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Resumo de Ciências 9º Ano – Fórmulas Químicas Professor: Eduardo Braff Página 1 FÓRMULAS QUÍMICAS Na Química, o alfabeto é composto pelos elementos que formam a tabela periódica, e as fórmulas são as palavras. A partir de agora, vamos aprender a escrever as sentenças, que, nessa linguagem, são chamas de equações químicas. Elas expressam por escrito as transformações ocorridas em uma reação química, tanto antes quanto depois. Os elementos químicos são representados por símbolos, e as fórmulas químicas apresentam as moléculas existentes nas substâncias. Existem vários tipos de fórmulas químicas, que variam inclusive conforme o tipo de ligação. Podem ser expressas pelos seguintes tipos de fórmul as: Molecular; Iônica; Eletrônica Estrutural Molecular: A fórmula molecular indica a quantidade de átomos de cada elemento químico que compõe uma molécula ou espécie química de determinada substância e a proporção em que eles se encontram. C10H14N2 → Essa é a fórmula molecular da nicotina; H2O – Fórmula molecular da água; Iônica: O íon-fórmula indica a quantidade de átomos que formam a unidade iônica do composto, como no caso do cloreto de sódio, cujo íon-fórmula é NaCl. Na fórmula, identificamos a presença de um átomo de sódio e um átomo de cloro. Resumo de Ciências 9º Ano – Fórmulas Químicas Professor: Eduardo Braff Página 2 Para construir o íon-fórmula, basta cruzar as cargas de cada um dos íons que formam o composto iônico. Para o cátion Al+3 e o ânion O-2, por exemplo, quando cruzamos as cargas e desprezamos os sinais, temos o seguinte íon-fórmula: Exemplo: O composto formado pela combinação do elemento X (Z=20) com o elemento Y(Z=9) provavelmente tem fórmula: Elemento X (precisa atingir a configuração de um gás nobre) O gás nobre mais próximo do referido elemento é o (Ar) com Z = 18. Para atingir a configuração do Ar o elemento X precisa ceder 2 elétrons (pois no seu estado fundamental ele possui 20), se tornando um cátion ++/ (X+2). A partir desse momento o elemento X passou a ter 18 elétrons, se assemelhando ao gás nobre Argônio. A mesma lógica é aplicada ao elemento Y com Z=9. Verificando a tabela periódica o gás nobre mais próximo ao elemento Y é o NE (Z=10). Para que o elemento Y se torne estável ele deve assumir a configuração eletrônica do NE, para isso dele deve receber 1 elétron passado então a ter eletrosfera semelhante a do NE. A partir desse momento o elemento Y se tornou em um ânion-/(Y-1). O composto então ficaria dessa forma: X+2 Y-1: Montando o Ion-Fórmula: Basta cruzar os expoentes. X-1 Y+2 Resumo de Ciências 9º Ano – Fórmulas Químicas Professor: Eduardo Braff Página 3 Eletrônica: Em 1916, Lewis sugeriu que para ficarem estáveis, atingindo o octeto ou o dueto, os elementos que compõem as substâncias moleculares realizam um compartilhamento de pares de elétrons. Essas substâncias são formadas apenas por átomos de hidrogênio, ametais e semimetais , todos com a tendência de receber elétrons . Por isso, não tem como nenhum deles doar algum elétron (como ocorre com os metais nas ligações iônicas), mas todos precisam receber, de modo que compartilhem seus elétrons por meio de uma ligação covalente ou molecular. Assim, Gilbert Lewis propôs uma forma de representar a ligação covalente ou molecular, que ficou sendo conhecida como fórmula de Lewis . Ela também é chamada de fórmula eletrônica ou, ainda, fórmula eletrônica de Lewis , porque a sua principal característica é que ela mostra os elétrons na camada de valência de cada átomo e a formação dos pares eletrônicos. Cada elétron é representado por um ponto , que fica ao redor do símbolo do elemento químico correspondente. Apenas os elétrons da camada de valência é que ficam ao redor do elemento. Na fórmula de Lewis, cada par de elétrons compartilhado representa uma ligação química (covalente), em que os elétrons se encontram na região da eletrosfera que é comum a cada par de átomos que estão unidos. Por isso, na representação, eles são colocados lado a lado. Por exemplo, vamos descobrir qual é a fórmula de Lewis para o gás hidrogênio, cuja fórmula molecular é: H2. Na fórmula eletrônica da água , os elétrons da última camada do oxigênio são simbolizados por pontos e os de hidrogênio por “x” ao redor do símbolo do elemento. Assim, a água deve ser representada por: H ∙∙ O ∙∙ H. Resumo de Ciências 9º Ano – Fórmulas Químicas Professor: Eduardo Braff Página 4 Estrutural: Fórmula Estrutural é o esquema que indica a estrutura, ou seja, a disposição dos átomos que compõem os elementos químicos, bem como a ligação entre eles. Ela pode ser representada de diferentes formas: plana, condensada ou eletrônica. Fórmula Plana A fórmula plana utiliza traços para representar as ligações covalentes, as quais podem ser simples, dupla ou tripla e representadas das seguintes formas: – ligação simples (quando 2 elétrons são compartilhados) = ligação dupla (quando 4 elétrons são compartilhados) ≡ ligação tripla (quando 6 elétrons são compartilhados) Fórmula Condensada ou Simplificada Na fórmula estrutural condensada as ligações não são mostradas. Na sua representação, a quantidade de átomos de cada elemento é indicada de forma condensada, ou seja, simplificada: Resumo de Ciências 9º Ano – Fórmulas Químicas Professor: Eduardo Braff Página 5 H3C CH2 O CH2 CH3 Fórmula Condensada Linear A fórmula condensada linear utiliza linhas em ziguezague, em cujos vértices os carbonos são representados: Massa Molecular: “Massa molecular” é um termo usado exatamente para r eferir-se à massa de uma molécula, ou seja, de espécies químicas eletricamente neutras em que os átomos estão ligados por meio de ligações covalentes (com compartilhamento de elétrons). No entanto, esse termo muitas vezes é usado também para referir-se à massa de fórmulas unitárias de espécies formadas por meio de ligações iônicas (com transferência definitiva de elétrons). Nesses casos, porém, o mais correto é usar o termo “massa-fórmula” no lugar de “massa molecular”. Sabendo a massa atômica dos átomos, podemos calcular a massa molecular, isto é, a massa da molécula de uma determinada substância. Na tabela periódica, abaixo do nome dos elementos, estão indicadas as suas massas atômicas. Somando a massa atômica dos átomos que formam a molécula, descobrimos a sua massa molecular. Portanto, a massa molecular é a soma das massas atômicas dos átomos que compõem as moléculas de uma substância. Exemplo 1: (AgNO3) – Nitrato de Prata. Consultando a tabela periódica descobrimos que a massa atômica da prata é 108; a do nitrogênio, 14 e a do oxigênio, 16. Assim temos: Ag=108; N=14; O=16. Como na molécula existem três átomos de oxigênio, teremos 16X3 = 48. Somando os resultados (108+14+48 = 170) Resumo de Ciências 9º Ano – Fórmulas Químicas Professor: Eduardo Braff Página 6 Exemplo 2: Na fórmula: Zn+Pb(NO 3)2 - Calcule a Massa Molecular: Zn= 65 (Aproximando) Pb= 207 N = 14 O = 16 Calculando: N=14x2 = 28 O=16x3x2 = 96 Soma: Zn=65+Pb=207+N=28+O=96 Massa Molecular = 396 Exemplo 3: Na fórmula: 2FeCl3 + 3H2 - Calcule a Massa Molecular: Fe = 56 (aproximado) Cl = 35 H = 1 Calculando: Fe = 2x56 = 112 Cl = 35x2x3 = 210 H = 1x3x2 = 6 Massa Molecular: 328
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