muito difícil encontrarmos substâncias puras livres na
natureza. Em geral, elas são produzidas em laboratório, por processos de
fracionamento de misturas ou métodos de purificação. 41
Substância pura composta: é constituída por
uma molécula formada por mais de um elemento
químico.
Substância Fórmula Representação
Água H2O
Sal de cozinha NaCℓ
Açúcar C12H22O11
42
MISTURAS
- Misturas: são formadas por duas ou mais substâncias ;
- Classificação das misturas: classificam em homogênea
(ar, açúcar + café) ou heterogênea, dependendo da
natureza de seus constituintes;
� Exemplo de substância heterogênea:
Areia+pedra+terra, granito (quartzo, feldspato e mica).
43 44
22/02/2018
12
CLASSIFICAÇÃO DAS MISTURAS
Fase: em uma mistura, é cada uma das porções
que apresenta aspecto homogêneo ou uniforme.
Mistura homogênea: toda mistura que apresenta
uma única fase.
Mistura heterogênea: toda mistura que apresenta
pelo menos duas fases.
45
Água (H2O) + açúcar 
dissolvido (C12H22O11)
Aspecto visual 
contínuo: uma única 
fase
Óleo(CxHy) + água (H2O)
Aspecto visual 
descontínuo: duas 
fases
Água 
gaseificada
Aspecto 
visual 
descontínuo: 
duas fases
EXEMPLOS:
46
47
Água + Óleo. Mistura heterogênea com duas fases 
48
22/02/2018
13
Exemplos de outras misturas
Nome Componentes principais
Amálgama Mercúrio (Hg) + outros metais
Vinagre Água (H2O) + ácido acético(CH3COOH)
Latão Cobre (Cu) + zinco (Zn)
Bronze Cobre (Cu) + estanho (Sn)
Aço Ferro (Fe) + carbono (C)
Álcool hidratado Etanol (CH3OH) + água (H2O)
49 50
Bibliografia
- BROWN, T.L. et al. Química: a ciência central. 9 ed. São Paulo:
Prentice Hall, 2005. 972p.
- KOTZ, J.C; TREICHEL JR., P.M; WEAVER, G.C. Química geral e reações
químicas. 6 ed. São Paulo: Cengage Learning, 2010. 1v. 611p.
- RUSSELL, J.B. Quimica geral. 2 ed. São Paulo: Pearson: Makron
Books, 2008. 1v. 621p.
51