Introdução a Quimica Geral

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Química Geral 
 
INTRODUÇÃO A QUÍMICA 
 A química é a ciência que a estrutura, composição, 
as propriedades e as transformações da matéria, e a 
energia que esta envolvida nessas transformações. 
 Ela está muito ligada ao nosso dia a dia, presente 
nos alimentos, medicamentos, construções, plantas 
etc. 
 Tudo o que existe no universo é formado por 
química. 
 Por volta de 470 a.C dois gregos Leucipo e 
Demócrito propuseram que toda matéria é 
constituída por minúsculas partículas indivisíveis, 
denominadas de átomos. 
 Na mesma época Aristóteles disse que tudo que 
existia era formado por quatro elementos básicos: 
água, terra, fogo e ar. 
 Com isso, surgiram os Alquimistas que tinham dois 
objetivos que era a busca pela pedra filosofal e o 
elixir da longa vida, por conta disso foram 
descobertos os elementos químicos, descobriram 
também novas substancias como a pólvora, 
aperfeiçoou-se técnicas de metalúrgica etc. 
 Somente no final do séc. XVII Robert Boyle e 
Lavoisier deram a química um status mais 
cientifico, tornando-a mais experimental do que 
filosófica. 
 Hoje em dia Lavoisier é conhecido como pai da 
química moderna. 
 Método científico: 
 1º fase: Observação e análise de um fato do 
universo físico (coleta de dados); 
 2º fase: Essa observação vai levar a gente a uma 
serie de perguntas ou a um problema; 
 3° fase: Elaboração de uma hipótese para 
explicar o fato observado; 
 4º fase: Elaboração de um experimento que 
teste a sua hipótese. 
CONCEITOS FUNDAMENTAIS DA QUIMICA GERAL 
 Matéria: que possui massa e ocupa um lugar no 
espaço, podendo ser líquida, sólida ou gasosa. 
 Energia: pode-se afirmar que a energia está 
diretamente ligada ao trabalho e ao fato dela 
provocar modificações na matéria. 
 Sistema: é qualquer porção do universo submetida 
á observação. 
 Meio ambiente: é tudo aquilo que rodeia o sistema. 
LEIS PONDERIAS 
 Lavoisier: lei da conservação de massa “ na 
natureza nada se cria, nada se perde tudo se 
transforma. 
 Proust: lei das proporções definidas “a proporção, 
em massa, dos elementos que participam da 
composição de uma substancia sempre é 
constante.” 
 
PARTÍCULAS 
ELEMENTARES/FUNDAMENTAIS 
 Prótons: é uma partícula fundamental na estrutura 
atômica. Ele possui carga positiva (P+) e, 
juntamente com os nêutrons, formam todos os 
núcleos atômicos. A sua quantidade é o que 
caracteriza um elemento, ou seja, é ele o numero 
atômico do elemento (Z); 
 Nêutrons: são partículas neutras que fazem parte 
de uma estrutura atômica. Ele possui massa, mas 
não possui carga, para se calcular a quantidade de 
neutro que possui em um átomo basta fazer a 
substituição entre o numero de massa (A) e o 
numero atômico (Z). Ou seja, N=A-Z. Quando o 
átomo for neutro, o numero de prótons e o de 
elétrons seram iguais. 
 Elétrons: é uma partícula subatômica que circunda 
o núcleo atômico, sendo responsável pela criação 
de campos magnéticos eletrônicos. 
 SEMELHANÇAS 
 Isótopos: são átomos que apresentam o mesmo 
número atômico (Z); 
 Isóbaros: são aqueles que apresentam o mesmo 
número de massa (A); 
 Isótonos: são aqueles que apresentam o mesmo 
número de nêutrons (N). 
 Isoeletrônicos: íons e átomos apresentam a mesma 
quantidade de elétrons. 
 
MODELOS ATÔMICOS 
 
MODELO ATÔMICO DE DEMÓCRITO E LEUCIPO 
 Átomo- não divisível. 
MODELO ATÔMICO DE DALTON 
- Modelo “Bola se Bilhar” 
- Todo elemento é formado por átomo; 
- Esférico e maciço; 
- Átomo- indestrutível, imutável e 
indestrutíveis; 
- Menor parte da matéria; 
- os átomos de um mesmo elemento químico são 
idênticos; 
MODELO ATÔMICO DE THONSON 
- Modelo “Pudim de Passas”; 
- Esférico e não maciço; 
-Presença de elétrons; 
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- Divisível; 
- Carga negativa; 
- A carga e massa das partículas que compreende os raios 
catódicos são sempre constantes (e/m= 1,2.10 a 8 C.g); 
- Cargas positivas: Prótons 
- Cargas negativas: Elétrons 
MODELO DE RUTHERFORD 
- Modelo “Sistema Planetário” 
- O átomo apresenta uma região pequena 
densa e positiva Núcleo; 
- Descobriu o núcleo o os prótons; 
- Núcleo central e positivo; 
- Elétrons em orbitais circulares; 
CONCEITOS FUNDAMENTAIS 
 Número atômico (Z): é o número que identifica a 
quantidade de prótons existentes no núcleo de um 
átomo. 
 O átomo de magnésio tem número atômico 12 
(Z=12); 
 No núcleo do átomo de Mg há 12 prótons; 
 No átomo neutro de Mg há 12 P+ e 12E-. 
 Número de massa (A): é a soma do número de 
prótons (Z) e do número de nêutrons (N) existentes 
no núcleo. A= Z+E 
 Qual o número de massa de um átomo que 
possui 19 Z e 21N? A=Z+E  A= 19+21  
A=40. 
 
 Elemento químico: é o conjunto formado por 
átomos que apresentam o mesmo número atômico 
(Z). 
 São reconhecidos oficialmente 111 elementos 
químicos, incluindo os naturais e os artificiais. 
 Cada elemento corresponde um único numero 
atômico que o identifica. 
 Elemento químico  Z 
 Podem ser identificados também por um nome 
e pelo símbolo obtido a partir desse nome; 
 
 Íons: é a capacidade que um átomo apresenta de 
ganhar ou perder elétrons, formando novos 
sistemas, eletricamente carregados. 
 Íon: é a espécie química que apresenta o 
número de prótons # do número de elétrons. 
 Os átomos, ao ganharem ou perderem elétrons, 
originam dois tipos de íons. Íons positivos  
cátions e os íons negativos  ânions. 
 Íons positivos ou cátions: forma-se quando um 
átomo perde um ou mais elétrons, resultando 
assim, em um sistema eletricamente positivo, 
onde o número de P>E. 
 Íons negativos ou ânions: forma-se quando um 
átomo ganha ou recebe um ou mais elétrons, 
resultando assim, em um sistema eletricamente 
negativo, onde o número de P<E. 
MODELO ATÔMICO DE RUTHERFORD- BOHR 
- Modelo “Órbitas estacionárias” 
- Os elétrons giram em torno do 
núcleo em regiões bem 
definidas, chamadas de níveis 
de energia (nessa região não há 
perda nem ganho de energia, 
sendo assim, uma região 
estacionária); 
- No átomo existem 7 camadas; 
- A medida que se afasta do núcleo a energia aumenta, 
porém acaba diminuindo a força de atração que o núcleo 
exerce sobre os elétrons; 
- Quando um elétron absorve energia externa, ele pode 
saltar para uma camada mais externa (salto quântico), já 
quando ele libera energia pode retornar a sua posição de 
origem. A energia é liberada em forma de luz (onda 
eletromagnética); 
- A mudança entre órbitas diferentes libera diferentes 
quantidades de energia, que correspondem a diferenças 
de cores; 
NÍVEL DE ENERGIA 
 Cada nível de energia é caracterizado por um 
número quântico (n), que podem assumir valores 
inteiros e são distribuídos no máximo em 7 níveis, 
eles são denominados também de camadas 
eletrônicas e é representada da seguinte forma: 
 
- 
- K = 2 elétrons 
- L = 8 elétrons 
- M = 18 elétrons 
- N = 32 elétrons 
- O = 32 elétrons 
- P = 18 elétrons 
- Q = 2 elétrons 
 
OS ELEMENSTOS NAS CAMADAS FICAM EM SUBNIVEIS 
 O número de cada nível indica a quantidade de 
subníveis nele existente, como por exemplo, o nível 
1 apresenta um subnível, o nível 2 apresenta dois 
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subníveis e por ai vai. Esses subníveis são 
representados pelas letras S, P, D, F; 
 Existe uma ordem crescente de energia nos 
subníveis: S < P < D < F; 
 Os elétrons de um mesmo subnível contêm a 
mesma quantidade de energia; 
 Os elétrons se distribuem pela eletrosfera ocupando 
o subnível de menos energia disponível; 
Cada um desses subníveis 
pode acomodar um 
número máximo de 
elétrons: 
- S 2é - D  10é 
- P  6é - F  14é 
 
DIAGRAMA DE LINUS PAULING 
 A criação de uma representação gráfica facilitou a 
visualização da sua ordem crescente de energia. 
 
 O subnível mais energético nem sempre é o mais 
afastado do núcleo; 
 Na distribuição eletrônica de íons: os elétrons são 
recebidos ou retirados SEMPRE da ultima camada, 
CAMADADE VALÊNCIA, e não do subnível mais 
energético. 
 Exemplo: A distribuição eletrônica do vanádio, cujo 
número atômico (Z) é igual a 23; 
 1° passo: olhar o número atômico, nesse caso é 
igual, temos que distribuir 23 elétrons; 
 2° passo: começamos pelo subnível 1s, onde só 
cabe 2 elétrons, depois vamos para o 2s que só 
cabe 2 elétrons, e continuamos preenchendo e 
seguindo a seta até completar os 12 elétrons; 
 3° passo: observar a distribuição eletrônica em 
subníveis de energia, no caso do vanádio ela é 
dada por:1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d3 
 
 Perguntas sobre o exemplo: 
 Qual a ordem energética: 
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d3 
 Qual o número total de elétrons disponível por 
camada: K = 2, L = 8, M = 11 e N = 2 
 Qual o subnível mais energético: 3d 
 Qual a camada de valência: 4s e o nº de elétrons 
é 2. 
SUBNIVEL MAIS ENERGETICO 
 É o ultimo da distribuição a ser preenchido. 
CAMADA DE VALÊNCIA 
 É o subnível mais externo, é o que fica mais 
afastado do núcleo. 
 
 Podemos localizar a camada de valência através 
do período, pois se você conhece o período do 
elemento conhece também a sua camada de 
valência. 
NÚMERO QUÂNTICO 
 Eles são usados para identificar cada elétron na 
eletrosfera do átomo. 
 Existem quatro tipos de número quântico: 
 Numero quântico principal (p); 
 Número quântico secundário ou azimutal (l); 
 Número quântico magnético (m); 
 Número quântico spin (s). 
NÚMERO QUÂNTICO PRINCIPAL (P) 
 Refere-se ao nível de energia do elétron. 
 Os valores de n variam de 1 a 7, de acordo com o 
nível de energia do elétron, ou seja, quanto maior o 
número quântico principal, maior é a energia do 
elétron. 
 
 
K= n1 
L= n2 
M= n3 
N= n4 
O= n5 
P=n6 
Q= n7 
 
 
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NÚMERO QUÂNTICO SECUNDÁRIO OU AZIMUTAL (I) 
 Refere-se ao subnível de energia do elétron. 
 Os elétrons distribuem-se nas camadas eletrônicas 
de acordo com subníveis de energia, que são 
identificados pelas letras s, p, d, f, que aumentam 
de energia nessa ordem. Cada nível comporta 
uma quantidade máxima de elétrons distribuídos 
nos subníveis de energia. 
 Isso significa que, para um número quântico 
principal n, o número quântico secundário será I= 
n-1. 
. 
 
 
 
 
 
 
 
 
NÚMERO QUÂNTICO MAGNÉTICO (M) 
 Refere-se á orientação dos orbitais no espaço. 
 O orbital do tipo s possui forma esférica e, 
portanto, só há uma orientação possível para ele, 
que será igual a 0. 
 O tipo p, existem três orientações espaciais 
possíveis, porque ele apresenta-se na forma de 
um duplo ovoide. Então, para o subnível p, há 
três números magnéticos possíveis, -1, 0, +1, que 
são representados por três quadradinhos. 
 Já o subnível d possui cinco orientações espaciais 
possíveis, sendo que o número magnético pode 
apresentar os seguintes valores: -2, -1, 0, +1, +2. 
 Por fim, o subnível f possui sete orientações 
espaciais possíveis, sendo que o número 
magnético pode apresentar os seguintes valores: -
3, -2, -1, 0, +1, +2, +3. 
 Desse modo, temos as seguintes possibilidades: 
 
NÚMERO QUÂNTICO SPIN (S) 
 Refere-se ao sentido da rotação do elétron. 
 Dois elétrons conseguem ficar em um mesmo 
orbital e não se repelirem porque eles giram em 
sentidos opostos, o que causa uma força 
magnética de atração. Assim, o magnetismo em 
razão do spin de um elétron é anulado pelo 
magnetismo do spin oposto, ficando um sistema 
estável. 
 É por isso que cada orbital possui no máximo dois 
elétrons com spins opostos, que são simbolizados 
por setas. Isso é dito pelo Princípio da Exclusão 
de Pauli. 
 A seta para cima corresponde a s = -1/2, e a seta 
para baixo corresponde a s = +1/2. 
 Exemplo: 29 elétrons do cobre 
 1º passo: Realizar a distribuição eletrônica no 
diagrama de Pauling; 
 
 2º passo: Veja qual é o subnível mais 
energético, nesse caso é o 3d9, pois é o ultimo 
a ser preenchido. 
 
 3º passo: ver o número principal, nesse caso é 
3, n=3 
 4º passo: O subnível é o d, então, o número 
quântico secundário é: I=2 
 5º passo: Visto que são nove (9) elétrons e 
queremos saber o do nono elétron, que foi o 
último a ser preenchido e que é o mais 
energético, vamos realizar a distribuição 
deles nos orbitais para descobrir o número 
quântico magnético e o spin. Mas antes 
vamos preencher com todas as setas para 
cima e depois preencher com as setas para 
baixo: 
 
 6º passo: A última seta a ser preenchida é o 
elétron mais energético, nesse caso ficou no 
+1, então, o valor do número quântico 
magnético é: m=+1 
 7º passo: olhar a posição da seta, como nesse 
caso ela ficou para baixo, por convenção, 
adotamos que o número quântico spin é: s= 
+1/2.