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QUÍMICA História da química inorgânica: A química orgânica estuda os compostos do carbono, entretanto, antigamente os compostos provenientes dos seres vivos eram considerados compostos orgânicos. Foi então, Lavoisier que descobriu que todos compostos orgânicos tinham carbono presente em sua estrutura e, Berzelius concluiu que um composto orgânicos só poderiam ser sintetizados em compostos pelos seres vivos (teoria força vital). Todavia, após um tempo Woher provou ao aquecer o NH4CNO derrubou a teoria da força vital e por fim, Kekulé concluiu que a química orgânica seria a química que estuda os compostos do carbono. Não se esqueça: Existem compostos de transição, os quais possuem carbono em sua constituição, contudo não são compostos orgânicos como o CO2. Nomenclatura dos cátions: Nox fixos: IA IIA IIIA OUTRO S lI+ Be2+ Al3+ Zn2+ NA+ Mg2+ Ag+ K+ Ca2+ NH 4 + (amônio) RO+ Ba2+ Nox variável: Ca+ : cubroso Ca2+ : cubrico Fe2+ : feroso Fe3+ ; férrico Ni2+ : niqueloso Ni3+ : niquélico Pb2+ : plumboso Pb4+ : plumbico Sn2+ : estanoso Sn4+ : estânico Cr2+ : cromoso Cr3+ : crônico Nomenclatura dos ânions: Sem oxigênio: F- : fluoreto Cl- : cloreto Br- : brometo I- : iodeto Cn- : cianeto S2- : sulfeto Com oxigênio: ClO : − hipoclorito ClO 2: clorito − ClO 3: clorato − ClO 4: − perclorato NO 3: nitrato − CO 3: carbonato 2− SO 3: sulfito 2− SO 4: sulfato 2− PO 3: fosfito 3− PO 4: fosfato 3− P20 7: 4− pirofosfato MnO4 : − Permanganato Ácidos: ● sabor azedo; ● reagem a alguns metais gerando H2 gasoso; ● modificam a coloração de indicadores ● São compostos que fazem ligação covalente, chamados de compostos moleculares que, em solução aquosa quebram a sua ligação covalente por um processo chamado ionização, gerando assim íons H+. Hidracidos: ● Sem oxigênio em sua composição ● Final sempre ídrico Oxiácidos: ● Possuem oxigênio e sua composição ● Chamados de oxigenados ● Final por ser ico ou oso Conclui-se, portanto que; Forças dos ácidos: Para os hidroácidos: ● Fortes HCl<HBr<Hi ● Moderados: HF ● Fracos: o restante Para os oxiácidos: Utiliza-se a fórmula: n° de oxigênio - n° de hidrogênio ● 3- : muito forte ● 2- : forte ● 1- moderado ● 0 - fraco As forças de ácidos se diz respeito a capacidade de ionização. α = n° sw moléculas total n° de moléculas ionizadas Bases: ● Também conhecida como hidróxidos ● Sabor adstringente ● Escorregadio ao toque ● Neutralizam ácidos ● Reagem com gorduras ● Uma base em meio aquoso se dissocia e libera o OH − Fórmula geral: C(OH) c Onde: ● C - cátion ● OH - hidróxido ● c - eletrovalência Força e solubilidade: ● Solúveis: 1A (metais alcalinos e amônia ● Parcialmente solúveis: 2A (alcalinos e terrosos), exceto magnésio ● Insolúveis: demais bases, como Al(OH)3 ● Fortes: 1A e 2A, exceto magnésio ( )00% α = 1 ● Fracas: demais bases ( )% α < 5 Escala pH: ● Ácido = entre 0 e 7 ● Neutro = 7 ● Base = maior que 7 Indicadores de ácido/base: Substâncias que variam de cor conforme a concentração de H+ ou OH- de uma determinada solução. Normalmente são compostos orgânicos fracos ou uma base fraca em solução muito diluída. Sais: ● Compostos iônicos provenientes de relação de um ácido e uma base. ● Reação de neutralização é chamada de salificação Fórmula geral: ÁCIDO + BASE SAL + ÁGUA→ HaA + C(OH)c CaAc +H20→ onde: ● C- cátion ● a - n° elétrons do ânion ● A - ânion ● c- n° elétrons do cátion Óxidos: ● São compostos binários (2 elementos) ● o oxigênio é o mais eletromagnético ● Se divide em óxido iônico, o qual é ligado com metal e em óxidos molecular, o qual é ligado com ametal. Fórmula geral óxido iônico: M O 2 m Onde: ● M - metais (cátions) ● m = eletrovalência do metal ● O - oxigênio Fórmula geral óxido iônico: X O m n Onde: ● X - Não metal ● m, n - quantidade de átomos ● O - oxigênio Química orgânica: A Química Orgânica estuda a estrutura, as propriedades, a composição, as reações e síntese de compostos orgânicos. Esses compostos, além do carbono, podem conter outros átomos, como o hidrogênio, o oxigênio, nitrogênio, fósforo, enxofre e halogênios. História da química orgânica: O termo Química Orgânica foi empregado pela primeira vez em 1777 pelo químico sueco Torbern Olof Bergman. Segundo Bergman, os compostos orgânicos incluem substâncias de organismos vivos, enquanto que os compostos inorgânicos incluem substâncias do reino mineral. No final do século XVIII e início do século XIX acreditava-se na teoria da força vital formulada por Jons Jacob Berzelius, que dizia que os compostos orgânicos só poderiam ser produzidos por organismos vivos (animais e vegetais). Após diversas tentativas, em 1828, Friedrich Wöhler conseguiu obter a ureia, substância encontrada na urina e no sangue. Após o êxito deste experimento, diversas outras substâncias orgânicas foram obtidas. Percebeu-se, então, que a definição de Bergman para a Química Orgânica era inadequada. Uma nova definição foi proposta pelo químico alemão Friedrich August Kekulé: “Química Orgânica é o ramo da Química que estuda os compostos do carbono”. Praticamente todo composto orgânico contém carbono, porém, nem todo composto que contém carbono é orgânico. Por exemplo, o dióxido de carbono (CO2), o ácido carbônico (H2CO3) e o grafite não são compostos orgânicos. Características gerais: ● Os compostos orgânicos apresentam em sua constituição quatro elementos fundamentais, denominados elementos organógenos: carbono (C), hidrogênio (H), oxigênio (O) e nitrogênio (N). ● Compostos orgânicos, por serem compostos de C e H, sofrem combustão. ● A queima completa desses compostos produz CO2 e H2O; a incompleta produz CO; e a parcial produz fuligem (C). ● A reação geral de combustão completa de uma substância que contenha C e H ou C, H e O, é: Composto orgânico + O2 → CO2 + H2O ● A maioria dos compostos orgânicos apresentam apenas ligações covalentes . Por isso, as forças de atração intermoleculares predominantes são as forças de dipolo instantâneo – dipolo induzido. ● Em geral, os compostos orgânicos são pouco estáveis quando estão em contato com agentes externos, como temperatura, pressão, ácidos concentrados, dentre outros. ● Quando aquecidos, a maior parte desses compostos sofre combustão completa, incompleta ou carbonização. ● Os compostos orgânicos, por serem moleculares, geralmente apresentam pontos de fusão e ebulição baixos. ● Como os átomos presentes nesses compostos apresentam uma diferença de eletronegatividade muito pequena, as ligações são praticamente apolares. Por isso, esses compostos são, em geral, solúveisem solventes apolares e insolúveis em solventes polares, como a água. ● A velocidade das reações orgânicas da maior parte das substâncias moleculares e que apresentam elevada massa molar é lenta. Necessitam, por isso, do uso de catalisadores. ● Baixo ponto fusão e ebulição comparado com os inorgânicos. Petróleo: ● Considerado um recurso natural não renovável por causa de sua formação lenta feita por bactérias anaeróbicas, de organismos aquáticos, vegetais e animais, ao longo de milhões de anos. Uma jazida pode variar de 10 a 400 milhões de anos. ● É mistura complexa de substâncias que apresentam temperaturas de ebulição bastante próximas sendo necessária uma destilação fracionada para separar seus componentes. ● Se utiliza a destilação fracionada em vez da destilação simples no processo de obtenção industrial dos derivados do petróleo, pois apresentam temperaturas de ebulição bastante próximas sendo necessária uma destilação fracionada ● Craqueamento catalítico corresponde a quebra de cadeias carbônicas superiores originando cadeias menores que irão enriquecer a fração gasolina. Carbono: Postulados de Couper: 1º postulado: Tetravalência constante. O átomo de carbono é tetravalente, essa propriedade permite que esse elemento estabeleça quatro ligações covalentes , ele tem dois pares eletrônicos disponíveis. 2º postulado : As quatro valências do carbono são iguais. Esse postulado explica por que existe, por exemplo, somente um clorometano. Qualquer que seja a posição do cloro, obtém-se um só composto: H 3CCl. 3º postulado: Encadeamento constante. Átomos de carbono ligam-se diretamente entre si, formando estruturas chamadas de cadeias carbônicas. O átomo de carbono possui massa atômica (A) igual a 12,01u e número atômico (Z) igual a 6. Veja a sua configuração eletrônica: Desta forma, o carbono , tetravalente, realiza quatro ligações covalentes para adquirir sua estabilidade química. O átomo de carbono se liga a hidrogênio e, a outros elementos comuns em compostos orgânicos como o oxigênio (O), nitrogênio (N), enxofre (S), halogênios (Cl, Br, F, I), etc.. Classificação do Carbono ● Carbono primário: ligado diretamente, no máximo, a 1 outro carbono; ● Carbono secundário: é ligado diretamente a 2 outros carbonos; ● Carbono terciário: ligado diretamente a 3 outros carbonos; ● Carbono quaternário: é ligado diretamente a 4 outros carbonos.
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