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Impresso por Luiz Monteiro, CPF 174.521.802-59 para uso pessoal e privado. Este material pode ser protegido por direitos autorais e não pode ser reproduzido ou repassado para terceiros. 27/04/2021 08:00:00 Ciências Livro do professor Livro de atividades 9 o . ano Volume 2 Diversidade da matéria 23 4 Ondulatória 15 Representação artística Imagem ampliada Fora de escala numérica Escala numérica Formas em proporção Imagem microscópica Coloração artificial Coloração semelhante à natural Fora de proporção O projeto gráfico atende aos objetivos da coleção de diversas formas. As ilustrações, os diagramas e as figuras contribuem para a construção correta dos conceitos e estimulam um envolvimento ativo com os temas de estudo. Sendo assim, fique atento aos seguintes ícones: ©Shutterstock/ogwen Impresso por Luiz Monteiro, CPF 174.521.802-59 para uso pessoal e privado. Este material pode ser protegido por direitos autorais e não pode ser reproduzido ou repassado para terceiros. 27/04/2021 08:00:00 2 Livro de atividades 3 Diversidade da matéria Estabilidade dos átomos Regra do octeto A fim de adquirir a condição de estabilidade, isto é, de obter a configuração eletrônica igual à camada de va- lência de um gás nobre, os átomos não estáveis se ligam uns aos outros. Embora existam muitas exceções, essa teoria é válida para os elementos representativos, de acordo com a tabela a seguir. Grupo Nome especial Elétrons de valência Tendência a Íon 1 Alcalinos 1 perder/ceder elétron(s) formar cátion Xn+ X+ 2 Alcalinoterrosos 2 X2+ 13 Grupo do boro 3 X3+ 14 Grupo do carbono 4 ganhar/receber elétron(s) formar ânion Yn– Y4– 15 Grupo do nitrogênio 5 Y3– 16 Calcogênios 6 Y2– 17 Halogênios 7 Y– Dependendo dessa tendência, as ligações entre metais e/ou não metais podem ser do tipo: covalente, iôni- ca ou metálica. Os elementos do grupo 14 têm maior tendên cia para ganhar elétrons do que para perder. Ligações químicas COVALENTE não metais compostos moleculares e covalentes Não conduzem corrente elétrica ocorre, em geral, entre H2O por formam O HH compartilhamento de pares de elétrons Fórmula molecular Ligação simples Fórmula eletrônica Ligação dupla Fórmula estrutural Ligação tripla H H O Impresso por Luiz Monteiro, CPF 174.521.802-59 para uso pessoal e privado. Este material pode ser protegido por direitos autorais e não pode ser reproduzido ou repassado para terceiros. 27/04/2021 08:00:00 3 Ciências – 9 o . ano – Volume 2 Variedade das substâncias Ácidos e bases Ácidos Bases Sabor* Azedo Adstringente Tipo de ligação entre átomos Covalente Iônica (em geral) Em meio aquoso Ioniza (forma íons) HCℓ(g) H (aq) + Cℓ (aq) H2O(ℓ) + – Dissocia (têm seus íons separados) NaOH(s) Na (aq) + OH (aq) H2O(ℓ) + – Íon característico em solução H +(aq) OH (aq)– pH pH < 7 pH > 7 *Embora o sabor tenha sido um critério de classificação de substâncias em ácidas ou básicas, não devemos utilizá-lo para o reconhecimento dessas funções. A ingestão de substâncias desconhecidas é um procedimento perigoso que pode ser letal. Indicadores Observe, no quadro a seguir, a coloração de alguns desses indicadores. Indicador Meio ácido Meio básico Fenolftaleína incolor rosa carmim Alaranjado de metila vermelho alaranjado Azul de bromotimol amarelo azul Os indicadores são substâncias naturais ou sintéticas que têm a capacidade de mudar de cor de acordo com o meio – ácido ou básico – em que se encontram. O grau de acidez e de alcalinidade de um ma- terial pode ser medido por uma escala numérica conhecida por potencial hidrogeniônico – pH. A 25 °C, os valores dessa escala variam de 0 a 14. © Sh u tt er st o ck / A lh o vi k Escala de pH ácido neutro básico IÔNICA metais e não metais transferência de elétrons Interações entre íons de cargas opostas Cátion(+) Ânion(–) perde elétron ganha elétron compostos iônicos redes cristalinas Conduzem corrente elétrica em meio aquoso ocorre, em geral, entre por formam + – Na Cℓ Elétron livre Cátion de metal METÁLICA metais nuvem de elétrons Conduzem corrente elétrica ocorre entre por Ja ck A rt . 2 01 0. D ig it al . Divo. 2011. Digital. Mencione que a variedade de cores da escala de pH representa- da é obtida utilizando-se o papel indicador universal. Impresso por Luiz Monteiro, CPF 174.521.802-59 para uso pessoal e privado. Este material pode ser protegido por direitos autorais e não pode ser reproduzido ou repassado para terceiros. 27/04/2021 08:00:00 4 Livro de atividades Sais Sal é um composto iônico formado por um cátion (proveniente de uma base) e um ânion (proveniente de um ácido) por meio de uma reação de neutralização. Óxido é todo composto binário, ou seja, formado por apenas dois elementos químicos, em que um deles é sempre o oxigênio. Reação de neutralização: HCℓ(aq) + NaOH(aq) NaCℓ(aq) + H O(ℓ)→ 2 Óxidos Entre os diversos óxidos, destacam-se os poluentes. Óxido Características/Principais fontes SO2 (dióxido de enxofre) Esse poluente, de origem principalmente industrial, é gerado em processos de combustão de combustíveis como óleo diesel e gasolina. É um dos óxidos responsáveis pela chuva ácida. NOx (óxidos de nitrogênio) Esse termo – óxidos de nitrogênio – agrupa o monóxido de nitrogênio (NO) e o dióxido de nitrogênio (NO2). O NO, principalmente emitido por veículos automotivos, é gerado em reações de combustão. Em seguida, é oxidado o NO2 na atmosfera. Ambos os óxidos são responsáveis pela chuva ácida e pela destruição da camada de ozônio. CO2 (dióxido de carbono) Esse óxido é o produto final de qualquer reação de combustão completa com reagentes a base de carbono. É um dos gases do efeito estufa, e o aumento de sua presença na atmosfera contribui para o aquecimento global. Solução salina Solução de HCℓ Solução de NaOH Neutralização H 2 O Cℓ− H+ OH− Na+ D iv o . 2 01 1. D ig it al . Comente com os alunos que, neste esquema, foram representados os íons em soluções, sem a solvatação das moléculas de água ao redor de cada íon. O objetivo nesse momento é que eles percebam que sal é um composto iônico formado por um cátion, proveniente de uma base, e um ânion, proveniente de um ácido. Formalmente, um óxido é definido da seguinte maneira: Óxidos são compostos binários em que o oxigênio é o elemento mais eletronegativo. Como o oxigênio é o segundo elemento mais eletronegativo da tabela periódica (o primeiro é o flúor), o único composto binário formado pelo oxigênio que não é um óxido é o OF2 (fluoreto de oxigênio). As propriedades periódicas, como a eletronegatividade, não foram trabalhadas neste nível de ensino e só serão apresentadas em outro momento. Quando não há oxigênio suficiente para reagir com todo o combustível (reagen- te a base de carbono), ocorre a combustão incompleta e os produtos da reação podem ser monóxido de carbono (CO) e água (H2O); ou carbono elementar (C) e água (H2O). © Sh u tt er st o ck /M o le ku u l_ b e Impresso por Luiz Monteiro, CPF 174.521.802-59 para uso pessoal e privado. Este material pode ser protegido por direitos autorais e não pode ser reproduzido ou repassado para terceiros. 27/04/2021 08:00:00 5 Ciências – 9 o . ano – Volume 2 Ativ idad es Estabilidade dos átomos 1. Em geral, os átomos dos elementos conhecidos como gases nobres não se combinam com outros átomos, sendo por isso considerados inertes. O que justifica essa característica? Essa característica é justificada pelo fato de os átomos desses elementos químicos apresentarem o último nível de energia completo – camada de valência –, sendo por isso estáveis. 2. Se na natureza há cerca de 90 elementos químicos naturais, como existem tantas substâncias diferentes? Para adquirir a estabilidade dos gases nobres, os átomos dos elementos químicos se ligam de diferentes formas e combinações, originando a grande diversidade de substâncias químicas existentes. 3. Qual a diferença entreas ligações iônica e covalente? As ligações iônicas ocorrem pela transferência de elétrons de um átomo para outro, e as ligações covalentes acontecem pelo compartilhamento de pares de elétrons entre os átomos. 4. O átomo do elemento hidrogênio é capaz de realizar tanto ligações covalentes quanto ligações iônicas. Isso depende com qual elemento químico ele se liga. Faça a representação das substâncias formadas pelos átomos de hidrogênio e cloro e de hidrogênio e sódio. Indique a ligação que ocorre entre eles. 5. Observe as fórmulas químicas apresentadas no quadro a seguir. Pesquise, usando a tabela pe- riódica como auxílio, a localização dos elementos que compõem cada uma dessas substâncias, prevendo o número de elétrons de valência de cada elemento e sua tendência a perder ou ganhar elétron(s). Ao final, complete o quadro indicando o tipo de ligação que ocorre entre os átomos constituintes de cada substância. Substância Elétrons de valência Tendência a Tipo de ligação HF H: 1 elétron H: ganhar 1 elétron ligação covalente F: 7 elétrons F: ganhar 1 elétron MgCℓ2 Mg: 2 elétrons Mg: perder 2 elétrons ligação iônica Cℓ: 7 elétrons Cℓ: ganhar 1 elétron NH3 N: 5 elétrons N: ganhar 3 elétrons ligação covalente H: 1 elétron H: ganhar 1 elétron AℓBr3 Aℓ: 3 elétrons Aℓ: perder 3 elétrons ligação iônica Br: 7 elétrons Br: ganhar 1 elétron CaO Ca: 2 elétrons Ca: perder 2 elétrons ligação iônica O: 6 elétrons O: ganhar 2 elétrons SO2 S: 6 elétrons S: ganhar 2 elétrons ligação covalente O: 6 elétrons O: ganhar 2 elétrons H C Naℓ +H– Ligação covalente Ligação iônica Quando ligado ao cloro, o hidrogênio compartilha seu elétron. E, quando ligado ao sódio, ele perde seu elétron. Impresso por Luiz Monteiro, CPF 174.521.802-59 para uso pessoal e privado. Este material pode ser protegido por direitos autorais e não pode ser reproduzido ou repassado para terceiros. 27/04/2021 08:00:00 6 Livro de atividades 6. (URCA – CE) Apresentando a configuração eletrônica 1s2 2s 2p 3s 3p2 6 2 5 um determinado elemento químico se mostra com forte tendência para: a) perder 5 elétrons. b) perder 1 elétron. c) perder 2 elétrons. d) ganhar 2 elétrons. X e) ganhar 1 elétron. 7. (UFRGS – RS) Os elementos X, Y e Z apresentam as seguintes configurações eletrônicas: X 1s2 2s2 2p 3s6 1 Y 1s2 2s2 2p 3s 3p6 2 5 Z 1s2 2s2 2p6 A respeito desses elementos, pode-se afirmar que X a) X e Y tendem a formar ligação iônica. b) Y e Z tendem a formar ligação covalente. c) X não tende a fazer ligações nem com Y nem com Z. d) dois átomos de X tendem a fazer ligação covalente entre si. e) dois átomos de Z tendem a fazer ligação iônica entre si. 8. (UFLA – MG) X e Z são elementos químicos com números atômicos 20 e 35, respectivamente. A ligação que ocorrerá entre X e Z e a fórmula química do composto formado são: X a) Ligação iônica e fórmula XZ2. b) Ligação iônica e fórmula X2Z. c) Ligação covalente e fórmula XZ2. d) Ligação covalente e fórmula X2Z. 9. Observe as moléculas das substâncias a seguir e complete o quadro. Substância Molécula Composição Quantidade e tipo de ligações covalentes Fórmula eletrônica (de Lewis)Número de átomos Número de elementos Ácido cianídrico (HCN) 3 3 1 ligação simples 1 ligação tripla Etileno (C H2 4) 6 2 1 ligação dupla 4 ligações simples Amônia (NH3) 4 2 3 ligações simples H NH H H H C CH H C NH Ja ck A rt . 2 01 7. D ig it al . Impresso por Luiz Monteiro, CPF 174.521.802-59 para uso pessoal e privado. Este material pode ser protegido por direitos autorais e não pode ser reproduzido ou repassado para terceiros. 27/04/2021 08:00:00 7 Ciências – 9 o . ano – Volume 2 10. De acordo com os dados da tabela a seguir, determine o tipo de ligação química – iônica, covalente ou metálica – existente nos compostos A B, e C. Justifique suas respostas. Substância Condutividade elétrica (no estado sólido) Condutividade elétrica (em meio aquoso) Tipo de ligação química A não conduz conduz iônica B conduz – metálica C não conduz não conduz covalente A: substância iônica. Como a condutividade elétrica só ocorre em meio aquoso e não no estado sólido, os íons presentes na substância fazem parte de um retículo cristalino, caracterizando uma ligação iônica. B: substância metálica. Por conduzir corrente elétrica no estado sólido, há um movimento contínuo de elétrons – mar de elétrons –, caracterizando uma substância formada por ligação metálica. C: substância molecular. Como não há presença de cargas elétricas para a produção de corrente elétrica, tanto no estado sólido quanto em meio aquoso, a ligação formada entre os átomos é do tipo covalente. 11. (UEMA) Ao observarmos a capacidade de condução de corrente elétrica de certas amostras, foram identificadas características, conforme o estado da matéria, resumidas no quadro abaixo: Amostra Condução de Eletricidade Sólido Líquido Sal de cozinha não sim Açúcar não não Soda cáustica não sim Alumínio sim sim Com base nas informações contidas no quadro, essas amostras podem ser classificadas, quanto ao tipo de ligação química, respectivamente, em a) covalente, metálica, iônica e covalente. b) covalente, iônica, covalente e metálica. c) iônica, iônica, covalente e metálica. d) iônica, covalente, metálica e iônica. X e) iônica, covalente, iônica e metálica. 12. (UESPI) Tendo o conhecimento de como as ligações químicas se formam, podemos entender as propriedades dos compostos e imaginar como os cientistas projetam novos materiais. Novos remé- dios, produtos químicos para agricultura e polímeros usados em artefatos, tais como: CDs, telefones celulares e fibras sintéticas, se tornaram possíveis porque os químicos entendem como os átomos se ligam em formas específicas. Com base nos diferentes tipos de ligações químicas, quais as ligações químicas responsáveis pela existência das substâncias: sódio metálico (Na), sal de cozinha (NaCℓ), ácido muriático (HCℓ) e gás oxigênio (O2)? a) Iônica, metálica, iônica, covalente. b) Metálica, iônica, iônico, covalente. c) Metálica, iônica, iônico, iônico. d) Metálica, covalente, covalente, covalente. X e) Metálica, iônica, covalente, covalente. Impresso por Luiz Monteiro, CPF 174.521.802-59 para uso pessoal e privado. Este material pode ser protegido por direitos autorais e não pode ser reproduzido ou repassado para terceiros. 27/04/2021 08:00:00 8 Livro de atividades 13. (IFMT) Os átomos dificilmente ficam sozinhos na natureza. Eles tendem a se unir uns aos outros, formando assim tudo o que existe hoje. As forças que mantêm os átomos unidos são fundamental- mente de natureza elétrica e são chamadas de ligações químicas. (Dados: 12Mg; 17Cℓ; 1H; 8O; 11Na; 6C) Sobre essas ligações químicas, assinale a alternativa correta. a) Na molécula de H2O, ocorrem duas ligações iônicas entre os átomos de hidrogênio e oxigênio. X b) As ligações químicas entre átomos de magnésio e cloro são do tipo iônicas. c) A substância NaOH é de natureza molecular, pois os átomos se unem apenas por ligações covalentes. d) A glicose representada por C6H O12 6 tem seus átomos unidos por ligação metálica. e) Os gases nobres (família VIII A) são os elementos cujos átomos são os que mais facilmente fazem ligações químicas entre si. 14. (UFSJ – MG) Os átomos se combinam por meio de ligações químicas. Em relação a essas ligações, é correto afirmar que a) todas as ligações químicas envolvem troca ou compartilhamento de elétrons, com aumento de energia em relação aos átomos separados. b) os átomos estão arranjados em uma rede na ligação metálica, com alternância de espécies com cargas positivas e negativas. X c) acontecem ligações covalentes na água, pois há compartilhamento de elétrons entre os átomos de hidrogênio e de oxigênio. d) a ligação iônica é caracterizada por interações entre cátions, carregados negativamente, e ânions, carregados positivamente. 15. Leia atentamenteo texto a seguir. A água pode nos fascinar. Não apenas por sua incrível abundância ou variedade de formas, ou mesmo por seu papel fundamental em moldar nosso planeta e a evolução da vida. Para mim, o fascinante é que propriedades tão ricas possam surgir de uma estrutura tão simples. Além do mais, não é apenas a riqueza da simpli- cidade da água que é tão inspiradora, pois a sutileza de suas propriedades também me traz grande satisfação. Que suas propriedades incomuns sejam essenciais para o surgimento e manutenção da vida é uma dimensão a mais, a ser acrescentada ao prazer de se contemplar a água. ATKINS, P. W. O fascínio da água. In: BROCKMAN, John; MATSON, Katinka (Org.). As coisas são assim : pequeno repertório científico do mundo que nos cerca. São Paulo: Companhia das Letras, 2008. p. 51. Sobre as ligações químicas dos átomos que compõem a água, analise os itens a seguir e marque V para verdadeiro e F para falso. a) ( F ) Cada molécula de água apresenta um átomo de oxigênio ligado ionicamente a dois átomos de hidrogênio. b) ( V ) O compartilhamento de elétrons entre os átomos constituintes da molécula de água carac- teriza uma ligação covalente entre eles. c) ( V ) Na fórmula estrutural da água, há um par de elétrons compartilhado entre o átomo de oxigênio e cada átomo de hidrogênio. d) ( F ) A combinação dos átomos dos elementos químicos na molécula de água faz com que sua fórmula química seja composta por dois átomos de oxigênio e um átomo de hidrogênio. © Sh u tt er st o ck /A lli so n C o le s Impresso por Luiz Monteiro, CPF 174.521.802-59 para uso pessoal e privado. Este material pode ser protegido por direitos autorais e não pode ser reproduzido ou repassado para terceiros. 27/04/2021 08:00:00 9 Ciências – 9 o . ano – Volume 2 16. (UFPB) A obtenção do cloreto de sódio, a partir da água do mar, é um processo eficiente e de baixo impacto ambiental, visto que se utiliza da energia solar e dos ventos para evaporação da água. A respeito do cloreto de sódio, identifique as afirmativas corretas: X a) É uma substância iônica formada pela combinação de um metal e um não metal. b) É uma substância formada por íons que se ligam covalentemente. X c) Tem alta temperatura de fusão devido à grande atração entre seus íons. d) Apresenta compartilhamento de um conjunto desordenado de elétrons. X e) É condutor de eletricidade, quando fundido. 17. Descubra as palavras que devem ser escritas para completar o crucigrama. 6 7 B C 9 E L E T R Ô N I C A O O 8 V 3 1 N U V E M E L E T R Ô N I C A A Z Ô L L E N E O I N T 10 C T R 4 D I S S O C I A Ç Ã O I Ô N I C A E O C P T 5 L I G A Ç Ã O S I M P L E S A T 2 E L E T R Ó L I T O S 1. Movimento contínuo de elétrons em torno de íons metálicos positivos. Nuvem eletrônica 2. Substâncias que, em meio aquoso, apresentam cargas positivas e negativas em movimento e, com isso, conduzem corrente elétrica. Eletrólitos 3. Fenômeno em que um mesmo elemento químico forma substâncias simples diferentes. Alotropia 4. Processo de separação dos íons de uma substância iônica em meio aquoso. Dissociação iônica 5. O compartilhamento de um par eletrônico. 6. Liga metálica nos átomos que compõem as moedas. Bronze 7. Ligação que ocorre pelo compartilhamento de elétrons da camada de valência dos átomos envolvidos, formando pares eletrônicos. 8. Ligação que ocorre pela interação entre íons de cargas opostas. Iônica 9. Fórmula que representa o modo como ocorre o compartilhamento de elétrons na camada de valência, com a formação dos pares eletrônicos. 10. Regra em que os átomos não estáveis ligam- se uns aos outros a fim de adquirir a condição de estabilidade, isto é, de obter a configuração eletrônica igual à da camada de valência de um gás nobre. Octeto Covalente Eletrônica Ligação simples Impresso por Luiz Monteiro, CPF 174.521.802-59 para uso pessoal e privado. Este material pode ser protegido por direitos autorais e não pode ser reproduzido ou repassado para terceiros. 27/04/2021 08:00:00 10 Livro de atividades Variedade das substâncias 18. (UNITINS) Ácidos são substâncias químicas que se fazem presentes no nosso dia a dia. Como exem- plo, tem-se o ácido sulfúrico que pode ser utilizado na fabricação de fertilizantes; para limpeza de pisos, o ácido muriático é usado; para bebidas gaseificadas, emprega-se o ácido carbônico, formado pela reação da água com gás carbônico. Esses ácidos podem ser representados pelas seguintes fór- mulas moleculares, respectivamente: X a) H2SO4; HCℓ; H2CO3. b) H2S; HF; H2CO. c) H2SO3; HI; H2CO2. d) H2SO2; HCℓO2; H2CO2. e) H2S; HBr; H2CO. 19. Leia a tirinha. ÁCIDO sulfúrico na escola. Disponível em: <https://hquimica.webnode.com.br/charges-humoradas/>. Acesso em: 12 nov. 2017. Adaptação. A personagem da tirinha de humor mandou cuspir a substância porque uma importante proprie- dade do ácido sulfúrico é ser corrosivo. Além dessa propriedade, indique três características que identificam a função inorgânica a que esse composto pertence. Pessoal. Os ácidos são compostos moleculares que, em solução aquosa, formam íons por um processo conhecido como ionização, que produz como cátion exclusivamente o íon H+. Eles têm sabor azedo e pH < 7. 20. (ENEM) O suco extraído do repolho-roxo pode ser utilizado como indicador do caráter ácido (pH entre 0 e 7) ou básico (pH entre 7 e 14) de diferentes soluções. Misturando-se um pouco de suco de repolho e da solução, a mistura passa a apresentar diferentes cores, segundo sua natureza ácida ou básica, de acordo com a escala abaixo. Vermelho Rosa Roxo Azul Verde AmareloCor: pH: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Algumas soluções foram testadas com esse indicador, produzindo os seguintes resultados: Material Cor I. Amoníaco Verde II. Leite de magnésia Azul III. Vinagre Vermelho IV. Leite de vaca Rosa Th eo S zc ze p an sk i. 20 18 . D ig it al .
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