2014812_21162_1-Estrutura+Atomica+e+Tabela+Periodica

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QUÍMICA GERAL 
Prof.: Evandro Scalabrin
ÁTOMOS E A TABELA PERIÓDICA
É a ciência da matéria e das mudanças que ela sofre. O mundo da química, portanto engloba todo o mundo material que nos rodeia. Nenhum material fica de fora da química, seja vivo ou morto, vegetal ou mineral, na terra ou em uma estrela distante
QUÍMICA
Química Geral – John Russell
Pricípios de Química – Masterton / Slowinski / Stanitski
Química Geral e Reação Química – John C. Kotz / Paul M. Treichel, Jr
Princípios de Química – Peter Atkins
BIBLIOGRAFIA
INTRODUÇÃO
- Qual é a importância da disciplina de Química dentro de um curso
 de Engenharia de Controle e Automação?
- Qual é a aplicação da Química, sob o ponto de vista prático, para problemas da sociedade?
- Qual é a importância do conhecimento em Química dentro da Industria Metal Mecânica ?
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO
1 – Átomos e a Tabela Periódica
2 – Ligações Químicas
3 – Estrutura Cristalina
4 – Funções inorgânicas
5 – Estudo dos Gases
6 – Soluções químicas
7 – Reações Químicas
8 – Hidrocarbonetos
9 – Materiais Metálicos
10 – Reações de Combustão
AVALIAÇÃO
ESTADOS DA MATÉRIA
Observando o Ambiente
O Universo é constituído de Matéria e Energia.
	Matéria: é tudo que ocupa lugar no espaço e tem massa.
	Energia: o calor que nos aquece, a luz do sol, de outras estrelas ou das lâmpadas são formas de energia.
MASSA
O que tem mais massa, um balde cheio de chumbo ou um balde cheio de água?
Por que uma bola de golfe quando arremessada contra uma janela de vidro estilhaça o vidro e não sofre muita modificação, enquanto uma bola de pingue-pongue arremessada a uma mesma velocidade sofre grande mudança de direção, ricocheteando no vidro?
INÉRCIA
Inércia: é a propriedade da matéria de resistir a qualquer variação de seu estado de repouso ou de movimento.
	É mais fácil empurrar um carro do que um caminhão, porque os corpos que apresentam maior inércia são aqueles que apresentam maior massa
PESO 
Peso: é a força de atração gravitacional que a Terra exerce sobre um corpo.
	Peso e massa de um corpo não é a mesma coisa, o peso de um corpo depende do valor local da aceleração da gravidade e a massa é a quantidade de matéria, além de ser uma propriedade exclusiva do corpo, não depende do local onde é medida.
IMPENETRABILIDADE
 Impenetrabilidade: dois corpos não podem ocupar o mesmo lugar no espaço ao mesmo tempo.
1 – Pergunta: Quando se mergulha uma toalha de banho, em um tanque cheio de água, saem bolhas. Como se explica este fenômeno?
SÓLIDO
Sólido: possui forma e volume constantes. Neste estado, as partículas que formam a matéria (que podem ser átomos, moléculas ou íons), estão distribuídas regularmente, ocupando posições fixas, formando um arranjo definido. Entre elas surgem forças de atração intensas. Em conseqüência disto, a estrutura é rígida, possui forma e volume constantes e alta resistência a deformações.
Líquido: possui volume constante e forma variável dependendo do recipiente onde está contido. Neste estado, as forças de atração entre as partículas que formam a matéria são suficientes para manter as partículas unidas, mas não impedem que elas se movimentam para determinadas direções. Em conseqüência disso, os líquidos tem volume constante, mas a forma do recipiente que o contém.
LÍQUIDO
GASOSO
Gasoso: possui forma e volume variáveis. As forças de coesão entre as partículas que formam a matéria são muito fracas, de modo que elas se deslocam de maneira desordenada e em alta velocidade. Por isso, o gás não tem forma e volume definidos. O gás tende a ocupar todo o espaço disponível do recipiente onde está contido. Podemos perceber que o gás tende a ocupar todo o espaço disponível, através do odor que se espalha rapidamente quando um gás odorífico é colocado em uma sala.
MUDANÇAS DE ESTADO DA MATÉRIA
Ponto de Fusão e Ponto de Ebulição
Ponto de Fusão (P.F.): Se você aquecer um certa quantidade de um sólido, depois de um certo tempo você perceberá que este começa a se transformar em líquido, e durante toda a fusão a temperatura permanecerá constante. Esta temperatura na qual uma determinada espécie de matéria passa do estado sólido para o estado líquido, sob determinada pressão, recebe o nome de Ponto de Fusão.
Ponto de Ebulição (P.E.): temperatura na qual uma determinada espécie de matéria passa do estado líquido para o gasoso, sob determinada pressão. Energia necessária para vencer as forças de atração intermoleculares.
Ponto de Fusão e Ponto de Ebulição
Analisando-se o ponto de fusão(P.F.) e o ponto de ebulição(P.E) das substâncias químicas, pode-se saber as faixas de temperatura nas quais certas espécies de matéria se encontram, no ambiente, no estado sólido, líquido ou gasoso.
CURVA DE AQUECIMENTO
CURVA DE CONGELAMENTO
PLOBLEMAS
Pergunta 1: O gelo é a água no estado sólido, por que o gelo flutua na água líquida? 
Pergunta 2: O que é necessário para que um corpo flutue na água?
Pergunta 3: Onde é mais fácil de uma pessoa boiar e flutuar, na água do rio ou na água do mar?
Pergunta 4: Porque o álcool produz um efeito congelante na pele maior que a água?
DIAGRAMA DE FASES DA ÁGUA
Ponto triplo: fases em equilíbrio
QUÍMICA GERAL 
Prof.: Evandro Scalabrin
ESTRUTURA ATÔMICA
ESTRUTURA ATÔMICA
- Por que é importante conhecer a estrutura de um átomo?
Para ter o conhecimento da inter-relação entre a estrutura e as
propriedades da matéria. O comportamento físico e químico da
matéria depende da maneira pela qual os átomos interagem, e
esta por sua vez depende da sua estrutura.
- O que é matéria?
Matéria tem existência física real, é tudo que tem massa e
ocupa espaço.
O ÁTOMO DE DALTON (antiga)
Postulados de Dalton:
1- Toda matéria é formada por partículas extremamente pequenas, os átomos.
2- Os átomos são indivisíveis.
3- O número de átomos diferentes que existe na natureza é relativamente pequeno.
4- A formação de materiais se dá por meio de diferentes associações entre átomos iguais ou não. Essas associações são os átomos-compostos (molécula).
O ÁTOMO DE DALTON 
- Parte desta teoria ainda é aceita hoje em dia, embora saibamos que átomos são formados por pequenas partículas e que, devido a existência de isótopos, todos os átomos de um dado elemento não tem a mesma massa.
- Forneceu respostas satisfatórias para alguns problemas químicos (conservação da massa, nas transformações químicas)
- Forneceu estímulo para o mundo científico para começar a pensar seriamente sobre a existência dos átomos.
CARACTERÍSTICAS ELÉTRICAS DA MATÉRIA
	No final do século XVIII Benjamin Franklin observou que existem duas espécies de cargas elétricas, chamadas por ele, arbitrariamente, de positiva e negativa.
 Cargas elétricas de sinais opostos se atraem e cargas elétricas de mesmo sinal se repelem.
O ÁTOMO DE THOMSON
- Em 1890, ficou evidente para a maioria dos cientistas que os átomos consistem em uma parte carregada positivamente e alguns elétrons, mas isto não era totalmente claro.
- Em 1898, Thomson sugeriu que um átomo poderia ser uma esfera carregada positivamente na qual alguns elétrons estão incrustados (chamado modelo “pudim de ameixas”), e que estes elétrons poderiam ser facilmente removidos dos átomos.
- Mais tarde, o mesmo Thomson postulou que os elétrons estavam arranjados em anéis e circulavam em orbitas ao redor do núcleo.
- O modelo de Thomson foi aceito por muitos anos.
Experiência dos raios catódicos
 
Os gases são isolantes ou condutores?
Os gases, em condições normais, são isolantes. No entanto em baixíssimas pressões e altíssimas tensões os gases passam a ser condutores.
A observação do comportamento de gases em um tubo de descarga (=lâmpada fluorescente) forneceu novas indicações de que os átomos são divididos em fragmentos eletricamente carregados.
THOMSON
Pudim de ameixas.
* Conseguiu mostrar a existência de cargas elétricas (positivas e negativas)
em um átomo.
THOMSON
Thomson determinou, o valor da relação e/m entre a carga do elétron e sua massa.
O ÁTOMO DE RUTHERFORD
- Em 1890 descobriu-se que certos elementos são radioativos, e emitem radiação em alta energia, da qual há três tipos: partícula alfa, partícula beta e raios gama.
- Em 1911, Rutherford lançou um fluxo destas partículas alfa em diversos materiais, como papel e ouro.
- Algumas destas partículas foram desviadas (poucas), quando passaram através de uma folha extremamente fina de ouro. Outras eram rebatidas, sem atravessar a folha.
- Estas partículas foram detectadas por um clarão formado sobre um amteparo revestido com uma camada de sulfeto de zinco fosforecente (possibilitou detectar e medir os ângulos dos devios)
- Por que somente poucas partículas se desviaram,e por que alguns dos ângulos medidos eram tão grandes?
RUTHERFORD
Sistema Planetário
*O átomo estaria dividido em duas regiões: 
Núcleo (prótons e nêutrons) Eletrosfera (elétrons)
RUTHERFORD
De acordo com esta convenção, um átomo é constituído por:
- Prótons, carga +1
- Elétrons, carga -1
- Nêutron, sem carga, 0
CONCEITOS SOBRE O ÁTOMO
Número Atômico (Z): quantidades de prótons.
Z = p = e
Número de Massa (A): a soma das partículas que constitui o átomo. 
A = p + n + e
REPRESENTAÇÃO DE UM ÁTOMO
SEMELHANÇA ATÔMICA
ISÓTOPOS: mesmo número de prótons.
ISÓBAROS: mesmo número de massa.
ISÓTONOS: mesmo número de nêutrons.
ISOELETRONICOS: mesmo número de elétrons.
ÍONS: são átomos que ganharam ou perderam elétrons 
BOHR - moderna
*Explicação do átomo baseado na luz emitida por alguns elementos quando aquecidos. 
Ajudou a resolver o dilema, de como pode o átomo nuclear ser uma partícula estável? 
* O átomo é formado por um núcleo e níveis de energia quantizada (onde estão os elétrons), num total de sete.
Quando um átomo absorve energia, alguns de seus elétrons ganham energia e são elevados a um nível de energia maior.
ELÉTRONS
Orbitais – estados individuais (nível de energia) que podem ser ocupados por um elétron em um átomo. Cada orbital acomoda no máximo 2 elétrons.
Subcamadas – os orbitais em um átomo estão agrupados em conjuntos chamados subcamadas. Quatro tipos de subcamadas são ocupadas por elétrons, são elas:
s – 1 orbital (comporta no máximo 2 elétrons)
p – 3 orbitais (comporta no máximo 6 elétrons)
d – 5 orbitais (comporta no máximo 10 elétrons)
f – 7 orbitais (comporta no máximo 14 elétrons)
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA
Sequencia de preenchimento de subcamadas. Este diagrama é útil para lembrar a ordem na qual as subcamadas devem ser preenchidas.
EVOLUÇÃO DO MODELO ATÔMICO
LOUIS DE BROGLIE: demonstrou matematicamente o comportamento dualísta do elétron (se comportando como partícula e onda ao mesmo tempo). 
HEISEMBERG: demonstrou que é impossível determinar ao mesmo tempo a posição e a velocidade do elétron (PRINCÍPIO DA INCERTEZA). 
OBS: desta forma os elétrons passam a ocupar regiões, onde é máxima a probabilidade de estarem (ORBITAIS)
 O modelo atômico atual
DISTRIBUIÇÃO ELETRONICA EM ORBITAIS:
PRINCIPIO DA EXCLUSÃO DE PAULIN: um orbital comporta no máximo dois elétrons com spins contrários.
REGRA DE HUND: em um mesmo subnível os orbitais são preenchidos de forma a obter o maior número de elétrons desemparelhados. 
QUÍMICA GERAL 
TABELA PERIÓDICA
TABELA PERIÓDICA
INTRODUÇÃO
 À medida que foram sendo descobertos novos elementos surgiu à necessidade de classificar os elementos, isto é, reuni-los em grupos apresentando propriedades comuns.
LEI DE MENDELEEV (PERIODICA)
- As propriedades físicas e químicas dos elementos são uma função periódica das massas atômicas.
- No ano de 1869, fez uma impressionante predição, pelo menos mais três elementos químicos seriam adicionados à lista dos sessenta e três já conhecidos. Ele os chamou de eca-alumínio, eca-boro e eca-silício (Gálio, Germânio e Escândio).
- Mendeleev tinha chegado a esta antecipação fenomenal na Química por uma cuidadosa verificação das propriedades de todos os elementos conhecidos. Reuniu todos os dados referentes aos sessenta e três elementos da época. 
TABELA PERIÓDICA
O grande feito de Mendeleev foi classificar os elementos de maneira lógica, em famílias perfeitamente reconhecíveis. Uma das características de família que a tabela tornou óbvias foi a chamada valência.
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A TABELA PERIÓDICA MODERNA
A repetição verificada na lei periódica é a base da estrutura da tabela periódica moderna.
Grupos – famílias de elementos com propriedades químicas semelhantes, que distribuídos em colunas verticais.
- Grupos representativos, principais ou grupos A: são os grupos maiores, enumerados de IA até VIIA, mais o grupo 0 (gases nobres). 
- Grupos de transição, subgrupos ou grupos B: grupos menores, encontrados na região central da tabela periódica.
Períodos – são chamadas as filas horizontais da tabela periódica, e são enumeradas com algarismos de 1 a 7.
Os períodos 6 e 7 são os maiores, com 32 elementos cada, por que estão incluídos os lantanóides e actinóides, chamados elementos de transição interna.
CAMADA DE VALÊNCIA
É a camada de elétrons mais externa ao núcleo, que nos indica a “capacidade de combinação”, e os elétrons na camada mais externa são responsáveis pela maneira dos átomos se combinarem (formarem ligações) ente si.
- Período 1: consiste em dois elementos, pois tem somente o subnível “s”.
- Períodos 2 e 3: completam-se com o subnível “p” da camada de valência, que pode comportar seis elétrons.
- Períodos 4, 5, 6 e 7: os elétrons são adicionados em um subnível “d”, como a subcamada d pode conter até 10 elétrons, isto explica o fato de que há dez elementos na série de elementos de transição.
- Ao longo da série de lantanóides e actinóides o subnível a ser preenchido é o “f”, tendo um número máximo de 14 elétrons.
Algumas propriedades dos átomos mostram variações em função do número atômico, descreveremos a variação de três propriedades:
- Raio atômico
- Energia de ionização
- Afinidade eletrônica
A PERIODICIDADE NAS PROPRIEDADES ATÔMICAS
RAIO ATÔMICO
Nos mostra o tamanho de um átomo dentro de uma ligação.
Nos grupos aumenta de cima para baixo, pois a camada de valência fica mais distante do núcleo.
Nos períodos diminui no decorrer do período, devido aos elétrons adicionados na camada de valência aumentando a atração de elétrons pelo núcleo. 
ENERGIA DE IONIZAÇÃO
Quando um átomo isolado, em seu estado fundamental, absorve energia, o elétron pode se transferir de um nível energético para outro.
Se a energia fornecida for o suficiente, o elétron pode ser completamente removido do átomo, originando um íon positivo.
A energia de ionização é a mínima energia necessária para remover um elétron de um átomo isolado, no seu estado fundamental.
AFINIDADE ELETRÔNICA
 A afinidade eletrônica de um átomo é definido como a quantidade de energia envolvida no processo em que um átomo isolado recebe um elétron, formando um íon negativo. Quanto mais negativo o valor da afinidade eletrônica maior é a tendência do átomo em receber elétron.
 Definida também como a quantidade de energia liberada durante o processo do átomo ganhar um elétron.