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Química AmbientalQuímica InorgânicaTécnico em Química BELO HORIZONTE / MG LUCIANA ROCHA TEIXEIRA DE MATOS QUÍMICA INORGÂNICA 546 M387n Matos, Luciana Rocha Teixeira de. Química inorgânica / Luciana Rocha Teixeira de Matos. Belo Hor- izonte – MG: Adastra Editora, 2015. 98 f.; il., ISBN 978-85-69111-79-5 Apostila de Técnico em Química 1. Ligações químicas. 2. Átomo. 3. Matéria. 4. Energia. I. Títu- lo. CDD: 546. AUTORES ............................................................................ LUCIANA ROCHA TEIXEIRA DE MATOS ADASTRA EDITORA LTDA ............................................................................ Avenida Afonso Pena, 941 – 4º andar Centro CEP: 30.130-002 – Belo Horizonte – MG INORGÂNICO QUÍMICA INORGÂNICA Química InorgânicaTécnico em Química SUMÁRIO CURSO TÉCNICO EM QUÍMICA .......................................... 07 ............. 08 ............................. 11 ........ 13 ................. 15 ........... 15 ................ 19 .......................................... 27 ...................................... 28 .................................... 28 ........................... 29 .................... 30 ................. 30 ................................... 34 ............... 41 ................................................................ 42 ......................... 43 ................................... 44 ....................................... 48 ........................................................ 52 ........................................ 53 ......................... 54 .... 56 ......... 57 UNIDADE I – MEDIDAS E CONCEITOS EM QUÍMICA 1. Matéria e Energia 2. Substâncias e suas transformações químicas e físicas 3. Estados físicos da matéria 4. Misturas e identificação de substâncias 5. Misturas eutéticas e azeotrópicas 6. Processos de separação de misturas 7. Sistema métrico: massa, volume e densidade - Ideias-chave - Recapitulando - Para fixar o conteúdo UNIDADE II - TEORIA ATÔMICA E CARACTERÍSTICAS DO ÁTOMO 1. Modelo de Dalton 2. Modelo de Thomson 3. Modelo de Rutherford 4. Modelo de Rutherford-Bohr 5. O Modelo dos orbitais atômicos 6. Estados energéticos dos elétrons 7. Distribuição eletrônica - Ideias-chave - Recapitulando - Para fixar o conteúdo UNIDADE III - DETERMINAÇÃO DE PESOS ATÔMICOS E FÓRMULAS MOLECULARES 1. Principais características do átomo 2. Íons 3. Isótopos, Isóbaro e Isótonos 4. Fórmulas moleculares 5. Equações químicas - Ideias-chave - Recapitulando - Para fixar o conteúdo UNIDADE IV – PROPRIEDADES PERIÓDICAS 1. Períodos 2. Famílias ou grupos 3. Classificação dos elementos 4. Distribuição eletrônica de átomos neutros e de íons 5. Propriedades periódicas e aperiódicas dos elementos químicos - Ideias-chave - Recapitulando - Para fixar o conteúdo UNIDADE V – LIGAÇÕES QUÍMICAS 1. Ligação iônica, Eletrovalente ou Heteropolar 2. Ligação covalente, Molecular ou Homopolar 3. Geometria molecular 4. Polaridade 5. Forças intermoleculares 6. Ligação metálica - Ideias-chave - Recapitulando - Para fixar o conteúdo UNIDADE VI – FUNÇÕES INORGÂNICAS 1. Dissociação iônica e ionização 2. Ácidos 3. Bases ou hidróxidos 4. Sais 5. Óxidos - Ideias-chave - Recapitulando - Para fixar o conteúdo SITES E LINKS ÚTEIS REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................... 66 ................... 67 ..................................... 70 ..................................................... 71 ................................ 73 ........................................... 75 ...................... 82 ............................................................ 83 ...................................... 85 ............................................................... 88 ........................................................... 90 ........................................ 96 ..................... 96 I N T R O D U Ç Ã O Química InorgânicaTécnico em Química 6 QUÍMICA INORGÂNICA Inorgânica é a parte da química que estuda, em geral, as substâncias da natureza que não contêm carbono. Das substâncias existentes em todo o mundo, 95%, aproximadamente, são de materiais inorgânicos. Assim como você experimenta uma determinada fruta e a classifica em ácida, doce, amarga, essa parte da química classifica as substâncias e as subdivide em grupos distintos. Essa característica das frutas de apresentar determinado sabor, diz respeito à sua classe inorgânica pertencente. Várias frutas, como o limão, por exemplo, são cítricas, ou seja, possuem em sua composição o ácido cítrico, sendo assim, se classificam como ácidas. A química inorgânica apresenta suas substâncias classificadas conforme características físicas e químicas, ou seja, com propriedades semelhantes ― são as chamadas funções inorgânicas que são QUÍMICA INORGÂNICA Introdução divididas em quatro grupos: - Ácidos – Todos compostos quando dissolvidos em soluções aquosas sofrem ionização, liberando o Cátion H+. Exemplo: ácido acético, ácido clorídrico. - Bases – São substâncias que, quando colocadas em soluções aquosas, liberam o ânion OH- pela dissociação iônica. Esse íon OH- também é chamado de hidróxido. Exemplos: Hidróxido de sódio (NaOH), Hidróxido de magnésio Mg(OH)2. - Sais – Todo composto que, em solução aquosa, sofre dissociação e libera pelo menos um cátion diferente de H+ e um ânion diferente de OH-. Exemplos: Dicromato de potássio (k2Cr2O7), sulfato de cobre (CuSO4). - Óxidos – Os óxidos são compostos binários, ou seja, são substâncias formadas por dois tipos de elementos. Exemplo: Óxido de cálcio (CaO), dióxido de carbono (CO2). (THIAGO RIBEIRO) 7Química InorgânicaTécnico em Química QUÍMICA INORGÂNICA UNIDADE I MEDIDAS E CONCEITOS EM QUÍMICA Fonte: http://fisikanarede.blogspot.com.br/2011 Outra característica da energia é que ela é interconversível em suas várias formas. Por exemplo, na energia eólica, o equipamento transforma energia mecânica – a partir de uma fonte renovável, no caso, o vento – em energia elétrica. Fonte: http://www.alunosonline.com.br/quimica 1. MATÉRIA E ENERGIA “Química é a ciência que estuda a matéria, as suas transformações e a energia envolvida nesses processos.” Química engloba todo o mundo material, inclusive nós mesmos, que somos constituídos de matéria. É também interessante ressaltar que o ar é matéria, pois, por meio de experimentos, já se comprovou que ele possui massa e ocupa um lugar no espaço. • Corpo: amostra ou porção limitada da matéria. • Objeto: é um corpo que sofreu alterações e foi produzido para a utilização do ser humano. • Sistema: corpo submetido a uma observação. • Transformação da matéria: conjunto de processos pelo qual se modificam as propriedades de determinado material. As transformações da matéria são também denominadas fenômenos, que podem ser físicos (não alteram a estrutura ou a constituição da matéria) ou químicos (alteram a estrutura ou a constituição da matéria). • Energia: também é de difícil definição, pois não é algo material. Por exemplo, nós não vemos a energia elétrica passando por um fio, mas sabemos que ela passa e, por isso, não pegamos em um fio desencapado. Química InorgânicaTécnico em Química 8 QUÍMICA INORGÂNICA Não existe matéria sem energia. Ainda que não esteja manifestada de forma clara, como no caso da madeira, a energia ainda está presente. Até hoje não se conseguiu o feito de separá-las. 2. SUBSTÂNCIAS E SUAS TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS E FÍSICAS Substâncias É um conjunto de átomos com as mesmas propriedades químicas que constitui um elemento químico, e cada substância é caracterizada por uma proporção constante desses elementos. A classificação das diferentes substâncias é feita de acordo com sua composição. Substância pura Tipo de matéria formada por unidades químicas iguais, sejam átomos, sejam moléculas, e por esse motivo apresentam propriedades químicas e físicas próprias. As substânciaspuras podem ser classificadas como simples e compostas. Substâncias Simples A substância formada por um ou mais átomos de um mesmo elemento químico é classificada como substância pura simples ou, simplesmente, substância simples. Exemplos de substâncias simples, ou seja, formadas por um único tipo de elemento químico. Substância Composta Quando as moléculas de determinada substância são formadas por dois ou mais elementos químicos, ela é classificada como substância pura composta ou, simplesmente, substância composta. Exemplos de substâncias compostas, ou seja, formadas por mais de um elemento químico diferente. Fenômeno Físico e Químico Qualquer modificação que ocorra com a matéria é considerada um fenômeno: água em ebulição, massa do pão “crescendo”, explosão de uma bomba. Os fenômenos podem ser classificados em físicos ou químicos. Fenômenos físicos: não alteram a natureza da maté- ria, isto é, a sua composição. Nesses fenômenos, a forma, o tamanho, a aparência e o estado físico podem mudar, porém a constituição da substância não sofre alterações. Os principais fenômenos físicos são as mudanças de estado físico. As mudanças de estados físicos da água são fenômenos físicos. 9Química InorgânicaTécnico em Química QUÍMICA INORGÂNICA Fenômenos Químicos: alteram a natureza da maté- ria, ou seja, a sua composição. Quando ocorre um fenômeno químico, uma ou mais substâncias se transformam e dão origem a novas substâncias. Então, dizemos que ocorreu uma reação química. Quando você queima um pedaço de papel, constituído de celulose, ocorre a formação de uma substância de cor preta (carvão) e, simultaneamente, a formação de fumaça, constituída principalmente de vapor d’água e gás carbônico. Essas novas substâncias foram formadas pela reação química entre a celulose e o oxigênio do ar. Uma maneira bem simples de reconhecermos a ocorrência de um fenômeno químico é a observação visual de alterações que ocorrem no sistema. A formação de uma nova substância está associada à: 1. Mudança de cor: Exemplo: queima de um papel, alvejante em tecido colorido, queima de fogos de artifício. Química InorgânicaTécnico em Química 10 QUÍMICA INORGÂNICA 2. Liberação de um gás (efervescência): Exemplos: antiácido estomacal em água; bicarbonato de sódio em vinagre. 3. Formação de um sólido: Exemplo: Quando misturamos nitrato de chumbo e iodeto de potássio, ocorre a formação de um precipitado amarelo, o iodeto de chumbo. 4. Aparecimento de chama ou luminosidade: Exemplo: Álcool queimando, luz emitida pelos vagalumes. 11Química InorgânicaTécnico em Química QUÍMICA INORGÂNICA Porém, algumas reações ocorrem sem essas evidências visuais. A formação de novas substâncias é constatada pela mudança das propriedades físico-químicas. 3. ESTADOS FÍSICOS DA MATÉRIA Toda matéria é constituída de pequenas partículas e, dependendo do maior ou menor grau de agregação entre elas, pode ser encontrada em três estados físicos: sólido, líquido e gasoso. Cada um dos três estados de agregação apresenta características próprias – como o volume, a densidade e a forma –, que podem ser alteradas pela variação de temperatura (aquecimento ou resfriamento). O estado sólido Em alguns corpos sólidos, as partículas que os constituem ficam muito próximas umas das outras. No estado sólido, a matéria: Tem forma própria. Uma aliança de ouro terá sempre a mesma forma, onde quer que seja colocada. Tem volume definido. Medindo as dimensões da aliança de ouro, você poderá determinar o seu volume. Em alguns casos, corpos sólidos se transformam em líquidos ou gasosos quando aquecidos, ou quando a pressão é reduzida. O estado líquido No estado líquido, a matéria apresenta suas partículas mais afastadas umas das outras do que no estado sólido. Isso permite que elas se movimentem, tornando a matéria fluida. No estado líquido, a matéria é geralmente constituída por moléculas e: Não tem forma própria. Como todos os líquidos, a água adquire a forma do recipiente que a contém; Tem volume constante. Ela muda de forma, mas seu volume permanece o mesmo. Cada um dos três estados de agregação apresenta características próprias – como o volume, a densidade e a forma –, que podem ser alteradas pela variação de temperatura (aquecimento ou resfriamento). Química InorgânicaTécnico em Química 12 QUÍMICA INORGÂNICA O estado gasoso Em condições ambientais, a matéria no estado gasoso é constituída por átomos ou moléculas, que estão bem afastados uns dos outros, o que permite a sua grande movimentação. No estado gasoso, a matéria: Não tem forma nem volume definidos. O gás contido num recipiente pode ser comprimido ou expandido; consequentemente, seu volume pode diminuir e aumentar. As mudanças de estado físico FUSÃO Fusão é a passagem de uma substância do estado sólido para o estado líquido. Os sólidos puros sofrem fusão sempre a uma temperatura e pressão determinadas. A essa temperatura chamamos ponto de fusão. Até o fim de todo o processo de fusão, essa temperatura permanece inalterada. Ponto de fusão de algumas substâncias, à pressão normal (1 atm). Pressão normal é, aproximadamente, a pressão atmosférica ao nível do mar. Aumentando a altitude, a pressão atmosférica diminui. Substância Ponto de fusão (ºC) Gelo 0 Chumbo 327 Prata 960 Ouro 1063 Ferro 1563 Platina 1765 Cobre 1803 Embora o ponto de fusão seja pouco sensível ao efeito da pressão, podemos alterar o ponto de fusão de uma substância, alterando a pressão exercida sobre ela. SOLIDIFICAÇÃO Solidificação é a transformação de uma substância do estado líquido para o estado sólido. É o processo inverso da fusão. Como na fusão, a temperatura permanece constante durante todo o processo. VAPORIZAÇÃO Vaporização é a transformação de uma substância do estado líquido para o estado gasoso. Existem dois tipos de vaporização: ebulição e evaporação. A ebulição ocorre quando fornecemos calor a um líquido ou reduzimos a pressão que atua sobre ele. Colocando-se uma panela com água, esta começará a ferver, isto é, entrará em ebulição, e bolhas de vapor se formarão em toda a parte líquida. Durante todo processo de ebulição, ou seja, até que todo o líquido se vaporize, a uma pressão constante, a temperatura permanece constante. A essa temperatura denominamos ponto de ebulição, que é particular a cada líquido puro. Ao contrário do ponto de fusão, o ponto de ebulição é bastante sensível à variação da pressão externa. O aumento da pressão externa faz com que o ponto de ebulição de um líquido puro aumente, ocorrendo o inverso quando a pressão externa é diminuída. A evaporação é a mudança lenta de uma substância líquida em vapor. Pode ocorrer espontaneamente, dependendo das condições ambientes. Podemos constatar a evaporação na secagem de roupas no varal. 13Química InorgânicaTécnico em Química QUÍMICA INORGÂNICA CONDENSAÇÃO Condensação é a mudança de uma substância do estado gasoso para o estado líquido. Exemplo ― na ebulição da água numa panela fechada. A água transforma-se em vapor que, ao tocar a superfície fria da tampa, volta novamente ao estado líquido. É o fenômeno da condensação, também chamado de liquefação. Numa determinada pressão, cada substância se condensa a uma determinada temperatura. SUBLIMAÇÃO Sublimação é a passagem direta de uma substância do estado sólido para o estado de vapor e vice-versa. Existem substâncias sólidas, como a naftalina, a cânfora, que, nas condições habituais de pressão e temperatura em que vivemos, transformam-se espontaneamente em vapor, sem passar pelo estado líquido. Quando o vapor dessas substâncias resfria, pode ocorrer o fenômeno inverso ― voltam ao estado sólido. Ambos os fenômenos chamam-se sublimação. 4. MISTURAS E IDENTIFICAÇÃO DE SUBSTÂNCIAS Misturas São formadas por duas ou mais substâncias, cada uma delas denominada componente. Como as misturas apresentam composição variável, têm propriedadescomo ponto de fusão, ponto de ebulição, densidade diferentes daquelas apresentadas pelas substâncias quando estudadas separadamente. A maioria dos materiais que nos cercam são misturas. O ar que respiramos, por exemplo, é formado por uma mistura de três tipos principais de gases. • Gás nitrogênio – 78% • Gás oxigênio – 21% • Gás argônio – 1% e, ainda, • Gás carbônico – 0,03% Tipos de misturas Fases: cada uma das porções apresenta aspecto visual homogêneo (uniforme), o qual pode ser contínuo ou não, mesmo quando observado ao microscópio comum. Charge para debate e análise em sala Química InorgânicaTécnico em Química 14 QUÍMICA INORGÂNICA Mistura homogênea São aquelas que apresentam um aspecto uniforme, com uma única fase (monofásicas). Exemplos: soro fisiológico (0,9 g de cloreto de sódio em 100 ml de água), álcool hidratado (etanol e água), aço (liga metálica formada por 98,5% de ferro e 1, 5% de carbono). Fonte: http://www.brasilescola.com/quimica Os exemplos acima mostram que as misturas homogêneas podem estar no estado sólido, líquido ou gasoso. Essas misturas homogêneas são chamadas de soluções. Misturas heterogêneas São aquelas que apresentam mais de uma fase. Exemplos: água e óleo, água e areia, gelo e água, granito. 15Química InorgânicaTécnico em Química QUÍMICA INORGÂNICA 5. MISTURAS EUTÉTICAS E AZEOTRÓPICAS Uma substância pura apresenta em seu diagrama de mudanças de estado físico dois patamares. Um indica o Ponto de Fusão e o outro, o Ponto de Ebulição. Já uma mistura comum, nenhum patamar, pois essa mistura não apresenta nenhuma temperatura específica de mudança de estado físico. Gráficos de mudança de estado físico (da esquerda para a direita) de substância pura: dois patamares; e de uma mistura comum: nenhum patamar. Mas existem misturas que apresentam apenas um patamar, indicando que elas possuem um ponto de fusão ou um ponto de ebulição fixo. São as misturas eutéticas e azeotrópicas. Mistura Eutética É uma substância que se comporta como se fosse uma substância pura somente durante o ponto de solidificação ou fusão. Exemplos: a liga metálica feita de 40% de cádmio e 60% de bismuto forma uma mistura eutética com ponto de fusão constante igual a 140°C, estanho e chumbo (solda). Mistura Azeotrópica: Mistura de composição definida que possui ponto de ebulição ou de condensação constante, comportando- se, neste ponto, como uma substância pura. Exemplo: mistura de 96% de álcool etílico e 4% de água (álcool hidratado) possui ponto de ebulição constante de 78,2°C. 6. PROCESSOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS Análise imediata O conjunto de processos físicos que não alteram a natureza das substâncias é denominado análise imediata. Para cada tipo de mistura heterogênea ou homogênea, usamos métodos diferentes. Química InorgânicaTécnico em Química 16 QUÍMICA INORGÂNICA Decantação (misturas heterogêneas) a. Líquido e sólido Trata-se da separação de dois líquidos ou de um líquido e de um sólido, aproveitando a sua diferença de densidade. Para separar um líquido de um sólido de maior densidade, deixa-se a mistura repousar durante certo tempo, para que o sólido se deposite no fundo do recipiente. Se as partículas sólidas forem muito pequenas, esse tempo pode prolongar-se por horas ou até mesmo dias. A partir do momento em que se depositou totalmente, inclina-se o recipiente com cuidado até se verter o líquido sem que o sólido seja arrastado. Para a obtenção de melhores resultados, pode também ser utilizada uma vareta de vidro como material auxiliar. Fonte:http://www.notapositiva.com/processosseparmisturas.htm b. Líquido e líquido A decantação é muito utilizada para separar líquidos imiscíveis, ou seja, líquidos que não se misturam. Para isso, coloca-se a mistura a ser separada num funil de separação (ou funil de decantação ou funil de bromo). Quando a superfície de separação das camadas líquidas estiver bem nítida, abre-se a torneira e deixa- se escoar o líquido da camada inferior, conforme o desenho: Fonte:http://www.notapositiva.com/processosseparmisturas.htm Centrifugação (misturas heterogêneas) Quando, numa mistura de sólidos e líquidos, os sólidos possuem uma dimensão muito pequena, não nem a filtragem nem a decantação são úteis. O pequeno tamanho das partículas sólidas provoca uma obstrução dos poros do filtro, tornando a filtragem muito lenta, mesmo que se produza vácuo por meio de uma bomba no interior do recipiente, para acelerar a filtragem. Por outro lado, a pequena dimensão das partículas faz com que sejam retidas pelo líquido, de modo que podem demorar muito tempo a depositar-se no fundo do recipiente, tornando ineficaz a decantação. Neste caso, introduz-se a mistura em tubos de ensaio que, colocados numa centrifugadora, giram em posição quase horizontal a grande velocidade, aumentando assim a rapidez com que se deposita o sólido compactado no fundo do tubo. Verte-se o líquido que sobrenada, e fica completa a separação. Fonte:http://www.notapositiva.com/processosseparmisturas.htm Centrifugação manual – Existem centrifugadoras industriais de grande valia e eficácia que giram a mais de 20.000 rotações por minuto, mas, nos laboratórios continuam a se utilizar pequenas centrifugadoras que, pelo seu baixo preço e fácil manejo, servem para 17Química InorgânicaTécnico em Química QUÍMICA INORGÂNICA trabalhos simples que não necessitam de altas velocidades nem de muitos minutos de centrifugação. Fonte:http://www.notapositiva.com/processosseparmisturas.htm No caso de as partículas sólidas serem muito pequenas, pode recorrer-se a um filtro de porcelana porosa. O mais corrente é o filtro de papel, que se dobra em quatro partes, formando-se um cone que se adapta à forma do funil. Existem também filtros de areia, argila e carvão. Filtraç+ão (misturas heterogêneas) Quando uma suspensão passa por um papel de filtro, as suas partículas ficam retidas se o diâmetro da malha que forma o papel for suficientemente pequeno. Fonte:http://www.notapositiva.com/processosseparmisturas.htm Dobragem papel de filtro Química InorgânicaTécnico em Química 18 QUÍMICA INORGÂNICA Filtração a vácuo A água que entra pela trompa d’água arrasta o ar do interior do frasco, diminuindo a pressão interna do kitassato, o que torna a filtração mais rápida. Fonte: http://www.brasilescola.com/quimica Destilação (misturas homogêneas) A destilação é eficaz na separação de dois ou mais líquidos solúveis entre si. Cada líquido possui uma temperatura de ebulição própria. Os líquidos podem ser separados por meio de um destilador. Ferve-se uma solução formada por líquidos num destilador, sendo a primeira fração de líquido que se recolhe a que corresponde ao líquido mais volátil, dado que foi o primeiro a entrar em ebulição. Pode utilizar-se eficazmente sempre que os líquidos misturados ou dissolvidos não possuam temperaturas de ebulição muito parecidas. Em caso contrário, é preciso utilizar destilações muito mais complexas. Fonte:http://www.notapositiva.com/processosseparmisturas.htm Destilação fracionada - para a separação dos componentes das misturas homogêneas líquido- líquido, recorre-se muitas vezes à destilação fracionada. Ao aquecer a mistura num balão de destilação, os líquidos destilam-se na ordem crescente de seus pontos de ebulição e podem ser separados. O petróleo é separado em suas frações por destilação fracionada, tal como se mostra na figura: Fonte:http://www.notapositiva.com/processosseparmisturas.htm Cromatografia ‘Se a mistura a se separar nos seus componentes for colorida, este processo permite separar os vários pigmentos, obtendo-se cromatogramas. Para a realização deste processo de separação, será imprescindível a utilização de papel absorvente. Fonte: http://www.mundoeducacao.com/quimica/analise-cromatografica.htm A destilação é eficaz na separação de dois ou mais líquidos solúveis entre si. Cada líquido possui uma temperatura de ebuliçãoprópria. 19Química InorgânicaTécnico em Química QUÍMICA INORGÂNICA 7. SISTEMA MÉTRICO: MASSA, VOLUME E DENSIDADE Para realizarmos qualquer experimento em Química, é preciso conhecer algumas unidades de medida. A medida de uma grandeza é um número que expressa uma quantidade, comparada com um padrão previamente estabelecido. Sistema internacional de unidades (SI): Por longo tempo, cada região, cada país teve um sistema de medidas diferente, criando muitos problemas para o comércio devido à falta de padronização de tais medidas. Para resolver o problema, foi criado o Sistema Métrico Decimal que adotou inicialmente três unidades básicas: metro, litro e quilograma. Entretanto, o desenvolvimento tecnológico e científico exigiu um sistema padrão de unidades que tivesse maior precisão nas medidas. Foi então que, em 1960, foi criado o Sistema Internacional de unidades(SI). Hoje, o SI é o sistema de medidas mais utilizado em todo o mundo. Massa A quantidade de matéria que existe num corpo é definida como massa. Ela é determinada pela comparação da massa desconhecida com outra massa conhecida: o padrão. A unidade padrão de massa dada pelo Sistema Internacional é o quilograma (Kg). Para medir a massa de um objeto, usa-se um aparelho chamado balança. Volume O volume de um corpo é a extensão que ele ocupa no espaço. A fórmula para se calcular o volume de um objeto é: A unidade-padrão usada pelo Sistema Internacional (SI) para representar o volume é o metro cúbico (m3). Em nosso cotidiano e nos laboratórios, a unidade mais usada para se medir o volume é o litro (L). Densidade É a razão que relaciona a massa de um material e o volume por ele ocupado. A expressão seguinte permite calcular a densidade de um determinado material: A densidade para sólidos e líquidos é expressa em gramas por centímetro cúbico (g/cm3), para gases é expressa em gramas por litro (g/L). Você já observou que em regiões polares é comum ver grandes blocos de gelo (icebergs), flutuando na água do mar? É devido à densidade do gelo (0,92 g/ cm3) que é menor do que a densidade da água do mar (1,03 g/cm3). IDEIAS-CHAVE Matéria, Energia, Substância pura, Substância simples, substância composta, Fenômeno Físico e Químico, Estados físicos da matéria, o estado sólido, o estado líquido, o estado sólido, Mudanças de estado físico, Fusão, Solidificação, Vaporização, Condensação, Sublimação, Mistura homogênea, Misturas heterogêneas, Mistura Eutética, Mistura Azeotrópica, Decantação, Centrifugação, Filtração, Filtração a vácuo, Destilação, Destilação fracionada, Cromatografia, Sistema internacional de unidades, massa, volume, densidade. RECAPITULANDO • Matéria corresponde a tudo o que ocupa um lugar no espaço e tem massa. • Energia é a propriedade de um sistema que lhe permite realizar um trabalho. • Substâncias constituem um conjunto de átomos com as mesmas propriedades químicas, que constituem um elemento químico; cada substância é caracterizada por uma proporção constante desses elementos. • Substâncias Simples são formadas por um ou mais átomos de um mesmo elemento químico. • Substância Composta é quando as moléculas de determinada substância são formadas por dois ou mais elementos químicos. • Fenômenos físicos: não alteram a natureza da matéria, isto é, a sua composição. • Fenômenos Químicos: alteram a natureza da matéria, ou seja, a sua composição. • Basicamente, os estados físicos da matéria Química InorgânicaTécnico em Química 20 QUÍMICA INORGÂNICA são três: sólido, líquido e gasoso. • Nos corpos sólidos, as partículas que os constituem ficam muito próximas umas das outras. • No estado líquido, em geral, a matéria apresenta suas partículas mais afastadas umas das outras do que no estado sólido. Isso permite que elas se movimentem, tornando a matéria fluida. • A matéria no estado gasoso é constituída por átomos ou moléculas, que estão bem afastados uns dos outros, permitindo a sua grande movimentação. • Fusão é a passagem de uma substância do estado sólido para o estado líquido. • Solidificação é a transformação de uma substância do estado líquido para o estado sólido. • Vaporização é a transformação de uma subs- tância do estado líquido para o estado gaso- so. • Condensação é a mudança de uma substância do estado gasoso para o estado líquido. • Sublimação é a passagem direta de uma substância do estado sólido para o estado de vapor e vice-versa. • Misturas são formadas por duas ou mais substâncias, cada uma delas sendo denomi- nadas componentes. • Misturas homogêneas são aquelas que apre- sentam um aspecto uniforme, com uma única fase (monofásicas). • São aquelas que apresentam mais de uma fase. • Mistura Eutética: é uma substância que se comporta como se fosse uma substância pura somente durante o ponto de solidificação ou fusão. • Mistura Azeotrópica: mistura de composição definida que possui ponto de ebulição ou de condensação constante, comportando-se, neste ponto, como uma substância pura. • Decantação: trata-se da separação de dois líquidos ou de um líquido e de um sólido, aproveitando a sua diferença de densidade. • A decantação é muito utilizada para separar líquidos imiscíveis, ou seja, líquidos que não se misturam. Para isso, coloca-se a mistura a ser separada num funil de separação. • Centrifugação: introduz-se a mistura em tubos de ensaio que, colocados numa centrifugado- ra, giram em posição quase horizontal a gran- de velocidade, aumentando assim a rapidez com que se deposita o sólido compactado no fundo do tubo. • Filtração: quando uma suspensão passa por um filtro de papel, as suas partículas ficam retidas se o diâmetro da malha que forma o papel for suficientemente pequeno. • Filtração a vácuo: a água que entra pela trom- pa d’água arrasta o ar do interior do frasco, diminuindo a pressão interna do kitassato, o que torna a filtração mais rápida. • A destilação é eficaz na separação de dois ou mais líquidos solúveis entre si, por diferença de ponto de ebulição. • Cromatografia: se a mistura a separar nos seus componentes for colorida, este processo permite separar os vários pigmentos, obten- do-se cromatogramas. • Massa: a quantidade de matéria que existe num corpo é definida como massa. • O volume de um corpo é a extensão que ele ocupa no espaço. • Densidade: é a razão que relaciona a massa de um material e o volume por ele ocupado. PARA FIXAR O CONTEÚDO A. Questões discursivas 1. São comuns expressões do tipo “o alumínio é um metal leve” ou “o mercúrio é um líquido muito pesado”. Discuta o significado dessas expressões em relação ao conceito de densidade. __________________________________________ __________________________________________ __________________________________________ __________________________________________ __________________________________________ __________________________________________ __________________________________________ __________________________________________ 2. Um cubo de pau-brasil com 2,0 cm de aresta tem massa igual a 3,5 g. Com base nessa informação, responda: a) Qual é a densidade do pau-brasil? b) Essa madeira flutua em água? Justifique. (Densidade da água = 1,0 g/cm3) __________________________________________ __________________________________________ __________________________________________ __________________________________________ __________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ __________________________________________ _________________________________________ __________________________________________ __________________________________________ __________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ __________________________________________________________________________________ 21Química InorgânicaTécnico em Química QUÍMICA INORGÂNICA 3. Os pulmões bombeiam, em média, 11 500 l de ar por dia. Considerando que o ar possui uma densidade igual a 1,2 g/L, qual o valor da massa de ar, em kg, que participa desse fenômeno? __________________________________________ __________________________________________ __________________________________________ __________________________________________ __________________________________________ __________________________________________ __________________________________________ __________________________________________ 4. Sabendo que os dados da tabela abaixo são válidos ao nível do mar, qual o estado físico dessas substân- cias em um dia de inverno com temperatura igual a 5 °C? __________________________________________ __________________________________________ __________________________________________ __________________________________________ __________________________________________ __________________________________________ __________________________________________ __________________________________________ 5. Classifique os processos em (F) físicos ou (Q) quí- micos: a.( ) Sublimação do gelo seco b.( ) Solidificação da água c.( ) Queima da gasolina d.( ) Roupa secando no varal e.( ) Amassar papel f.( ) Combustão do hidrogênio g.( ) Furar um pneu h.( ) Metabolismo do açúcar durante a respiração i.( ) Enferrujamento de um prego j.( ) Formação do ozônio a partir do oxigênio no ozonizador 6 - Considere a tabela a seguir, onde estão relacionados os pontos de fusão e de ebulição de algumas substâncias sob pressão de 1 atm. Qual o estado físico dessas substâncias à temperatura ambiente (25 °C)? a. Oxigênio: b. Fenol: c. Pentano: 7. É comum o uso de água oxigenada (H2O2), como agente desinfetante, em cortes e ferimentos. Quando a água oxigenada entra em contato com o sangue do ferimento, ela se decompõe, produzindo água (H2O) e liberando gás oxigênio (O2), que é o responsável pela efervescência. Com base nessa informação, responda: ocorre fenômeno físico ou químico durante esse procedimento? Por quê? __________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ Química InorgânicaTécnico em Química 22 QUÍMICA INORGÂNICA 8. O gráfico a seguir representa a variação de tem- peratura observada ao se aquecer uma substância A durante cerca de 80 minutos. a. A faixa de temperatura em que a substância A permanece sólida é ___________________. b. A faixa de temperatura em que a substância A permanece líquida é ___________________. c. A temperatura de ebulição da substância A é ____ _________________________________. 9. O eugenol, estrutura química representada na figura abaixo, é uma substância encontrada no cravo-da- índia. Apresenta odor característico e é utilizado em consultórios dentários como anestésico local antes da aplicação de anestesia. (Química Nova, vol. 32, n.º 5, 1338-1341, 2009) O processo de obtenção do eugenol no laboratório químico é relativamente simples, conforme indicado no aparato experimental representado na figura. Qual o nome do processo de obtenção representado na figura? ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ 10 - Uma das fontes de poluição ambiental gerada pelas atividades de um posto de gasolina é o efluente resultante de lavagem de veículos. Este efluente é uma mistura que contém geralmente água, areia, óleo e sabão. Para minimizar a poluição ambiental, antes de ser lançado na rede de esgoto, esse efluente deve ser submetido a tratamento, cujo processo inicial consiste na passagem por uma “caixa de separação”, esquematizada na figura que se segue. Sabendo-se que água e sabão formam uma única fase, e que os óleos empregados em veículos são menos densos e imiscíveis com essa fase (água + sabão), pede-se: a. Escreva os nomes dos componentes desse efluente que se acumulam nos espaços 1 e 2. b. Escreva o nome do processo responsável pela separação dos componentes do efluente nos espaços 1 e 2. ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ __________________________________________ __________________________________________ __________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ __________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ __________________________________________ 23Química InorgânicaTécnico em Química QUÍMICA INORGÂNICA B. Leia atentamente as afirmativas e marque V para as verdadeiras e F para as falsas. 01.( ) A digestão de um alimento: fenômeno físico. 02.( ) Nos gases, forma e volume são variáveis. 03.( ) A divisibilidade é uma propriedade geral da matéria. 04.( ) Quando um corpo apresenta volume constante e forma variável, podemos dizer que ele está no estado: sólido 05.( ) Densidade é uma propriedade definida pela relação: massa/temperatura. 06.( ) Sublimação do iodo sólido: reação química. 07.( ) Transformação do gelo em água: fenômeno físico. 08.( ) As misturas são sistemas heterogêneos e as substâncias são sistemas homogêneos. 09.( ) As propriedades de uma mistura não estão relacionadas com as propriedades dos seus componentes. 10.( ) A separação dos dois metais pode ser realizada, utilizando-se o método de destilação. C. Questões de múltipla escolha. 1. O fósforo é um elemento químico com elevada importância para o ser humano. É obtido a partir da reação de redução de fosfato de cálcio com carvão ou dióxido de enxofre (I). O fósforo sofre processo de fusão a uma temperatura de 44oC (II). Sua densidade é igual a 1823 kg.m-3 (III). O fósforo reage fortemente com halogênios, gerando compostos tais como PCl3 e PCl5 (IV). Os termos I, II, III e IV se referem, respectivamente, às propriedades: a. química, física, física e química. b. química, química, física e química. c. física, física, química e química. d. química, química, química e física.e. física, química, química e física. 2. A Figura 1, abaixo, mostra a posição do gelo (H2O(s)) na limonada, e a Figura 2 mostra o que acontece com o gelo quando a água (H2O(l)) da limonada é substituída por etanol. O fato de o gelo flutuar no copo da Figura 1 e afundar no copo da Figura 2 se explica porque, comparativamente, a densidade: a. do gelo > da água > do etanol. b. da água > do gelo > do etanol. c. da água > do etanol > do gelo. d. do etanol > do gelo > da água. e. do gelo = da água = do etanol. 3. Em um recipiente contendo 100 mL (1,37 kg) de mercúrio líquido, são colocados dois cubos (A e B), com volumes de 2 cm3 cada, de um material inerte diante do mercúrio. Os cubos têm massas de 14 g e 20 g, respectivamente. Ao serem colocados no recipiente, a. os cubos vão para o fundo. b. o cubo A afunda, e o B flutua. c. o cubo B afunda, e o A flutua. d. os cubos flutuam a meio caminho do fundo. e. os cubos ficam na superfície do líquido. • Matéria corresponde a tudo o que ocupa um lugar no espaço e tem massa. • Energia é a propriedade de um sistema que lhe permite realizar um trabalho. • Substâncias constituem um conjunto de átomos com as mesmas propriedades químicas, que constituem um elemento químico; cada substância é caracterizada por uma proporção constante desses elementos. • Substâncias Simples são formadas por um ou mais átomos de um mesmo elemento químico. • Substância Composta é quando as moléculas de determinada substância são formadas por dois ou mais elementos químicos. • Fenômenos físicos: não alteram a natureza da matéria, isto é, a sua composição. • Fenômenos Químicos: alteram a natureza da matéria, ou seja, a sua composição. • Basicamente, os estados físicos da matéria são três: sólido, líquido e gasoso. • Nos corpos sólidos, as partículas que os constituem ficam muito próximas umas das outras. • nadas componentes. • Misturas homogêneas são aquelas que apresentam um aspecto uniforme, com uma única fase (monofásicas). • São aquelas que apresentam mais de uma fase. Química InorgânicaTécnico em Química 24 QUÍMICA INORGÂNICA 4. Quando o álcool está com “bom preço”, é comum adulterarem a gasolina com adição de álcool acima dos 20% v/v, atualmente permitidos por lei. A gasoli- na batizada (adulterada) cria uma série de problemas para o motor. Uma maneira de verificar a qualidade da gasolina com etanol anidro, em excesso, é fazer o Teste da Proveta. Este teste consiste em adicionar 50 mL de uma solução aquosa saturada com cloreto de sódio em uma proveta de 100 mL, contendo 50 mL da gasolina. Em seguida, a proveta é agitada e deixada em repouso por alguns minutos. Assinale a alternativa que representa, no Teste da Proveta, uma gasolina adulterada. Dados: Densidade da água = 1 g/cm3; densidade da mistura álcool e gasolina < 1 g/cm3. a. b. c. d. 5. Joseph Cory, do Instituto Technion de Israel, montou um equipamento que consiste em uma série de pai- néis plásticos que coletam o orvalho noturno e o arma- zenam num depósito situado na base do coletor. Um coletor de 30 m2 captura até 48 l de água potável por dia. Dependendo do número de coletores, é possível produzir H2O suficiente para comunidades que vivem em lugares muito secos ou em áreas poluídas. A ins- piração de Joseph foi baseada nas folhas das plantas, as quais possuem uma superfície natural de “coleta” do orvalho noturno. É correto afirmar que a formação do orvalho resulta de: I. uma mudança de estado físico chamada condensação; II. uma transformação química chamada sublimação; III. uma transformação físico-química denominada oxi-redução; IV. uma transformação química chamada vaporização; V. uma mudança de estado físico chamada sublimação. Está(ão) correta(s) a(s) afirmativa(s): a. I, II e IV, apenas b. I e III, apenas c. I, apenas d. V, apenas e. II e IV, apenas 6. Analise o gráfico a seguir, e assinale a afirmativa correta. a. A temperatura de fusão do sistema é variável. b. No intervalo assinalado pela letra ”C”, a substância química está sólida. c. O gráfico representa a curva de aquecimento de uma substância pura. d. O gráfico representa a curva de aquecimento de uma mistura eutética. 25Química InorgânicaTécnico em Química QUÍMICA INORGÂNICA e. O gráfico apresentado não corresponde a uma curva de aquecimento, por não apresentar dois intervalos de tempo em que a temperatura permanece constante. 7. Assinale a alternativa incorreta. a. Um sistema contendo água no estado líquido, óleo e cubos de gelo é constituído por três fases e duas substâncias. b. Uma solução aquosa não-saturada de NaCl com cubos de gelo é constituída de duas fases. c. Ponto de fusão e densidade são propriedades de grande importância na análise da pureza de amostras sólidas de substâncias conhecidas. d. Uma amostra líquida passa para o estado de vapor somente ao atingir o seu ponto de ebulição. e. A formação da ferrugem é exemplo de fenômeno químico. 8. Uma amostra de água do rio Tietê, que apresentava partículas em suspensão, foi submetida a processos de purificação obtendo-se, no final do tratamento, uma solução límpida e cristalina. Em relação às amostras de água antes e após o tratamento, podemos afirmar que correspondem, respectivamente, a: a. substâncias composta e simples. b. substâncias simples e composta. c. misturas heterogênea e homogênea. d. misturas homogênea e heterogênea. e. mistura heterogênea e substância simples. 9. Um rapaz pediu sua namorada em casamento, pre- senteando-a com uma aliança de ouro 18 quilates. Para comemorar, sabendo que o álcool é prejudicial à saúde, eles brindaram com água gaseificada com gelo, ao ar livre. Os sistemas: ouro 18 quilates, água gaseificada com gelo e ar atmosférico, são, respecti- vamente: a. Substância heterogênea, mistura heterogênea e mistura homogênea. b. Mistura heterogênea, mistura homogênea e subs- tância homogênea. c. Substância homogênea, mistura heterogênea e mistura homogênea. d. Mistura homogênea, mistura heterogênea e mistu- ra homogênea. e. Mistura heterogênea, substância homogênea e substância heterogênea. 10. Em um recipiente, em temperatura ambiente, fo- ram colocados 5 litros de água, um pedaço pequeno de estanho, 100 ml de álcool etílico e 2 cubos de gelo. Sobre este sistema, assinale a alternativa incorreta. a. O sistema possui uma substância simples. b. O sistema possui quatro fases. c. O sistema possui quatro elementos químicos diferentes. d. O sistema tem duas substâncias no estado sólido. e. O sistema possui duas substâncias compostas. 11. Uma amostra de um sólido branco foi colocada em um tubo de ensaio e durante seu aquecimento obser- vou-se a formação de um líquido. A seguir, o tubo foi colocado em um recipiente com água e gelo, e nova- mente aquecido até o tubo ficar vazio. A temperatura da amostra foi medida em intervalos de tempos iguais, e os dados obtidos foram utilizados para construir o diagrama a seguir: Pelo estudo do diagrama, pode-se afirmar que ele representa as curvas de aquecimento e resfriamento de uma: a. mistura homogênea. b. mistura heterogênea. c. mistura azeotrópica. d. substância pura. e. mistura eutética. 12. Em 11 de novembro de 1999, trinta e três pessoas morreram em Salvador em razão da ingestão de ca- chaça de fabricação clandestina. Segundo os médi- cos, os sintomas eram dor de cabeça, hipertensão e vertigem, o que levou a crer que a cachaça tenha sido contaminada com metanol. Um laboratório confirmou tal hipótese. Durante muito tempo, a única maneira de produzir metanol era destilando a madeira a seco e na ausência de ar, daí o nome “álcool da madeira” que alguns comerciantes inescrupulosos vendiam como álcool etílico. Atualmente, é produzido em escala in- dustrial a partir do carvão e água, sendo monitorado pelos órgãos do governo a fim de que não seja utiliza- do incorretamente. Com base nas informações, assinale a opção correta. a. A destilação é umprocesso físico de separação. b. O metanol assim obtido constitui uma mistura heterogênea. c. A cachaça é uma substância pura. d. Toda substância pura é constituída por apenas dois tipos de elementos químicos. e. O percentual de carbono no metanol é maior do que no etanol. Química InorgânicaTécnico em Química 26 QUÍMICA INORGÂNICA 13. Diz a lenda que, por volta de 2737 a.C., o impera- dor chinês Shen Nong, conhecido por suas iniciativas como cientista, lançou a ideia de que beber água fervi- da seria uma medida higiênica. Durante uma viagem, deixou cair, acidentalmente, algumas folhas de uma planta na água que estava sendo fervida. Ficou encan- tado com a mistura, bebeu-a e achou-a muito refres- cante. O chá tinha sido criado. O hábito de tomar chá foi introduzido na Inglaterra, pela portuguesa Catarina de Bragança, filha de D. João IV de Portugal, que ca- sou com Carlos II, da Inglaterra, em 1662. Fonte: http://www.copacabanarunners.net/chas.html acessado em: 03/09/2006. A preparação do chazinho nos dias frios pode ser um exemplo de um processo químico de separação de substâncias. Ao ser colocado um saquinho de chá em uma xícara com água quente, ocorre o processo de: a. Extração e sublimação de substâncias. b. Extração e destilação de substâncias. c. Destilação e sublimação de substâncias. d. Filtração e cristalização de substâncias. e. Cristalização e filtração de substâncias. 14. Durante a preparação tradicional do cafezinho bra- sileiro, são utilizados alguns procedimentos de separa- ção de misturas. Assinale o que for INCORRETO. a. No preparo do cafezinho, além da separação de compostos solúveis em água, são liberados compostos voláteis. b. Utiliza-se o pó, em vez de grãos inteiros, devido ao aumento da superfície, facilitando a extração dos compostos de interesse. c. No processo, ocorrem as etapas de destilação e filtração. d. No preparo do cafezinho, a sequência de operações utilizadas é extração e filtração. e. No preparo do cafezinho, utiliza-se água quente porque esta aumenta a solubilidade de compostos presentes no pó. 15. A matéria existe, principalmente, em três estados físicos: sólido, líquido e gasoso. A maior parte da ma- téria é constituída por mistura de substâncias. Cada substância possui um conjunto único de propriedades físicas e químicas que pode ser utilizado para identifi- cá-la. O gráfico a seguir apresenta a curva de tempe- ratura versus tempo para três amostras materiais I, II e III, partindo do estado sólido no tempo t = 0. De acordo com o gráfico, é correto afirmar que: a. a amostra II apresenta temperatura de ebulição de 20°C. b. a amostra II aquece mais rápido que a amostra I. c. à temperatura de 50°C, a amostra I encontra-se no estado líquido. d. as três amostras são exemplos de substâncias puras. e. a amostra III não constitui uma substância pura por não manter as temperaturas de fusão e ebulição constantes. A quantidade de matéria que existe num corpo é definida como massa. Ela é determinada pela comparação da massa desconhecida com outra massa conhecida: o padrão. A unidade padrão de massa dada pelo Sistema Internacional é o quilograma (Kg). Para medir a massa de um objeto, usa-se um aparelho chamado balança. A destilação é eficaz na separação de dois ou mais líquidos solúveis entre si. Cada líquido possui uma temperatura de ebulição própria. Os líquidos podem ser separados por meio de um destilador. 27Química InorgânicaTécnico em Química QUÍMICA INORGÂNICA UNIDADE II TEORIA ATÔMICA E CARACTERÍSTICAS DO ÁTOMO Fonte: http://www.mundoeducacao.com/quimica/evolucao-dos-modelos-atomicos.htm Os modelos atômicos são, portanto, teorias fundamentadas na experimentação. Tratam-se, portanto, de explicações para mostrar o porquê de um determinado fenômeno. Diversos cientistas desenvolveram suas teorias até que se chegou ao modelo atual. 1. MODELO DE DALTON Fonte: http://www.mundoeducacao.com/quimica O químico inglês John Dalton (1766-1844) retomou as ideias de Leucipo e Demócrito e, baseando-se em leis já comprovadas experimentalmente, como as Leis Ponderais, ele propôs resumidamente que o átomo seria parecido com uma bola de bilhar, isto é, esférico, maciço e indivisível. Os principais postulados da teoria de Dalton são: A constituição da matéria é motivo de muita curiosidade entre os povos antigos. Filósofos buscam há tempos a constituição dos materiais. Resultado dessa curiosidade implicou a descoberta do fogo, o que permitiu ao homem cozinhar os alimentos, e consequentemente implicou grande desenvolvimento para a sociedade. A partir dessa descoberta, pôde- se verificar, ainda, que o minério de cobre (conhecido na época com pedras azuis), quando submetido ao aquecimento, produzia cobre metálico, ou se aquecido na presença de estanho, formava o bronze. A passagem pelas “idades” da pedra, do bronze e do ferro foi, portanto, de muito aprendizado para o homem, que conseguiu produzir materiais que lhe eram úteis. Por volta de 400 a.C., surgiram os primeiros conceitos teóricos da Química. Os filósofos gregos Demócrito e Leucipo afirmavam que a matéria não era contínua, e sim constituída por minúsculas partículas indivisíveis, às quais deram o nome de átomos. Platão e Aristóteles, filósofos muito influentes na época, recusaram tal proposta e defendiam a ideia de matéria contínua. Esse conceito de Aristóteles permaneceu até a Renascença, quando, por volta de 1650 d. C. o conceito de átomo foi novamente proposto por Pierre Cassendi, filósofo francês. O conceito de “Teoria atômica” veio a surgir após a primeira ideia científica de átomo, proposta por John Dalton após observações experimentais sobre gases e reações químicas. Química InorgânicaTécnico em Química 28 QUÍMICA INORGÂNICA 1. “Toda matéria é composta por minúsculas partículas chamadas átomos”. 2. “Os átomos de um determinado elemento são idênticos em massa e apresentam as mesmas propriedades químicas”. 3. “Átomos de diferentes elementos apresentam massa e propriedades diferentes”. 4. “Átomos são permanentes e indivisíveis, não podendo ser criados e nem destruídos”. 5. “As reações químicas correspondem a uma reorganização de átomos”. 6. “Os compostos são formados pela combinação de átomos de elementos diferentes em proporções fixas”. A conservação da massa durante uma reação química (Lei de Lavoisier) e a lei da composição definida (Lei de Proust) passaram a ser explicadas, a partir desse momento, por meio das ideias lançadas por Dalton. 2. MODELO DE THOMSON Fonte: http://www.mundoeducacao.com/quimica A natureza elétrica da matéria já era bem conhecida, por exemplo, há 2500 anos; na Grécia antiga, o filósofo Tales de Mileto já havia mostrado que quando atritamos âmbar com um pedaço de lã, ele passa a atrair objetos leves. Porém, o modelo atômico de Dalton não explicava esse fato: como a matéria neutra podia ficar elétrica. Assim, em 1897, o físico inglês Joseph John Thomson (1856-1940) passou a trabalhar com a ampola de Crookes, ou seja, um tubo no qual gases eram submetidos a voltagens elevadíssimas, produzindo raios catódicos. Quando se colocava um campo elétrico externo, esses raios se desviavam em direção à placa positiva, o que significava que o átomo teria partículas negativas, que foram denominadas elétrons. No entanto, como a natureza da matéria é neutra, uma explicação razoável seria de que haveria uma parte positiva que neutralizaria os elétrons. Com base nesse raciocínio, em 1903, Thomson modificou o modelo de Dalton, pois o átomo não seria maciço nem indivisível, e estabeleceu o seu, que propôs o seguinte: O átomo é uma esfera de carga elétrica positiva, não maciça, incrustada de elétrons (partículas negativas), de modo que sua carga total seja nula. Esse modelo foi comparado a um “pudim de passas”. 3. MODELO DE RUTHERFORD Fonte: http://www.mundoeducacao.com/quimica Em 1911, o físico neozelandês Ernest Rutherford (1871-1937)realizou um experimento em que bombardeou uma finíssima lâmina de ouro com partículas alfa vindas do polônio radioativo. Ele observou que a maioria das partículas atravessava a folha, o que significava que o átomo deveria ter imensos espaços vazios. Algumas partículas eram rebatidas, o que seria explicado se o átomo tivesse um núcleo pequeno e denso e, por fim, algumas partículas alfa sofriam um desvio em sua trajetória, o que significava que o núcleo seria positivo, pois as partículas alfa eram positivas e foram repelidas ao passar perto do núcleo. Com isso, o modelo atômico de Rutherford defendeu o seguinte: O átomo seria composto por um núcleo muito pequeno e de carga elétrica positiva, que seria equilibrado por elétrons (partículas negativas), que 29Química InorgânicaTécnico em Química QUÍMICA INORGÂNICA ficavam girando ao redor do núcleo, numa região periférica denominada eletrosfera. O átomo seria semelhante ao sistema solar, em que o núcleo representaria o Sol, e os elétrons, girando ao redor do núcleo, seriam os planetas. Fonte: http://www.vestibulandoweb.com.br/quimica/teoria/modelo-atomico.asp Em 1904, Rutherford descobriu que, na verdade, o núcleo era composto por partículas positivas denominadas prótons e, em 1932, Chadwick descobriu que havia também partículas neutras no núcleo que ajudavam a diminuir a repulsão entre os prótons. Fonte: http://www.vestibulandoweb.com.br/quimica/teoria/modelo-atomico.asp 4. MODELO DE RUTHERFORD-BOHR Fonte: http://www.mundoeducacao.com/quimica O estudo dos espectros eletromagnéticos dos elementos pelo físico dinamarquês Niels Bohr (1885- 1962) permitiu adicionar algumas observações ao modelo de Rutherford, por isso, o seu modelo passou a ser conhecido como modelo atômico de Rutherford- Bohr: Só é permitido ao elétron ocupar níveis energéticos, nos quais ele se apresenta com valores de energia múltiplos inteiros de um fóton. Baseando-se nos estudos feitos em relação ao espectro do átomo de hidrogênio e na teoria proposta por Planck em 1900 (Teoria Quântica), segundo a qual a energia não é emitida em forma contínua, mas em ”pacotes”, denominados quanta de energia, foram propostos os seguintes postulados: 1. Na eletrosfera, os elétrons descrevem sempre órbitas circulares ao redor do núcleo, chamadas de camadas ou níveis de energia. 2. Cada camada ocupada por um elétron possui um valor determinado de energia (estado estacionário). 3. Os elétrons só podem ocupar os níveis que tenham uma determinada quantidade de energia, não sendo possível ocupar estados intermediários. 4. Ao saltar de um nível para outro mais externo, os elétrons absorvem uma quantidade definida de energia (quantum de energia). 5. Ao retornar ao nível mais interno, o elétron emite um quantum de energia (igual ao absorvido em intensidade), na forma de luz de cor definida ou outra radiação eletromagnética (fóton). 6. Cada órbita é denominada de estado estacionário e pode ser designada pelas letras K, L, M, N, O, P, Q. As camadas podem apresentar: K = 2 elétrons L = 8 elétrons M = 18 elétrons Química InorgânicaTécnico em Química 30 QUÍMICA INORGÂNICA N = 32 elétrons O = 32 elétrons P = 18 elétrons Q = 2 elétrons 7. Cada nível de energia é caracterizado por um número quântico (n), que pode assumir valores inteiros: 1, 2, 3 etc. 5. O MODELO DOS ORBITAIS ATÔMICOS Em 1924, o físico francês Louis De Broglie havia lançado a hipótese de que, se a luz apresenta natureza dual, uma partícula também teria propriedades ondulatórias. De Broglie tentou associar a natureza dual da luz ao comportamento do elétron, enunciando o seguinte postulado: A todo elétron em movimento está associada uma onda característica (princípio da dualidade ou de De Broglie). Outra consideração muito importante é a seguinte: podemos medir, com boa precisão, a posição e a velocidade de “corpos grandes”, como de um automóvel numa estrada, com um aparelho de radar. O elétron, no entanto, é tão pequeno que, se tentássemos determinar sua posição ou velocidade, os próprios instrumentos de medição alterariam essas determinações. (Pense num exemplo grosseiro: se, para medir a velocidade de uma roda, precisarmos encostar nela um velocímetro, o atrito do velocímetro estará “freando” a roda e, portanto, alterando sua velocidade.) Por isso, Werner Heisenberg, em 1926, afirmou que “quanto maior for a precisão na medida da posição de um elétron, menor será a precisão da medida de sua velocidade e vice-versa”, e enunciou o seguinte princípio: Não é possível calcular a posição e a velocidade de um elétron, num mesmo instante (princípio da incerteza ou de Heisenberg). Devido à dificuldade de se prever a posição exata de um elétron na eletrosfera, o cientista Erwin Schrödinger (1926) foi levado a calcular a região onde haveria maior probabilidade de se encontrar o elétron. Essa região do espaço foi denominada orbital. Orbital é a região do espaço ao redor do núcleo onde é máxima a probabilidade de se encontrar um determinado elétron. Fonte:http://www.brasilescola.com/quimica/o-principio-incerteza-heisenberg.htm 6. ESTADOS ENERGÉTICOS DOS ELÉTRONS Devido às dificuldades expostas no item anterior, os cientistas preferem, atualmente, identificar os elétrons mais por seu conteúdo de energia do que por sua posição na eletrosfera. Por meio de cálculos matemáticos, chegou-se à conclusão de que os elétrons se dispõem ao redor do núcleo atômico, de acordo com o DIAGRAMA ENERGÉTICO. 31Química InorgânicaTécnico em Química QUÍMICA INORGÂNICA Fonte: http://quimicozinhos.blogspot.com.br/2012/06/os-estados-energeticos-dos-eletrons.html Níveis energéticos São as sete “escadas” que aparecem no diagrama onde os elétrons têm um conteúdo de energia crescente. Esses níveis correspondem às sete camadas (K, L, M, N, O, P, Q) do modelo de Rutherford-Bohr. Atualmente, esses níveis são identificados pelo chamado NÚMERO QUANTICO PRINCIPAL (n), que é um número inteiro, que varia de 1 a 7. Subníveis energéticos São os “degraus” de cada escada existente no diagrama anterior. De cada degrau para o seguinte há, também, aumento no conteúdo de energia dos elétrons. Esses subníveis são identificados amado NÚMERO QUÂNTICO SECUNDÁRIO ou AZIMUTAL ( ℓ ), que assume os valores de 0, 1, 2 e 3, mas que é habitualmente designado pelas letras “s”, “p”, “d”, “f”, respectivamente. Note que, no diagrama anterior, nós já escrevemos um “endereço” sobre cada degrau. Assim, por exemplo, se for mencionada a posição 3p, devemos saber que se trata do segundo degrau da terceira escada, no tocante ao nível de energia. Orbitais Completando o modelo atual da eletrosfera, devemos acrescentar que cada subnível comporta um número variável de orbitais, de acordo com o diagrama energético mais completo. Fonte: http://quimicozinhos.blogspot.com.br/2012/06/os-estados-energeticos-dos-eletrons.html Química InorgânicaTécnico em Química 32 QUÍMICA INORGÂNICA Nesse diagrama, cada orbital é representado simboli- camente por um quadradinho. Vemos que os subníveis (degraus) “s”, “p”, “d”, “f”, contém sucessivamente 1, 3, 5, 7 (sequência de números ímpares) orbitais. Os orbi- tais são identificados pelo chamado NUMERO QUÁN- TICO MAGNÉTICO (Mℓ e m). Num dado subnível, o orbital central tem o número quântico magnético igual a zero; os orbitais da direita têm m = + 1, + 2, + 3; os da esquerda têm m = - 1, - 2, - 3. Spin Cálculos matemáticos provaram que um orbital comporta, no máximo, dois elétrons. No entanto, surge uma dúvida: se os elétrons são negativos, por que não se repelem e se afastam? A explicação é a seguinte: os elétrons podem girar no mesmo sentido ou em sentidos opostos (ou sentidos paralelo e anti- paralelo), criando campos magnéticos que os repelem ou os atraem. Essa rotação é conhecida como SPIN (do inglês, to spin = girar). Fonte:http://quimicozinhos.blogspot.com.br/2012/06/os-estados-energeticos-dos-eletrons.htmlDaí a afirmação, conhecida como princípio da exclusão de Pauli: Um orbital comporta, no máximo, dois elétrons, com spins contrários. Desse modo, a atração magnética entre os dois elé- trons contrabalança a repulsão elétrica entre eles. O spin é identificado pelo chamado número quântico de spin (Ms ou s), cujos valores são -1/2 e +1/2. Normal- mente, a representação dos elétrons nos orbitais é fei- ta por meio de uma seta: Representa, por convenção, um elétron com spin negativo s = -1/2. Representa, por convenção, um elétron com spin po- sitivo s = +1/2. A identificação dos elétrons Resumindo, podemos dizer que cada elétron da eletrosfera é identificado por seus quatro números quânticos: • o número quântico principal: n • o número quântico secundário: ℓ • o número quântico magnético: m ou Mℓ • o número quântico do spin: s ou Ms Por exemplo, os dois elétrons do elemento hélio têm os seguintes números quânticos: 33Química InorgânicaTécnico em Química QUÍMICA INORGÂNICA Como segundo exemplo, observe o diagrama parcial abaixo: Esse elétron será representado simbolicamente por: Podemos dizer que um elétron é localizado por seus quatro números quânticos, da mesma maneira que uma pessoa é localizada por seu endereço — nome da rua, número do prédio, andar e número do apartamento. Assim, podemos enunciar o princípio da exclusão de Pauli: Num átomo, não existem dois elétrons com os quatro números quânticos iguais. No preenchimento dos orbitais, outra regra importante é a chamada regra de Hund ou da máxima multiplici- dade, que diz: Em um mesmo subnível, de início, todos os orbi- tais devem receber seu primeiro elétron, e só de- pois cada orbital irá receber seu segundo elétron. Assim, a ordem de entrada dos seis elétrons num orbi- tal do tipo p será: Por fim, é importante não confundir: • elétron mais afastado do núcleo (ou elétron de valência) é aquele com maior valor do número quântico principal (n); • elétron mais energético é aquele situado no nível (n) ou subnível (ℓ) de maior energia, o que é dado pela soma n + l. Em 1924, o físico francês Louis De Broglie havia lançado a hipótese de que, se a luz apresenta natureza dual, uma partícula também teria propriedades ondulatórias. De Broglie tentou associar a natureza dual da luz ao comportamento do elétron, enunciando o seguinte postulado: A todo elétron em movimento está associada uma onda característica (princípio da dualidade ou de De Broglie). Química InorgânicaTécnico em Química 34 QUÍMICA INORGÂNICA Por exemplo, na distribuição eletrônica do átomo de escândio, temos: 7. DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA Segundo o cientista Schrödinger, cada elétron da eletrosfera de um átomo possui uma determinada quantidade de energia. Assim, cada elétron só permanece no nível e subnível de energia correspondente. A distribuição desses elétrons em seus níveis e subníveis de energia é feita de forma crescente de energia. E sua representação gráfica é dada pelo Diagrama de Pauling, criado pelo químico Linus Pauling (1901-1994), que recebeu dois prêmios Nobel, um de Química (1954) e o outro da Paz (1962). O diagrama de Pauling representa os níveis, que são as camadas eletrônicas do átomo. São sete níveis, enumerados de forma crescente do mais próximo ao núcleo para fora (1, 2, 3... 7) e, denominados, respectivamente, pelas letras K, L, M, N, O, P e Q. 35Química InorgânicaTécnico em Química QUÍMICA INORGÂNICA Existem, no máximo, quatro subníveis, que são: s, p, d, f. A quantidade de subníveis existentes em cada nível está esboçada abaixo: A quantidade máxima de elétrons que pode ser distribuída em cada nível e subnível está evidenciada a seguir: Visto que, para um mesmo nível, os subníveis têm energias diferentes, nem sempre o subnível energético é o mais afastado do núcleo. Por isso, é importante seguir a ordem crescente de energia dos subníveis no momento de fazer a distribuição dos elétrons. Essa ordem é dada pelas setas indicadoras no Diagrama de Pauling: Portanto, veja exemplos de distribuição dos elétrons de dois elementos químicos: Exemplo 1: Magnésio (12Mg) Ordem energética da distribuição eletrônica do 12Mg: 1s 2, 2s2, 2p6 e 3s2. Exemplo 2: Vanádio (23V): Ordem energética da distribuição eletrônica do 23V: 1s2, 2s2, 2p6,3s2, 3p6, 4s2 e 3d3. Química InorgânicaTécnico em Química 36 QUÍMICA INORGÂNICA Observe que, nesse exemplo, no último subnível preenchido (3d), cabiam 10 elétrons; porém, apenas 3 foram necessários para completar o número atômico. IDEIAS-CHAVE Átomo, Elétron, Energia, Modelo de Dalton, Modelo de Thomson, Modelo de Rutherford, Modelo de Ru- therford-Bohr, modelo dos orbitais atômicos, Estados energéticos dos elétrons, Níveis energéticos, Orbitais, Spin, Distribuição eletrônica. RECAPITULANDO • Os filósofos gregos Demócrito e Leucipo afirmavam que a matéria não era contínua, e sim constituída por minúsculas partículas indivisíveis, às quais deram o nome de átomos. • Aristóteles e outros filósofos muito influentes na época recusaram tal proposta e defendiam a ideia de matéria contínua. • O químico inglês John Dalton (1766-1844) retomou as ideias de Leucipo e Demócrito e, baseando-se em leis já comprovadas experimentalmente, como as Leis Ponderais, propôs resumidamente que o átomo seria parecido com uma bola de bilhar, isto é, esférico, maciço e indivisível. • O físico inglês Joseph John Thomson (1856- 1940) passou a trabalhar com a ampola de Crookes, ou seja, um tubo em que gases eram submetidos a voltagens elevadíssimas, produzindo raios catódicos. Quando se colocava um campo elétrico externo, esses raios se desviavam em direção à placa positiva, o que significava que o átomo teria partículas negativas, que foram denominadas elétrons. • O modelo atômico de Rutherford, o átomo, seria semelhante ao sistema solar, em que o núcleo representaria o Sol e os elétrons girando ao redor do núcleo seriam os planetas. • No modelo atômico de Rutherford-Bohr, é permitido ao elétron ocupar níveis energéticos nos quais ele se apresenta com valores de energia múltiplos inteiros de um fóton. PARA FIXAR O CONTEÚDO A. Questões discursivas 1. O que afirma a hipótese de Dalton? ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ __________________________________________ ___________________________________________ 2. Segundo o modelo de Rutherford, do que é formado o átomo? ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ __________________________________________ ___________________________________________ 3. Faça uma crítica à afirmação: “O modelo atômico clássico criado por Rutherford, em 1911, é considerado o modelo definitivo para o átomo”. ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ __________________________________________ ___________________________________________ 4. Em 1913, o físico dinamarquês Niels Bohr mostrou que as leis da Física Clássica não eram válidas para sistemas microscópicos, tais como o átomo e suas partículas constituintes. Bohr criou um novo modelo atômico, fundamentado na teoria dos quanta de Max Planck, estabelecendo alguns postulados. Quais são eles? ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ ______________________________________________________________________________________ __________________________________________ ___________________________________________ 37Química InorgânicaTécnico em Química QUÍMICA INORGÂNICA 5. O elétron foi descoberto por Thomson no final do século XIX. Quais as características gerais do modelo atômico proposto por ele? ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ __________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ 6. Utilizando o diagrama de Pauling e considerando o elemento químico tungstênio (W), de número atômico igual a 74, responda às seguintes questões: a. Qual a distribuição eletrônica do átomo de tungstênio por camadas ou níveis energéticos? b. Qual a distribuição por subníveis energéticos? c. Quais os elétrons mais externos? d. Quais os elétrons com maior energia? ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ 7. Qual o número máximo de orbitais que podem existir no nível energético M? ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ __________________________________________ 8. Coloque, no esquema abaixo, que representa o subnível d, um total de 7 elétrons. Indique os quatro números quânticos do último elétron colocado, sabendo-se que esse subnível é da camada M. 9 - Quais são os subníveis que formam a camada eletrônica L? ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ __________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ 10 – Um átomo que possui configuração 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3 apresenta quantos elétrons na sua camada mais externa? ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ __________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ B. Leia atentamente as afirmativas e marque V para as verdadeiras e F para as falsas. 1.( ) O modelo atômico de Rutherford descreve o átomo de forma exata. 2.( ) A formação das substâncias simples e compostas pode ser explicada pelo modelo atômico de Dalton. 3.( ) A experiência de Rutherford redundou na descoberta dos prótons e nêutrons, componentes de um núcleo atômico com elevada densidade. 4.( ) O átomo de Thomson apresenta a matéria neutra em função da igualdade de cargas positivas e negativas. Tal visão de neutralidade foi preponderante para reforçar o modelo atômico de Dalton. 5.( ) O modelo de Niels Bohr introduz a ideia de energia quantizada, garantindo ao(s) elétron(s) órbita(s) definida(s). 6.( ) A experiência de Rutherford consistiu em bombardear películas metálicas delgadas (placas de ouro) com partículas alfa. 7.( ) Para Rutherford, o átomo seria formado por um núcleo denso, com carga positiva e elétrons em órbitas circulares de energia quantizada. 8.( ) No modelo proposto por Bohr, o átomo possuía um núcleo positivo e elétrons girando em torno desse núcleo em camadas eletrônicas com energias definidas (quantizadas). 9.( ) Caso a estrutura do átomo fosse como Thomson imaginou, as conclusões tiradas por Rutherford seriam praticamente as mesmas. 10.( ) Segundo Dalton, átomos de um mesmo elemento químico possuem propriedades diferentes quando formam substâncias simples ou combinados a outros elementos. Química InorgânicaTécnico em Química 38 QUÍMICA INORGÂNICA C. Questões de múltipla escolha. 1. Fogos de artifício utilizam sais de diferentes íons metálicos misturados com um material explosivo. Quando incendiados, emitem diferentes colorações. Por exemplo: sais de sódio emitem cor amarela, de bário, cor verde, e de cobre, cor azul. Essas cores são produzidas quando os elétrons excitados dos íons metálicos retornam para níveis de menor energia. O modelo atômico mais adequado para explicar esse fenômeno é o modelo de: a. Rutherford. b. Rutherford-Bohr. c. Thomson. d. Dalton. e. Millikan. 2. O conhecimento sobre estrutura atômica evoluiu à medida que determinados fatos experimentais eram observados, gerando a necessidade de proposição de modelos atômicos com características que os explicassem. A associação correta entre o fato observado e o modelo atômico proposto, a partir deste subsídio, é: a. I – 3; II – 1; III – 2; IV – 4 b. I – 1; II – 2; III – 4; IV – 3 c. I – 3; II – 1; III – 4; IV – 2 d. I – 4; II – 2; III – 1; IV – 3 e. I – 1; II – 3; III – 4; IV – 2 3. Observe a figura abaixo, que representa um modelo atômico: O modelo atômico representado na figura foi proposto por: a. Dalton; b. Schrödinger; c. Rutherford; d. Bohr; e. Thomson. 4. O quadro abaixo representa algumas características de modelos atômicos. Com base nos dados apresentados, relacione as características aos respectivos cientistas: Tipo Característica A A matéria é formada por átomos indivisíveis. B Núcleos positivos, pequenos e densos. C Carga negativa dispersa pelo átomo positivo. a. A = Dalton; B = Thomson; C = Rutherford. b. A = Dalton; B = Rutherford; C = Thomson. c. A = Thomson; B = Rutherford; C = Bohr. d. A = Rutherford; B = Thomson; C = Bohr. e. A = Thomson; B = Bohr; C = Rutherford. 5. O modelo do átomo nucleado existe há menos de 100 anos. Ele foi proposto originalmente por Ernest Rutherford e seus colaboradores, em 1911. Sobre o modelo do átomo nucleado de Rutherford, considere as seguintes proposições: I. O átomo seria semelhante ao Sistema Solar: o núcleo, carregado positivamente, estaria no centro 39Química InorgânicaTécnico em Química QUÍMICA INORGÂNICA como o Sol, e os elétrons, com carga negativa, estariam girando em órbitas circulares ao seu redor, como os planetas. II. Rutherford propôs que os núcleos são formados por dois tipos de partículas subatômicas: os prótons e os nêutrons. III. Em seus experimentos, Rutherford obteve evidências de que o núcleo é muito pequeno em relação ao tamanho total do átomo, e que nele se concentra praticamente toda a massa atômica. Assinale a afirmativa correta: a. Apenas a proposição I é correta. b. Apenas as proposições I e II são corretas. c. Apenas as proposições II e III são corretas. d. Apenas as proposições I e III são corretas. e. Todas as proposições são corretas. 6. No fim do século XIX, Thomson realizou experimentos em tubos de vidro que continham gases a baixas pressões, em que aplicava uma grande diferença de potencial. Isso provocava a emissão de raios catódicos. Esses raios, produzidos num cátodo metálico, deslocavam-se em direção à extremidade do tubo (E). Nesse experimentos, Thomson observou que: I. a razão entre a carga e a massa dos raios catódicos era independente da
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