1.Teoria Atômica

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TeoriaTeoria AtômicaAtômica
Fundamentos de QuímicaFundamentos de Química
TeoriaTeoria AtômicaAtômica
Referência:
T. L. Brown, H. E. LeMay, Jr., B. E. Bursten;
Química, A Ciência Central; 9ª edição; Pearson
Prentice Hall; 2007. Cap. 2.
UMA BREVE HISTÓRIA
�O universo à nossa volta é constituído por
diferentes substâncias, algumas com vida,
outras inanimadas.
A matéria geralmente muda de uma forma�A matéria geralmente muda de uma forma
química para outra.
�Com o intuito de explicar essas observações,
filósofos antigos especulavam sobre a natureza
da ‘matéria’ fundamental da qual o mundo era
feito.
UMA BREVE HISTÓRIA
��DemócritoDemócrito (460 – 370 a.C.) e outros filósofos
gregos antigos pensavam que o mundo material
deveria ser constituído de partículas indivisíveis
muito pequenas que eram chamadas de átomos,
o que significava “indivisíveis”.
��PlatãoPlatão e AristótelesAristóteles formularam a hipótese de
que não poderia haver partículas indivisíveis.
UMA BREVE HISTÓRIA
�A visão “atômica” da matéria enfraqueceu-se
por vários séculos, durante os quais a filosofia
aristotélica dominou a cultura ocidental.aristotélica dominou a cultura ocidental.
�A noção sobre átomos ressurgiu na Europa
durante o século XVII, quando os cientistas
tentaram explicar as propriedades dos gases.
�� IsaacIsaac NewtonNewton, o mais famoso cientista de seu
tempo, defendeu a ideia da existência de átomos.
�Quando os químicos aprenderam a medir a
quantidadequantidade dede matériamatéria que reagia com outra
UMA BREVE HISTÓRIA
quantidadequantidade dede matériamatéria que reagia com outra
para formar uma nova substância, a base da
teoria atômica estava proposta.
�Essa teoria surgiu durante o período 1803 –
1807 no trabalho de um professor inglês, JohnJohn
DaltonDalton.
TEORIA ATÔMICA DA MATÉRIA
�� JohnJohn DaltonDalton estabeleceu os seguintes
postuladospostulados:
1- Cada elemento é composto de partes
extremamente pequenas chamadas átomosátomos.
2- Todos os átomos de um elemento são idênticos;2- Todos os átomos de um elemento são idênticos;
os átomos de diferentes elementos são
diferentes e têm diferentes propriedades.
3- Nas reações químicas, os átomos não são
alterados.
4- Os compostos são formados quando átomos de
mais de um elemento se combinam.
TEORIA ATÔMICA DA MATÉRIA
�De acordo com a teoria atômica de Dalton,
átomos são os componentes básicos da matéria.
�Eles são as menores partes de um elemento que
mantêm a identidade química desse elemento.
�Segundo os postulados de Dalton, um elementoelemento
é composto de apenas uma espécie de átomo,
enquanto um compostocomposto contém átomos de dois
ou mais elementos.
TEORIA ATÔMICA DA MATÉRIA
�A teoria de Dalton explica várias leis simples de
combinação química que eram conhecidas
naquela época.
��LeiLei dede composiçãocomposição constanteconstante: em
determinado composto o número relativo de
átomos e seus tipos são constantes (postulado
4).
TEORIA ATÔMICA DA MATÉRIA
��LeiLei dada conservaçãoconservação dada massamassa: a massa total
dos materiais presentes depois da reação
química é igual à massa total antes da reação
(postulado 3).(postulado 3).
�A teoria de Dalton não apenas explicou leis
conhecidas na época, mas também previu novas.
�Dalton usou sua teoria para deduzir a lei das
proporções múltiplas.
TEORIA ATÔMICA DA MATÉRIA
��LeiLei dede DaltonDalton dasdas proporçõesproporções múltiplasmúltiplas:
Quando dois elementos formam diferentes
compostos, a proporção da massa dos elementos
em um composto está relacionada à proporção da
massa do outro através de um número inteiromassa do outro através de um número inteiro
pequeno. (Ex.: H20 e H2O2)
� Na formação da água, 8,0 g de oxigênio combinam-se com
1,0 g de hidrogênio. Na água oxigenada existem 16,0 g de
oxigênio para 1,0 g de hidrogênio. A proporção da massa de
oxigênio por grama de hidrogênio nos dois compostos é 2:1.
Ou seja, a água oxigenada contém duas vezes mais átomos
de oxigênio por átomos de hidrogênio do que a água.
o Os gregos antigos foram os primeiros a postular
que a matéria é constituída de elementoselementos
indivisíveisindivisíveis.
o Mais tarde, os cientistas constataram que o
A DESCOBERTA DA ESTRUTURA ATÔMICA
o Mais tarde, os cientistas constataram que o
átomo era constituído de partículaspartículas
subatômicassubatômicas ainda menores.
o O átomo é composto em parte por partículaspartículas
carregadascarregadas eletricamenteeletricamente, algumas com carga
positiva (++) e outras com carga negativa (--).
JJ.. JJ.. ThomsonThomson
�A primeira evidência experimental da estrutura
interna do átomo foi a descoberta, em 1897, da
A DESCOBERTA DA ESTRUTURA ATÔMICA
RAIOS CATÓDICOS E ELÉTRONS
interna do átomo foi a descoberta, em 1897, da
primeira partícula subatômica, oo elétronelétron.
�Thomson observou muitas propriedades dos raios
catódicos, estudados na época, inclusive que uma
lâmina metálica exposta a raios catódicos
adquire carga elétrica negativa.
JJ.. JJ.. ThomsonThomson
�Em um artigo publicado em 1897, ele apresentou
suas observações e concluiu que os raios catódicos
A DESCOBERTA DA ESTRUTURA ATÔMICA
RAIOS CATÓDICOS E ELÉTRONS
suas observações e concluiu que os raios catódicos
são jatos de partículas com massa, carregadas
negativamente.
�O artigo de Thomson é conhecido como a
‘descoberta’ daquilo que chamamos de elétronelétron.
JJ.. JJ.. ThomsonThomson
�Thomson construiu um tubo de raios catódicos
com uma tela fluorescente (figura).
A DESCOBERTA DA ESTRUTURA ATÔMICA
RAIOS CATÓDICOS E ELÉTRONS
com uma tela fluorescente (figura).
�Um tubo de raios catódicos (CRT) é um recipiente
profundo com um eletrodo em cada extremidade.
o Uma voltagem alta é aplicada através dos
eletrodoseletrodos.
o A voltagem faz com que partículas negativas se
desloquem do eletrodo negativo para o eletrodo
A DESCOBERTA DA ESTRUTURA ATÔMICA
RAIOS CATÓDICOS E ELÉTRONS
desloquem do eletrodo negativo para o eletrodo
positivo.
o A trajetória dos elétrons pode ser alterada pela
presença de um campo magnético.
o Considere os raios catódicos saindo do eletrodo
positivo através de um pequeno orifício.
– Se eles interagirem com um campo magnético
perpendicular a um campo elétrico aplicado, os
raios catódicos podem sofrer diferentes desvios.
– A quantidade de desvio dos raios catódicos
A DESCOBERTA DA ESTRUTURA ATÔMICA
RAIOS CATÓDICOS E ELÉTRONS
– A quantidade de desvio dos raios catódicos
depende dos campos magnético e elétrico
aplicados.
– Por sua vez, a quantidade do desvio também
depende da proporção cargacarga--massamassa dodo
elétronelétron.
�Em 1897, Thomson determinou que a proporção
carga-massa de um elétron é 11,,7676 xx 101088 C/gC/g.
�Em 1909 RobertRobert MillikanMillikan, conseguiu medir
A DESCOBERTA DA ESTRUTURA ATÔMICA
RAIOS CATÓDICOS E ELÉTRONS
�Em 1909 RobertRobert MillikanMillikan, conseguiu medir
com êxito a carga de um elétron realizando o
que é conhecido como “Experimento da Gota de
Óleo de Millikan”.
�Objetivo: encontrar a carga no elétron para
determinar sua massa.
Experimento da Gota de Óleo de Millikan
o Neste experimento, gotas de óleo são borrifadas
sobre uma chapa carregada positivamente
contendo um pequeno orifício.
o À medida que as gotas de óleo passam através do
A DESCOBERTA DA ESTRUTURA ATÔMICA
RAIOS CATÓDICOS E ELÉTRONS
o À medida que as gotas de óleo passam através do
orifício, elas são carregadas negativamente.
o A gravidade força as gotas para baixo. O campo
elétrico aplicado força as gotas para cima.
o Quando uma gota está perfeitamente
equilibrada, seu peso é igual à força de atração
eletrostática entre a gota e a chapa positiva.
o Utilizando este experimento, Millikan
determinou que a cargacarga nono elétronelétron é 1,60 x
10-19 C.
A DESCOBERTA DA ESTRUTURA ATÔMICA
RAIOS CATÓDICOS E ELÉTRONS
10 C.
o Conhecendo a proporção carga-massa, 1,76 x 108
C/g, Millikan calculou a massamassa dodo elétronelétron:
9,10x 10-28 g.
o Com números mais exatos, concluimos que a
massa do elétron é 99,,1093910939 xx 1010--2828 gg.
�Em 1896, HenriHenri BequerelBequerel estava estudando o
mineral urânio quando descobriu que ele
espontaneamente emitia radiação de alta
energia.
A DESCOBERTA DA ESTRUTURA ATÔMICA
RADIOATIVIDADE
energia.
�Essa emissão espontânea de radiação é
chamada de radioatividaderadioatividade.
��MarieMarie CurieCurie ee PierrePierre, começaram
experimentos para isolar os componentes
radioativos do mineral.
�Estudos posteriores sobre a natureza da
radioatividade revelaram três tipos de
radiação: alfaalfa ((αααααααα)), beta(beta(ββββββββ)) e gamagama ((γγγγγγγγ)).
Cada tipo difere um do outro quanto a sua
A DESCOBERTA DA ESTRUTURA ATÔMICA
RADIOATIVIDADE
�Cada tipo difere um do outro quanto a sua
reação a um campo elétrico como mostrado na
figura.
�O caminho das radiações α e β é desviado pelo
campo elétrico, apesar de estar em sentidos
opostos, e γ não é afetada.
A DESCOBERTA DA ESTRUTURA ATÔMICA
RADIOATIVIDADE
��RutherfordRutherford mostrou que os raios α e β
consistem de partículas de movimento rápido
nomeadas partículas α e β.
�As partículas β são elétronselétrons em alta velocidade
A DESCOBERTA DA ESTRUTURA ATÔMICA
RADIOATIVIDADE
�As partículas β são elétronselétrons em alta velocidade
e podem ser consideradas o análogo radioativo
dos raios catódicos; portanto são atraídas para a
placa positiva.
�As partículas α são muito mais compactas do
que as partículas β e têm cargas positivas;
portanto são atraídas para a placa negativa.
o Um alto desvio no sentido da chapa positiva
corresponde à radiação que é negativamente
carregada e tem massa baixa. Essa se chama
radiaçãoradiação ββββββββ (consiste de elétrons).
A DESCOBERTA DA ESTRUTURA ATÔMICA
RADIOATIVIDADE
radiaçãoradiação ββββββββ (consiste de elétrons).
o Nenhum desvio corresponde a uma radiação
neutra. Essa se chama radiaçãoradiação γγγγγγγγ.
o Um pequeno desvio no sentido da chapa carregada
negativamente corresponde à radiação carregada
positivamente e de massa alta. Essa se chama
radiaçãoradiação αααααααα.
�Pela separação da radiação, conclui-se que o
átomo consiste de entidades neutras e
carregadas negativa e positivamente.
A DESCOBERTA DA ESTRUTURA ATÔMICA
O ÁTOMO COM NÚCLEO
carregadas negativa e positivamente.
��ThomsonThomson supôs que todas essas espécies
carregadas eram encontradas em uma esfera.
o Thomson (sec. XX) propôs que
o átomo consistia em uma
esfera positiva uniforme de
matéria, na qual os elétrons
A DESCOBERTA DA ESTRUTURA ATÔMICA
O ÁTOMO COM NÚCLEO
matéria, na qual os elétrons
estavam incrustados, como a
figura ao lado.
o Esse modelo, chamado de
modelo “pudimpudim dede ameixaameixa”,
teve uma vida muito curta.
o Em 1910, RutherfordRutherford executou um
experimento que contestava o modelo de
Thomson:
A DESCOBERTA DA ESTRUTURA ATÔMICA
O ÁTOMO COM NÚCLEO
o Uma fonte de partículas α foi colocada na boca
de um detector circular.
o As partículas α foram lançadas através de um
pedaço de chapa de ouro.
�A maioria das partículas α passaram
diretamente através da chapa, sem desviar.
�Algumas partículas α foram desviadas com
A DESCOBERTA DA ESTRUTURA ATÔMICA
O ÁTOMO COM NÚCLEO
�Algumas partículas α foram desviadas com
ângulos grandes.
�Se o modelo do átomo de ThomsonThomson estivesse
correto, o resultado de Rutherford seria
impossível.
• Para fazer com que a maioria das partículas α
passe através de um pedaço de chapa sem sofrer
desvio, a maior parte do átomo deve consistir de
carga negativa difusa de massa baixa − oo
A DESCOBERTA DA ESTRUTURA ATÔMICA
O ÁTOMO COM NÚCLEO
carga negativa difusa de massa baixa − oo
elétronelétron.
• Para explicar o pequeno número de desvios
grandes das partículas α, o centro ou núcleo do
átomo deve ser constituído de uma cargacarga
positivapositiva densa.
oo RutherfordRutherford modificou o
modelo de Thomson da
seguinte maneira:
A DESCOBERTA DA ESTRUTURA ATÔMICA
O ÁTOMO COM NÚCLEO
– Suponha que o átomo é
esférico, mas a cargacarga
positivapositiva deve estar
localizada no centrocentro, com
uma cargacarga negativanegativa
difusa emem tornotorno deledele.
�Por volta de 1911, RutherfordRutherford conseguiu
explicar essas observações, postulando que:
�A maioria da massa do átomo e toda a sua carga
A DESCOBERTA DA ESTRUTURA ATÔMICA
O ÁTOMO COM NÚCLEO
positiva residiam em uma região muito pequena
e extremamente densa, que ele chamou de
núcleonúcleo.
�A maior parte do volume total do átomo é o
espaço vazio, no qual os elétronselétrons movem-se ao
redor do núcleonúcleo.
o Estudos experimentais subsequentes levaram
à descoberta de ambas as partículas no núcleo:
o As partículas positivas (protónsprotóns) e
A DESCOBERTA DA ESTRUTURA ATÔMICA
O ÁTOMO COM NÚCLEO
o As partículas positivas (protónsprotóns) e
o As partículas neutras (nêutronsnêutrons).
o Os prótons foram descobertos em 1919 por
RutherfordRutherford.
o Os nêutrons foram descobertos em 1923 por
JamesJames ChadwichChadwich.
o O átomo consite de entidades neutras,
A DESCOBERTA DA ESTRUTURA ATÔMICA
O ÁTOMO COM NÚCLEO
o O átomo consite de entidades neutras,
positivas e negativas:
nêutronsnêutrons, , prótonsprótons e e elétronselétrons.
�Os físicos têm aprendido muito sobre a
composição detalhada do núcleo atômico.
�A lista de partículas que compõem o núcleo tem
crescido muito e continua a crescer.
A VISÃO MODERNA DA ESTRUTURA ATÔMICA
crescido muito e continua a crescer.
�Como químicos, podemos adotar uma visão
muito simples do átomo porque apenas três
partículas subatômicas – próton,próton, elétronelétron ee
nêutronnêutron – influenciam o comportamento
químico.
�A carga de um elétron é -1,602 x 10-19 C, e a do
próton é +1,602 x 10-19 C.
�Por conveniência, as cargas atômicas e
subatômicas são normalmente expressas em
A VISÃO MODERNA DA ESTRUTURA ATÔMICA
subatômicas são normalmente expressas em
múltiplos desta carga em vez de coulombs.
�Assim, a carga do elétron é 11--, e a do próton, 11++.
�Nêutrons não têm carga e, por consequência,
são eletricamente neutros.
�Os átomos têm um número igual de elétrons
e prótons; logo, eles têm uma carga elétrica
líquida neutra.
��PrótonsPrótons ee nêutronsnêutrons são encontrados no núcleo
A VISÃO MODERNA DA ESTRUTURA ATÔMICA
PrótonsPrótons ee nêutronsnêutrons são encontrados no núcleo
do átomo, que é extremamente pequeno.
�A maior parte do volume atômico é o espaço no
qual o elétron é encontrado.
�Eles são atraídos pelo prótons e nêutrons no
núcleo pela força que existe entre as partículas
de cargas elétricas opostas.
�Os átomos têm massas extremamente pequenas,
por isso usamos a unidadeunidade dede massamassa atômicaatômica
ou uu para expressar massas tão pequenas em
gramas.
A VISÃO MODERNA DA ESTRUTURA ATÔMICA
�Uma uu é igual a 1,66054 x 10-24 g.
�As massas de prótons e nêutrons são
aproximadamente iguais, e maiores do que a do
elétron. Um próton tem uma massa de 1,0073 u,
um nêutron , de 1,0087 u, e um elétron, de 5,486
x 10-4 u.
�Os átomos são extremamente pequenos .
�Uma unidade de comprimento conveniente para
expressar dimensões atômicas é o angströmangström (ÅÅ)
A VISÃO MODERNA DA ESTRUTURA ATÔMICA
�Um angström é igual a 10-10 m.
�Os átomos têm diâmetros na ordem de 1-5 Å.
�Os diâmetros de núcleos atômicos são da ordem
de 10-4 Å.
o O número de prótons no núcleo de um átomo
determina a identidade do átomo.
o Cada elemento tem portanto, um númeronúmero
A VISÃO MODERNA DA ESTRUTURA ATÔMICA
NÚMERO ATÔMICO
atômicoatômico (Z)(Z) entre 1 e 144, que é igual ao
número de prótons no núcleo de um átomo
daquele elemento.
o Átomos neutros contêm exatamente o número
de elétrons necessários para equilibrar a carga
do núcleo.
�Os átomos de um dado elemento cujo número de
nêutrons difere são chamados isótoposisótopos.
�O símbolo 121266CC ou simplesmente
12C representa
o átomo de carbono com seis prótons e seis
A VISÃO MODERNA DA ESTRUTURAATÔMICA
NÚMERO ATÔMICO
o átomo de carbono com seis prótons e seis
nêutrons.
�O número de prótons, chamado número atômico,
é mostrado pelo índice inferior.
�O índice superior é chamado de número de
massa.
�O núcleo de um átomo também é descrito por
um númeronúmero dede massamassa (A)(A) que é a soma do
número de prótons e nêutrons no núcleo.
A VISÃO MODERNA DA ESTRUTURA ATÔMICA
NÚMERO DE MASSA
número de prótons e nêutrons no núcleo.
�A diferença entre o número de massa e o número
atômico de um átomo é, portanto, igual ao
número de nêutrons no núcleo daquele átomo.
��NúmeroNúmero atômicoatômico (Z)(Z) = número de prótons no
núcleo.
��NúmeroNúmero dede massamassa ((A)A) = número de prótons e
A VISÃO MODERNA DA ESTRUTURA ATÔMICA
��NúmeroNúmero dede massamassa ((A)A) = número de prótons e
nêutrons .
�Por convenção, para um elemento X, escreve-se:
ZZ
AAXX
�Átomos com o mesmo número atômico, mas
números diferentes de nêutrons, são chamados de
isótoposisótopos.
A VISÃO MODERNA DA ESTRUTURA ATÔMICA
ISÓTOPOS
� Isótopos são dois ou mais átomos que possuem
mesmo número atômico (Z) e diferentes números de
massa (A)
�Ex.: O carbono tem três isótopos que ocorrem
naturalmente: 12C (6 prótons e 6 nêutrons), 13C (6
prótons e 7 nêutrons) e 14C (6 prótons e 8 nêutrons).
�� IsóbarosIsóbaros: são dois ou mais átomos que possuem
mesmo número de massa (A) e diferentes
números atômicos (Z).
A VISÃO MODERNA DA ESTRUTURA ATÔMICA
ISÓBAROS E ISÓSTONOS
Ex.: 146C e 147N
�� IsótonosIsótonos: são dois ou mais átomos que possuem
mesmo número de nêutrons (N) e diferentes
números atômicos (Z) e de massa (A).
Ex.: 136C e 147N
�Quando lidamos com massas extremamente
pequenas é conveniente usar a unidade de
massa atômica (u).
PESO ATÔMICO OU MASSA ATÔMICA
A ESCALA DE MASSA ATÔMICA
�1 u = 1,66054 x 10-24 g
�1 g = 6,02214 x 1023 u
�A u é atualmente definida fixando uma massa
de exatamente 12 u para o isótopo 12C de
carbono.
�A maioria dos elementos são encontrados na
natureza como mistura de isótopos.
�Podemos determinar a massamassa atômicaatômica médiamédia
PESO ATÔMICO OU MASSA ATÔMICA
MASSAS ATÔMICAS MÉDIAS
�Podemos determinar a massamassa atômicaatômica médiamédia
de um elemento usando as massas de seus
vários isótopos e suas abundâncias relativas.
�A massa atômica média de cada elemento é
também conhecida como seu pesopeso atômicoatômico.
o A organização dos elementos em ordem
crescente de número atômico, com elementos
tendo propriedades similares colocados nas
colunas verticais, é conhecida como tabelatabela
A TABELA PERIÓDICA
colunas verticais, é conhecida como tabelatabela
periódicaperiódica.
A TABELA PERIÓDICA
o As colunascolunas na tabela periódica chamam-se
gruposgrupos ouou famíliasfamílias (numeradas de 1A a 8A ou
de 1 a 18).
o Elementos que pertencem ao mesmo grupo
A TABELA PERIÓDICA
o Elementos que pertencem ao mesmo grupo
geralmente apresentam algumas similaridades
em suas propriedades físicas e químicas porque
apresentam o mesmo tipo de organização dos
elétrons na periferia dos átomos.
o As linhaslinhas na tabela periódica chamam-se
períodosperíodos.
o Os metaismetaismetaismetaismetaismetaismetaismetais estão localizados no lado esquerdo
da tabela periódica (a maioria dos elementos
são metais).
Os nãonão--metaismetais estão localizados na parte
A TABELA PERIÓDICA
o Os nãonão--metaismetais estão localizados na parte
superior do lado direito da tabela periódica.
o Os elementos com propriedades similares, tanto
com os metais quanto com os não-metais, são
chamados metalóidesmetalóides e estão localizados no
espaço entre os metais e os não-metais.
o Alguns dos grupos na tabela periódica recebem
nomes especiais.
o Estes nomes indicam as similaridades entre os
membros de um grupo:
A TABELA PERIÓDICA
o Grupo 1A:MetaisMetais AlcalinosAlcalinos
o Grupo 2A:MetaisMetais AlcalinosAlcalinos TerrososTerrosos
o Grupo 6A: CalcogêniosCalcogênios
o Grupo 7A: HalogêniosHalogênios
o Grupo 8A: GasesGases NobresNobres
o O átomo é a menor amostra representativa de
um elemento, mas somente os gases nobres são
normalmente encontrados na natureza como
átomos isolados.
MOLÉCULAS E COMPOSTOS MOLECULARES
átomos isolados.
o A maior parte da matéria é composta de
moléculasmoléculas ouou íonsíons, as quais são formadas por
átomos.
oo MoléculasMoléculas são reuniões de dois ou mais átomos
ligados firmemente entre si.
o Muitos elementos são encontrados na natureza
na forma molecular; isto é, dois ou mais átomos
do mesmo tipo estão ligados entre si.
MOLÉCULAS E COMPOSTOS MOLECULARES
MOLÉCULAS E FÓRMULAS QUÍMICAS
o Cada molécula tem uma fórmulafórmula químicaquímica.
o A fórmula química indica:
o quais átomos são encontrados na molécula e
o em qual proporção eles são encontrados.
o Ex.: o oxigênio encontrado normalmente no ar,
compõe-se de moléculas que contêm dois átomos
de oxigênio.
o Representa-se a fórmula molecular do oxigênio
MOLÉCULAS E COMPOSTOS MOLECULARES
MOLÉCULAS E FÓRMULAS QUÍMICAS
o Representa-se a fórmula molecular do oxigênio
pela fórmula química OO22.
o A molécula constituída de dois átomos é
chamada demoléculamolécula didiatômicaatômica.
o Os elementos em geral encontrados como
moléculas diatômicas são hidrogênio, oxigênio,
nitrogênio e halogênios.
MOLÉCULAS E COMPOSTOS MOLECULARES
MOLÉCULAS E FÓRMULAS QUÍMICAS
o Compostos formados a partir de moléculas
são compostoscompostos molecularesmoleculares e contêm mais
de um tipo de átomo.
MOLÉCULAS E COMPOSTOS MOLECULARES
MOLÉCULAS E FÓRMULAS QUÍMICAS
de um tipo de átomo.
o Ex.: H2O
o A maioria das substâncias moleculares que
encontraremos contém apenas não-metais
MOLÉCULAS E COMPOSTOS MOLECULARES
FÓRMULAS MOLECULARES E MÍNIMAS
�Fórmulas químicas que indicam os números e
tipos efetivos de átomos em uma molécula são
chamadas fórmulasfórmulas molecularesmoleculares.
�Ex.: H2O, CO2, CO, CH4, H2O2, O2, O3 e C2H4.
�Fórmulas químicas que dão somente os números
relativos de átomos de cada tipo em uma
molécula são chamadas fórmulasfórmulas mínimasmínimas.
MOLÉCULAS E COMPOSTOS MOLECULARES
FÓRMULAS MOLECULARES E MÍNIMAS
MOLÉCULAS E COMPOSTOS MOLECULARES
FÓRMULAS MOLECULARES E MÍNIMAS
�Os índices inferiores em uma fórmula mínima
são sempre os menores números inteiros
proporcionais possíveis.
�Ex.: Peróxido de Hidrogênio
Fórmula molecular: HH22OO22
Fórmula mínima: HOHO
ÍONS E COMPOSTOS IÔNICOS
�Os átomos podem facilmente ganhar ou perder
elétrons.
�Se elétrons são removidos ou adicionados a um
átomo neutro, uma partícula carregada chamada
íoníon é formada.
�Um íon com carga positiva é chamado de cátioncátion;
�Um íon com carga negativa é chamado de ânionânion.
o Quando um átomo ou uma molécula perde
elétrons, eles ficam com carga positiva – CátionCátion.
o Ex.: quando o Na perde um elétron, ele se
transforma em Na+.
ÍONS E COMPOSTOS IÔNICOS
o Quando um átomo ou uma molécula ganha
elétrons, eles ficam com carga negativa – ÂnionÂnion.
o Ex.: quando o Cl ganha um elétron ele se
transforma em Cl-.
o Importante: Um átomo ou uma molécula pode
perder mais de um elétron.
ÍONS E COMPOSTOS IÔNICOS
PREVISÃO DAS CARGAS IÔNICAS
�Muitos átomos ganham ou perdem elétrons para
que fiquem com o mesmo número de elétrons do
gás nobre mais próximo deles na tabela periódica.
Ex.: a perda de um elétron do átomo de sódio�Ex.: a perda de um elétron do átomo de sódio
deixa-o com o mesmo número de elétrons do
átomo neutro de neônio.
�A tabela periódica é muito útil para lembrar as
cargas dos íons, especialmente daqueles
elementos à esquerda e à direita da tabela.
EmEm geralgeral: : 
Átomos metálicos tendem a perder elétrons para
se transformarem em cátions; íons não-metálicos
ÍONS E COMPOSTOS IÔNICOS
PREVISÃO DAS CARGAS IÔNICAS
se transformarem em cátions; íons não-metálicos
tendem a ganhar elétrons para formarem ânions.
O número de elétrons que um átomo perde está
relacionado com a sua posição na tabelaperiódica.
ÍONS E COMPOSTOS IÔNICOS
PREVISÃO DAS CARGAS IÔNICAS
--
-
- -
-
ExemploExemplo::
Grande parte da química envolve a transferênciatransferência de de 
elétronselétrons entre substâncias. Íons são formados quando um 
ou mais elétrons se transferem de um átomo neutro para
outro.
ÍONS E COMPOSTOS IÔNICOS
COMPOSTOS IÔNICOS
ExemploExemplo::
– Para formar o NaCl, o átomo de sódio neutro, Na,
deve perder um elétron para se transformar em um
cátion: Na+.
– O elétron não pode ser totalmente perdido, dessa
forma ele é transferido para um átomo de cloro, Cl,
que então se transforma em um ânion: o Cl-.
– Os íons Na+ e Cl- ligam-se para formar o cloreto de
sódio (NaCl), mais conhecido como sal de cozinha.
ÍONS E COMPOSTOS IÔNICOS
COMPOSTOS IÔNICOS
�O cloreto de sódio é um exemplo de compostocomposto
iônicoiônico, que contém tanto íons carregados
positiva quanto negativamente.
De maneira geral, podemos dizer se um composto
ÍONS E COMPOSTOS IÔNICOS
COMPOSTOS IÔNICOS
�De maneira geral, podemos dizer se um composto
é iônicoiônico (constituído de íons) ou molecularmolecular
(formado por moléculas) a partir de sua
composição.
�Normalmente, cátions são íons metálicos,
enquanto ânions são íons não-metálicos.
�Consequentemente:
CompostosCompostos iônicosiônicos são em geral combinações
de metais e não-metais, como em NaCl.
ÍONS E COMPOSTOS IÔNICOS
COMPOSTOS IÔNICOS
ee
CompostosCompostos molecularesmoleculares são quase sempre
constituídos somente de não-metais, 
como no H2O.
�Compostos iônicos geralmente constituem-se de
combinações químicas demetaismetais ee nãonão--metaismetais.
�Os metais formam os íons positivos e os não-
NOMENCLATURA DE COMPOSTOS INORGÂNICOS
NOMES E FÓRMULAS DE COMPOSTOS IÔNICOS
metias os negativos.
�Examinaremos a nomenclatura dos íons
positivos e, em seguida, a dos íons negativos.
Depois agruparemos os nomes dos íons para
identificar o composto iônico como um todo.
11- ÍonsÍons positivospositivos (cátions)
(a) Os cátions formados de átomos de um metal
têm o mesmo nome do metal.
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NOMES E FÓRMULAS DE COMPOSTOS IÔNICOS
têm o mesmo nome do metal.
Ex.: Na+ - íon sódio Zn2+ - íon zinco
Íons formados a partir de um único átomo são
chamados íonsmonoatômicosmonoatômicos.
(b) Se um metal pode formar cátions de
diferentes cargas, a carga positiva é
indicada pelo número romano entre
parênteses depois do nome do metal.
NOMENCLATURA DE COMPOSTOS INORGÂNICOS
NOMES E FÓRMULAS DE COMPOSTOS IÔNICOS
parênteses depois do nome do metal.
Fe22++ - íon ferro(IIII) Cu++ - íon cobre(II)
Fe33++ - íon ferro(IIIIII) Cu22++ - íon cobre(IIII)
Íons com diferentes cargas exibem diversas
propriedade e cores.
�A maioria dos metais com cargas variáveis são
metaismetais dede transiçãotransição. As cargas desses íons são
indicadas pelos números romanos.
NOMENCLATURA DE COMPOSTOS INORGÂNICOS
NOMES E FÓRMULAS DE COMPOSTOS IÔNICOS
�Um método mais antigo e ainda muito utilizado
para distinguir entre dois íons de um metal
carregados diferentemente é adicionar a
terminação ––osooso ou ––icoico. Essas terminações
representam as cargas mais baixas e mais altas
dos íons de um metal, respectivamente.
�Elas são adicionadas à raiz dos nomes latinos dos
elementos:
Fe22++ - íon ferroso Cu++ - íon cuproso
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NOMES E FÓRMULAS DE COMPOSTOS IÔNICOS
Fe33++ - íon férrico Cu22++ - íon cúprico
(c) Cátions formados por átomos não-metálicos
têm nomes terminados em –– ônioônio:
NH4
++ - íon amônio H3O
++ - íon hidrônio
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NOMES E FÓRMULAS DE COMPOSTOS IÔNICOS
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Esses íons são poliatômicospoliatômicos (composto por
muitos átomos).
Os nomes e fórmulas de alguns dos cátions
mais comuns estão relacionados na tabela
seguinte.
22- ÍonsÍons negativosnegativos (ânions)
(a) Ânions monoatônicos têm nomes formados
pela substituição da terminação do nome do
elemento por ––etoeto ou ––idoido:
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NOMES E FÓRMULAS DE COMPOSTOS IÔNICOS
elemento por ––etoeto ou ––idoido:
H- - íon hidreto O2- - íon óxidoido N3- - íon nitreto
Alguns ânions poliatômicos simples também
têm seus nomes terminados em ––etoeto ou ––idoido:
OH- - íon hidróxido CN- - íon cianeto O2
2- - íon peróxido
(b) Ânions poliatômicos contendo oxigênio têm
seus nomes terminados em ––atoato ou ––itoito.
Esses ânions são chamado oxiânions.
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NOMES E FÓRMULAS DE COMPOSTOS IÔNICOS
A terminação ––atoato é usada para a maioria
dos oxiânions comuns de um elemento.
A terminação ––itoito é usada para um
oxiânion que tem a mesma carga, mas um
átomo de OO a menos.
NO3
- - íon nitratoato SO4
2- - íon sulfatoato
NO2
- - íon nitritoito SO3
2- - íon sulfitoito
� Os prefixosprefixos são usados quando uma série de
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NOMES E FÓRMULAS DE COMPOSTOS IÔNICOS
Os prefixosprefixos são usados quando uma série de
oxiânions de um elemento se amplia para
quatro membros, como no caso dos halogênios.
� O prefixo perper–– indica um átomo de OO a mais
que o oxiânion terminado em ––atoato; o prefixo
hipohipo–– indica um átomo de OO a menos que o
oxiânion terminado em ––itoito:
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NOMES E FÓRMULAS DE COMPOSTOS IÔNICOS
(c) Ânions derivados da adição de HH++ a um
oxiânion têm seu nome formado pela adição
da palavra hidrogenohidrogeno ou dihidrogenodihidrogeno
como um prefixo, como apropriado.
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NOMES E FÓRMULAS DE COMPOSTOS IÔNICOS
como um prefixo, como apropriado.
CO3
2- - íon carbonatoato
HCO3
- - íon hidrogenohidrogenocarbonatoato (bicarbonato)
PO4
3- - íon fosfatoato
H2PO4
- - íon dihidrogenodihidrogenofosfatoato
22- CompostosCompostos IônicosIônicos
Os nomes dos compostos iônicos consistem do
nome do ânion seguido da preposição ‘de’ e do
nome do cátion:
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NOMES E FÓRMULAS DE COMPOSTOS IÔNICOS
nome do cátion:
CaCl2 – cloreto de cálcio
Al(NO3)3 – nitrato de alumínio
Cu(ClO4)2 – perclorato de cobre(II)
(ou perclorato cúprico)
��ÁcidosÁcidos são uma importante classe de compostos
que contêm hidrogênio, e seus nomes são dados
de maneira especial.
Podemos considerar um ácido como sendo
NOMENCLATURA DE COMPOSTOS INORGÂNICOS
NOMES E FÓRMULAS DOS ÁCIDOS
�Podemos considerar um ácido como sendo
constituído de um ânion ligado a um número
suficiente de íons H+ capazes de neutralizar ou
balancear a carga do ânion.
�O nome do ácido está relacionado ao nome de seu
ânion.
11- Ácidos derivados de ânions cujos nomes
terminam em ––etoeto.
� Ânions cujos nomes terminam em ––etoeto têm o
NOMENCLATURA DE COMPOSTOS INORGÂNICOS
NOMES E FÓRMULAS DOS ÁCIDOS
Ânions cujos nomes terminam em ––etoeto têm o
ácido associado com uma terminação ––ídricoídrico:
ÂnionÂnion ÁcidoÁcido correspondentecorrespondente
Cl- (cloretoeto)
S2- (sulfetoeto)
HCl (ácido clorídrico)
H2S (ácido sulfídrico)
22- Ácidos derivados de ânions cujos nomes
terminam em ––atoato ouou ––itoito.
� Ânions cujos nomes terminam em ––atoato têm seu
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NOMES E FÓRMULAS DOS ÁCIDOS
Ânions cujos nomes terminam em ––atoato têm seu
ácido associado com uma terminação ––icoico,
enquanto ânions cujos nomes terminam em ––itoito
têm seu ácido associado com a terminação ––osooso.
� Prefixos nos nomes dos ânions são mantidos no
nome dos ácidos.
22- Ácidos derivados de ânions cujos nomes
terminam em ––atoato ouou ––itoito.
NOMENCLATURA DE COMPOSTOS INORGÂNICOS
NOMES E FÓRMULAS DOS ÁCIDOS
ÂnionÂnion ÁcidoÁcido correspondentecorrespondenteÂnionÂnion ÁcidoÁcido correspondentecorrespondente
ClO4- (percloratoato)
ClO3- (cloratoato)
ClO2- (cloritoito)
ClO- (hipocloritoito)
HClO4 (ácido perclórico)
HClO3 (ácido clórico)
HClO2 (ácido cloroso)
HClO (ácido hipocloroso)
�Os procedimentos usados para dar nome a
compostoscompostos molecularesmolecularesbináriosbinários (dois
elementos) são similares àqueles usados para dar
nomes aos compostos iônicos:
NOMENCLATURA DE COMPOSTOS INORGÂNICOS
NOMES E FÓRMULAS DE COMPOSTOS MOLECULARES BINÁRIOS
nomes aos compostos iônicos:
11-- O símbolo do elemento mais à esquerda da
tabela periódica é sempre escrito primeiro na
fórmula química.
ExceçãoExceção:: O oxigênio é sempre escrito por último na
fórmula química, exceto quando combinado com o flúor.
22-- Quando ambos os elementos estão no mesmo
grupo da tabela periódica, o símbolo do elemento
mais abaixo do grupo aparece primeiro.
NOMENCLATURA DE COMPOSTOS INORGÂNICOS
NOMES E FÓRMULAS DE COMPOSTOS MOLECULARES BINÁRIOS
mais abaixo do grupo aparece primeiro.
33-- O elemento à direita na fórmula química do
composto recebe o nome com a terminação ––etoeto
(exceto para o oxigênio que usa-se ––idoido) seguido
da preposição dede.
44-- Acrescenta-se o nome do elemento que aparece
primeiro na fórmula química logo após a
preposição de.
NOMENCLATURA DE COMPOSTOS INORGÂNICOS
NOMES E FÓRMULAS DE COMPOSTOS MOLECULARES BINÁRIOS
preposição de.
55-- PrefixosPrefixos gregosgregos são utilizados para indicar o
número de átomos de cada elemento.
O prefixo monomono-- nunca é usado com o segundo
elemento da fórmula química.
ExEx.:.:
Cl2O –monómonóxido de didicloro
N O – tetrótetróxido de didinitrogênio
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NOMES E FÓRMULAS DE COMPOSTOS MOLECULARES BINÁRIOS
N2O4 – tetrótetróxido de didinitrogênio
NF3 – tritrifluoreto de nitrogênio
P4S10 – decadecassulfeto de tetratetrafósforo