Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
Aula 1 * * Ementa Matéria e Energia, Estrutura atômica, Tabela periódica, Ligações químicas. Ácidos e bases. Química do ar, água e solo. Química dos poluentes e seus efeitos sobre o meio ambiente e a saúde pública. Objetivos Oferecer uma visão geral da Química Ambiental para que sejam capazes de relacionar questões dessa ciência aos impactos ambientais mais recorrentes e assim, propor soluções e medidas mitigadoras e de remediação. * * * Conteúdo Capítulo 1 - Matéria e energia. Capítulo 2 - Ácidos, bases e reações em meio aquoso. Capítulo 3 - A química da Atmosfera. Capítulo 4 - A química da Hidrosfera. Capítulo 5 - A química da Litosfera. * * * Bibliografia Básica BAIRD, C. Química Ambiental, 2 ed. Porto Alegre, Bookman, 2008. SPIRO, T. G., STIGLIANI, W, M., Química Ambiental. 2 ed. São Paulo, Pearson, 2009. BROWN, T. L., LEMAY, H. E., BURSTEN. B. E., BURDGE, J. R. Química uma ciência central. 9 ed. São Paulo, Pearson, 2005. JERÔNIMO, C.E.M; MELO, H.N.S. Caracterização dos resíduos químicos de um laboratório de análises físico-químicas e microbiológicas de águas e efluentes. Rev. Elet. Em Gestão, Educação e Tecnologia Ambiental, v.7, n.7, p.1520-1526, mar-ago 2012. * * * Bibliografia Complementar ATKINS, P. JONES, L. Princípios de Química - Questionando a vida moderna e o meio ambiente. Bookman, 3ª Ed. Porto Alegre, 2005. ROCHA, J. C., ROSA, A. H., CARDOSO, A. A. Introdução à química ambiental. Porto Alegre, Bookman, 2004. MANOM E. B., PACHECO, E. B. A. V., BONELLI, C. M. C., Meio ambiente poluição e reciclagem. 1ªed., São Paulo, Edgard Blucher, 2005. KOTZ, J. C., TREICHEL, P. Química e Reações Químicas. 4ªed., Rio de Janeiro, LTC, 2002. BRUICE, P. Y., Química orgânica. Vol.1, 4ªed., São Paulo, Pearson, 2006. * * * Matéria e Teoria Atômica Tabela Periódica dos Elementos Ligações Químicas Compostos Iônicos e Moleculares * * * 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. * * Figura 1: Diferentes exemplos dos estados da matéria. Fonte: Petrucci, Harwood and Herring. General Chemistry Principles and Modern Applications 8th Ed. Windsor, Prentice-Hall, 2002 * SÓLIDO LÍQUIDO GASOSO O Estudo da Matéria * * * Classificação da Matéria * * Entender a estrutura atômica (evolução dos modelos atômicos) É FUNDAMENTAL para entender como a mesma influencia nas propriedades da matéria. * * * 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 * 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 * J. J. Thomson (1897) – Descoberta do elétron O átomo é subdivisível: experimentos (raio catódico) revelaram que o átomo tem partículas carregadas negativamente (elétrons); 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. Fonte: BROWN, T. L., LEMAY, H. E., BURSTEN. B. E., BURDGE, J. R. Química uma ciência central. 9 ed. São Paulo, Pearson, 2005 * Modelo atômico de J.J.Thomson - Sugeriu que o átomo poderia ser uma esfera carregada positivamente na qual alguns elétrons estão incrustados. * * 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). * Figura 4: Representação do átomo nuclear. Fonte: Petrucci, Harwood and Herring. General Chemistry Principles and Modern Applications 8th Ed. Windsor, Prentice-Hall, 2002 * Partículas subatômicas: prótons (+), nêutrons e elétrons (-); Carga de um elétron = - 1,602.10-19 C Carga de um próton = + 1,602.10-19 C (1,602.10-19 C carga eletrônica) * O átomo nuclear * * Átomo é neutro: número de prótons = número de elétrons A massa do elétron é desprezível em relação à massa do próton e do nêutron. Número atômico (Z) = número de prótons no núcleo Número de massa (A) = número de prótons + número de nêutrons no núcleo O átomo nuclear * * Isótopos São elementos que possuem o mesmo número atômico (Z), porém com massa atômica (A) diferentes (n° neutrons ≠). Exemplos: * * * A massa (em gramas) do 1H é 1,6735.10-24 g e do 16O é 2,6560.10-23 g. Usando (u) unidade de massa atômica: 1 u = 1,66054.10-24 g 1 g = 6,02214.1023 u Por convenção: a massa de 12C = exatamente 12 u Portanto, a massa atômica do 1H=1u e do 16O=16u * * * Massas atômicas médias A massa atômica relativa: massas médias dos isótopos: O C natural: 98,892 % de 12C + 1,107 % de 13C. A massa média do C: (0,9893)(12 u) + (0,0107)(13,00335) = 12,01 u * * * 1871: Lothar Meyer e Dmitri Mendeleev (ordem crescente de nº de massa) Atualmente: 116 elementos Ordem crescente de número atômico (Z) - horizontal. Propriedades físicas e químicas similares - vertical. * * http://tabelaperiodicacompleta.com.br * Figura 5: Classificação dos elementos – Tabela Periódica. * * * 19 K 39,0983 Número atômico (Z) Símbolo atômico Peso atômico * * * * * * Figura 6: Propriedades periódicas dos elementos. A posição do elemento revela suas propriedades * Figura 7: Níveis e subníveis de energia. Fonte: Usberco, J.; Salvador, E. Química, 5ª.ed.reform., São Paulo:Saraiva, 2002, p.64-67 * Modelo atômico de Niels Böhr Níveis e subníveis energéticos * * Distribuição eletrônica de 26Fe e 26Fe2+ 26Fe = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6 26Fe2+ (- 2e-) = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 * Diagrama de Linus Pauling Transferência de e- camada mais externa do átomo: CAMADA DE VALÊNCIA Energia crescente: 1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s < 4f < 5d < 6p < 7s < 5f < 6d * * * Átomos podem perder ou ganhar elétrons ÍONS Íon (+) CÁTION Íon (-) ÂNION Átomos podem perder ou ganhar mais de um elétron Cargas iônicas, representadas por índice superior Nos CÁTIONS: +, 2+, 3+ Nos ÂNIONS: -, 2-, 3- * * * Previsão das cargas iônicas Posição do elemento na Tabela Periódica Figura 8: Cargas de alguns íons encontrados em compostos comuns. Fonte: BROWN, T. L., LEMAY, H. E., BURSTEN. B. E., BURDGE, J. R. Química uma ciência central. 9 ed. São Paulo, Pearson, 2005 CÁTIONS ÂNIONS METAIS tendem a perder e- e NÃO METAIS tendem a ganhar e- * Ligações químicas: transferência ou compartilhamento de e- Elementos buscam a estabilidade (regra do octeto) COMPOSTOS IÔNICOS: formados pela combinação de íons LIGAÇÃO IÔNICA (transferência de e-) Geralmente entre METAL + NÃO METAL * Íon sódio Íon cloro Composto iônico (cloreto de sódio) Íons e compostos iônicos * * * * Ligação covalente Ligação covalente coordenada Moléculas são reuniões de dois ou mais átomos ligados entre si (NÃO METAIS): Compartilhamento de e-Suas fórmulas químicas indicam quais átomos compõem a molécula e em qual proporção são encontrados. Exemplos: H2O, CO2, CO, CH4, H2O2, O2, O3 e C2H4. * * IÔNICOS Formado por íons Combinam metais e não-metais Exemplos: NaCl, CaCl2 MOLECULARES Formado por moléculas Em geral, somente não-metais Exemplos: H2O; CH4 * * * Matéria e Teoria Atômica Tabela Periódica Ligações Químicas Compostos Iônicos e Moleculares * * * * * * *
Compartilhar