Estruturas Moleculares

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• Matéria: tudo que contém massa, que é 
a quantidade de matéria de um corpo, formada por 
átomos; não se altera em locais em que a força da 
gravidade seja diferente 
 
• Peso: força de campo gravitacional a qual varia em 
função da aceleração da gravidade em cada local – 
quanto menor a gravidade, menor o peso 
 
• Força da gravidade: força com que uma massa atrai 
a outra 
Átomos 
• Menor estrutura neutra material, esféricas, maciças, 
indivisíveis, invisíveis a olho nu, impenetráveis e com 
movimentos próprios, conservando a propriedade dos 
elementos químicos, unindo-se através de ligações 
químicas [covalente] [elétrons de um átomo se atrai 
pelo núcleo de outro átomo], formando diferentes 
compostos, as moléculas, em proporções numéricas 
simples e definidas 
• Modelo Rutherford-Bohr: o 
átomo é composto por partículas 
menores, divisíveis e destrutíveis, 
constituído de um núcleo 
minúsculo de carga positiva, e 
por uma eletrosfera composta 
por uma nuvem de elétrons [-] 
de massa desprezível e n° 
variável, que se movimentam dentro de orbitais, 
ocorrendo absorção ou liberação de energia, em 
trajetórias aleatórias ao redor do núcleo, que 
representa a parte material do átomo, composta por 
prótons [+] e nêutrons [0 – desprovido de carga], e que 
podem mudar de forma a depender das ligações dos 
átomos 
o Molécula diatômica: contém apenas 2 átomos; ex: 
HBr, HCl, Br2, O2 
o Molécula poliatômica: contém mais de 2 átomos; ex: 
H2O, NH2, CH4 
 
o Quarks: menor porção conhecida da matéria, 
constituintes dos prótons e dos nêutrons 
 
o O núcleo atômico é consideravelmente estável em 
comparação a eletrosfera, que facilmente tem a sua 
configuração atômica alterada, seja substituindo ou 
adicionando elétrons; em contrapartida, para se 
mover uma partícula de um núcleo, é necessário um 
trabalho maior. 
 
o Todos os átomos de um dado elemento são 
idênticos, e os átomos de um elemento são 
diferentes dos átomos de outro elemento 
 
o As reações químicas envolvem o rearranjo dos 
átomos; eles não são criados ou destruídos nessas 
reações 
 
o A carga elétrica do conjunto atômico e a 
disponibilidade de alguns elétrons para trocas ou 
compartilhamento por diferentes átomos, são 
características que definem as propriedades 
químicas da matéria 
 
Matéria e Energia 
• Força eletromagnética: força de atração ou repulsão 
elétrica e magnética que atua entre corpos distantes 
uns dos outros, a qual não permite que corpos sólidos 
se atravessem, pois, os elétrons presentes na 
eletrosfera de um corpo repelem com força os 
presentes na eletrosfera de um outro corpo 
 
• Densidade: quantidade de matéria [massa] por 
unidade de espaço [volume], determinado pela 
quantidade de moléculas/unidade de espaço 
[podendo estar relacionada com a intensidade das 
interações moleculares] e a massa de cada molécula, 
pois, quanto maior a massa, mais necessitam de 
energia para aumentar sua cinética 
 
o A densidade é um dos fatores determinantes da 
viscosidade, resistência intrínseca de um fluido ao 
escoamento 
 
• Inércia: resistência que a matéria oferece à 
aceleração, agente que produz a velocidade de um 
corpo em função do tempo, seja fluida ou sólida, um 
simples átomo um complexo – somente influencias 
externas [a frenagem, processo de desaceleração] 
podem alterar o estado de inércia 
o Repouso: o corpo apresenta velocidade nula 
 
o Movimento constante: o corpo apresenta 
velocidade CTE ≠ 0, tanto em rotação [v. angular 
CTE] como translação [v. escalar CTE] 
 
o A inércia é medida através da massa do corpo 
[quantidade de matéria]; o comportamento dos 
corpos é diferente se tiverem massas diferentes, 
mesmo que a velocidade seja igual 
• Movimento: fenômeno resultante da ação da 
velocidade dos corpos 
o Momentum – q. de movimento: grandeza 
diretamente proporcional à velocidade e à massa 
dos corpos [produto da massa pela velocidade]; 
quanto maior o momentum, maior o choque contra 
algum outro corpo – ex: uma carreta a 40km/h 
apresenta um momentum maior que o de uma moto 
a 200km/h 
 
• Energia: fenômenos de transformação da matéria ao 
redor; capacidade de realizar trabalho, e, por ser uma 
grandeza escalar, seu valor é ≠ 0; ambas as energias 
tem em comum o movimento, ou seja, a medida da 
velocidade, ou seja, energia também é a 
capacidade de transferir velocidade 
o Energia potencial: condição latente capaz de 
romper a inercia de repouso e colocar o corpo em 
 
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movimento, antes da energia cinética, quando o 
corpo em movimento já apresenta energia – é a 
energia total inicial 
 
o Energia mecânica: soma da energia cinética com a 
potencial; a e. mecânica final é menor que a inicial, 
uma vez que parte desta se transforma em calor e 
desordem – entropia 
 
o A energia potencial diminui à medida que a energia 
cinética aumenta – quando a velocidade atinge o 
máximo, a e. mecânica é representada pela 
cinética, a qual equivale a e. potencial inicial menos 
a quantidade de energia que se transformou em 
entropia, produzida por algum atrito 
Íons 
• Átomos e moléculas com carga elétrica 
 
• O número de prótons é igual ao n° de elétrons, porém, 
devido à instabilidade da eletrosfera, o átomo pode 
perder ou ganhar elétrons, assim, ao perder, o átomo 
fica com carga positiva [mais prótons que elétrons], 
formando o cátion, e ao ganhar, o átomo fica com 
carga negativa [mais elétrons do que prótons], 
formando o ânion. 
o Íon monoatômico contém apenas 1 átomo; ex: Na+, 
Cl-, Ca2+ 
o Íon poliatômico: contém mais de 1 átomo; ex: OH-, 
CN-, NH4+ 
 
o A eletrosfera possui apenas elétrons, e contém 
propriedades químicas de valência, ligações, 
afinidade e emissão de energia, como raios-X, 
ultravioleta, luminosa e térmica. 
Estados da matéria 
• Configuração que uma substancia apresenta em 
função da organização de suas moléculas ou de seus 
átomos, relacionado com a energia no sistema e com 
suas interações moleculares intrínsecas ao tipo de 
matéria 
o As leis físicas que regem o comportamento da matéria 
dependem do estado no qual ela se encontra 
Estado sólido 
• Estado da matéria que não escoa, mais organizado, 
consequentemente com menor quantidade de 
energia [agitação molecular] – energia cinética 
[capaz de produzir movimento, produz velocidade] 
 
• Dão origem a corpos de forma definida, que não 
escoam, não fluem 
 
• A macroestrutura material depende da organização 
das partículas; um mesmo 
tipo de molécula pode formar 
corpos sólidos macroscópicos 
diferentes; ex: o carbono 
forma o grafite e o diamante 
• Retículo cristalino: 
organização molecular estável e bem definida; é o 
que difere o grafite do diamante, a sua configuração 
espacial 
Estado fluído 
• Estado da matéria que escoa, menos organizado e 
com maior grau de movimentação independente das 
moléculas e variável – maior energia cinética 
o Quanto maior a fluidez, maior o grau de 
independência entre as partículas constituintes; no 
caso ao lado, as 
interações entre as 
moléculas da água são diferentes das que formam o 
álcool, apresentando moléculas com propriedades 
intrínsecas diferentes 
 
• Compreende os 
líquidos, o qual ocupa 
um volume fixo, 
independentemente 
do espaço em que 
estão inseridos e há 
interações 
moleculares 
contrapondo-se à agitação, e os gases, que ocupam 
um volume variável, dependendo do espaço donde 
estão inseridos de forma homogênea, e não há 
interações moleculares contrapondo-se à agitação, 
ficando a mercê da energia e do sistema, livres para 
mover-se e entrar em choque entre si 
 
o Plasma: gás altamente ionizado [aquecido a altas 
temperaturas], constituído por elétrons e íons 
positivos livres, de carga elétrica total nula 
 
o Difusão: transferência de matéria de um meio mais 
concentrado p/ meio menos concentrado; um gás 
contido em umagarrafa tampada (meio mais 
concentrado), quando esta é aberta , grande parte 
dele sai em direção a atmosfera [meio menos 
concentrado], em função da cinética molecular – 
explicado pela 2° lei da termodinâmica 
 
• Não originam corpos de forma definida, assumindo a 
forma do recipiente que os contém, sendo capazes 
de escoar e fluir 
 
• Não formam retículo cristalino 
o Quanto menor as interações moleculares, mais 
frágeis, assim, ao se chocar com a superfície, 
evaporam de forma mais rápida – movimento 
browniano: quanto mais se aquece um fluído, o calor 
cedido ao sistema faz com que a energia cinética 
das moléculas aumente, as quais passam a se agitar 
com maior velocidade e se chocar com mais 
frequência 
 
o A pressão que um fluido exerce em um recipiente é 
consequência dos choques entre as moléculas de 
um fluido; ↑ frequência de choques = ↑ pressão do 
fluido 
Estados da Matéria 
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• Fusão: sólido → líquido – ocorre sob pressão constante 
[transformação isobárica]; para que ocorra 
rompimento do retículo cristalino, é necessário um 
aumento de temperatura até que seja alcançado o 
ponto de fusão [PF] 
o Exceção: A água em estado sólido se transforma em 
líquido somente quando aumenta-se a pressão sobre 
o gelo 
 
• Solidificação: líquido → sólido 
 
• Vaporização: líquido → gasoso – eleva-se a 
temperatura, mantendo a pressão constante 
[aumento da cinética molecular, consequentemente 
a desordem], ou mantém-se a temperatura constante 
[t. isotérmica], reduzindo a pressão, facilitando a 
agitação molecular e mantendo a desordem 
o Ponto de ebulição: temperatura na qual um líquido 
começa a se vaporizar, normalmente em 100° C – 
sob pressão, começa a vaporização em 120° C, pois 
as moléc. de água sob pressão estão unidas, sendo 
necessária uma temperatura maior para vaporiza-la. 
 
• Condensação – liquefação: gasoso → líquido – deve-
se aumentar a pressão ou reduzir a temperatura 
 
• Sublimação: sólido → gasoso s/ passar pela fase 
líquida – sólido em baixa pressão e temperatura alta; 
na maioria dos casos, o sólido deve estar em uma 
câmara de vácuo [região onde não há matéria, de 
gás rarefeito sob baixa pressão] 
 
• A mudança de fase decorre da alteração de 
temperatura ou pressão [compressão dos corpos] 
sobre a substancia – cada subst. apresenta uma 
temperatura ou pressão para que a mudança de fase 
seja possível 
 
Composição dos seres vivos 
Biomoléculas 
• Moléculas que possuem estrutura e função peculiares 
que desempenham tarefas indispensáveis aos seres 
vivos, sendo compostos principalmente por C, N, O e 
H, e se dividem em açúcares [carboidratos], lipídeos, 
proteínas e nucleotídeos 
o São subdivididos em níveis estruturais, em monômeros 
[iguais], protômeros [diferentes] e polímeros 
[associação de monômeros ou protômeros] 
▪ Os protômeros – protídeos estão subdivididos em 
níveis estruturais, sendo ela uma estrutura primária 
[ex: sequência de aminoácidos], secundária [ex: 
arranjo espacial de cadeia polipeptídica], terciária 
[ex: enovelamento de cadeia polipeptídica] ou 
quaternária [ex: montagem das cadeias 
polipeptídicas] 
 
• Ligação primária: caracterizada pela formação de 
ligação peptídica entre os aminoácidos, sendo rígida 
e plana 
o É dirigida pelo código genético durante a síntese 
proteica, definindo inteiramente a sua função e a 
estrutura necessária para exercê-la 
 
• Ligação secundária: início do desdobramento da 
cadeia peptídica, depende do local da porção do 
polipeptídio; ex: alfa-hélice, folhas betas pregueadas 
 
• Ligação terciária: obtém-se a estrutura tridimensional 
[enrolamento das moléculas], funcionam na 
estruturação proteica; ex: pontes de hidrogênio, 
interações hidrofóbicas, interações iônicas, pontes de 
enxofre 
 
• Ligação quaternária: proteínas que possuem mais de 
uma subunidade; ex: hemoglobina, insulina 
 
• Desnaturação: desaparecimento sucessivo das 
estruturas secundárias, terciárias e quaternárias, sem a 
quebra da cadeia polipeptídica 
o Desnaturantes: calor, pH, radiação, eletricidade, 
ureia, cloridrato de guanina 
 
• Em algumas proteínas é possível obter-se a 
renaturação quase que total das moléculas 
 
• Embora pequenas moléculas sejam abundantes e 
essenciais em sistemas biológicos, as macromoléculas 
desempenham papéis fundamentais, dependendo da 
sua sequência nas ligações químicas, sua 
conformação espacial e de sua associação com 
outras macromoléculas 
Composição do corpo humano sem água 
Elemento Peso (%) 
C 61,7 
N 11,0 
O 9,3 
H 5,7 
Ca 5,0 
P 3,3 
K 1,3 
S 1,0 
Cl 0,7 
Na 0,7 
Mg 0,3 
14 metais essenciais ao corpo humano 
Metal Quantidade (g) 
Ca 1000 
K 140 
Na 100 
Mg 25 
Fe 4,2 
Zn 2,3 
Cu 0,072 
Sn 0,02 
V 0,02 
Cr 0,014 
Mn 0,012 
Mo 0,005 
Co 0,003 
Ni 0,001 
 
Carboidratos – Glicídios 
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• São cetonas [CH2O] 
 
• São subdivididos em monossacarídeos [1 açúcar], 
polissacarídeos [+2 – 9 açúcares] e oligossacarídeos 
[+10 açúcares] 
 
• Funcionam como armazenamento de energia, 
participam de estruturas celulares e no aumento da 
solubilidade dos compostos o qual estão associados 
Lipídios 
• São insolúveis em água, ricos em C e H, e geralmente 
estão associados aos glucídios e proteínas 
 
• Funcionam na estruturação da membrana celular, 
combustível para reações biológicas, reserva 
energética na forma de gorduras animais e óleos 
vegetais, proteção de superfície, e atuam em 
processos imunitários e de reconhecimento de 
antígenos 
 
• Fosfolipídios: substancias que possuem um forte 
caráter anfifílico em relação a água, apresentando 
grupos polares, c/ grande afinidade pela água ligados 
a longas cadeias de hidrocarbonetos que dificilmente 
se dissolvem em meio aquoso 
Proteínas 
• Compostas por C, H, N, O, S e aminoácidos – podendo 
conter também P, Fe, Zn, Mn 
 
• Polímeros proteicos são formados por ligações 
peptídicas através da reação do grupo COO- de um 
aminoácido c/ o grupo NH2 [amino] do aminoácido 
subsequente – encadeamento linear de uma 
sequencia de aminoácidos, que se enovela gerando 
uma estrutura espacial 
 
• Funcionam na catálise, no transporte, contração, 
proteção, regulação e manutenção de estruturas – 
depende de sua estrutura 
Nucleotídeos 
• DNA e RNA 
 
• São moléculas de informação [nucleares], formadas 
por fosfato, glucídios, bases púricas [adenina, 
guanina] e pirimídicas [citocina, timina, uracila] 
 
• Armazenam e transmitem informação genética, são 
responsáveis pela síntese proteica [forma as estruturas 
poliméricas associadas ao cód. genético], pela 
diferenciação celular, controle dos fenômenos 
biológicos e do aprendizado 
• A cadeia principal destes polímeros constituída de 
unidades sucessivas de ácido fosfórico e dos açúcares 
carbohidrato ribose [RNA] e desoxirribose [DNA] 
o Os carbohidratos são ligadas a uma das 4 bases 
nitrogenadas: adenina (A), guanina (G), citosina (C) 
e timina (T) 
▪ No RNA, no lugar da timina, liga-se a uracila (U) 
Aminoácidos 
• Constitui todas as proteínas por até 20 tipos diferentes 
de aminoácidos 
 
• Estrutura química fundamental: R-CH-NH2-COOH 
o R = cadeia orgânica [especifica cada aminoácido]; 
o carbono ligado ao substituinte R é o carbono alfa 
[ou c.2] 
 
Ligações interatômicas e intermoleculares 
Ligações apolares Ligações em que existe um completo balanço local de 
cargas em cada átomo 
São eletricamente neutras 
Ex: ligações entre carbono e hidrogênio [hidrocarbonos] 
Comportamento dielétrico Presença de íons e/ou moléculas em ligações apolares, 
induzindo um desbalanço de cargas, atraindo ou 
repelindo a nuvem eletrônica envolvida na ligação, 
criando interações elétricas mesmo em meio 
completamente neutro ou apolar 
Ligações polares Formam um dipolo elétrico, sendo capazes de interagir 
eletricamente c/ outras moléculas polares ou c/ íons [o 
elétroné atraído por outro átomo, assumindo sua carga, 
e deixando o átomo doador c/ carga oposta – interação 
eletrostática] 
Ligação primária Mecanismo Propriedades Função Ex. 
Iônica Atração entre íons positivos e 
negativos, onde um recebe e 
o outro cede (este é 
inicialmente neutro) 
Falsas moléculas, 
ligações abertas 
Transporte 
transmembrana 
Metal e não-metal 
N+, K+,Cl- 
Covalente Partilha de elétrons Ligação verdadeira, 
fechada 
Estruturação Não-metal c/ não-
metal 
H2O [oxigênio 
negativo, , 
biomoléculas 
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Mista Partilha desigual Covalente dativa Quebra e formação 
de moléculas 
Enzimas 
Lig. secundária Mecanismo Propriedades Função Exemplos 
Pontes de H Atração de prótons entre 
átomos negativos, 
originando-se através da 
atração eletrostática entre 
cargas não balanceadas 
Estável, porém fraca Força de 
manutenção 
DNA e RNA 
Hidrofóbicas Atração de certos grupos por 
repulsão ao eixo 
Falsas ligações Manter a estrutura Aminoácidos 
Van der Waals Atração entre prótons e 
elétrons 
Força pequena, de 
aproximação 
Antígeno-anticorpo Proteínas 
Dipolos Molécula com dois polos, 
formados por ligações 
polares, tendendo a se 
alinhar mutuamente no 
campo criado pelo outro, 
resultando em atração 
mutua entre 2 átomos 
Permanentes ou 
induzidos [ocorre em 
moléc. apolares por 
existir uma interação 
elétrica devido ao 
fato de que elétrons 
(-) em torno de um 
núcleo c/ carga 
positiva formam um 
dipolo elétrico] 
Enzima-substrato H2O, Na+, Cl- 
Ressonância Oscilação de elétrons entre 
dois átomos 
Dá estabilidade as 
moléculas 
Modificar 
propriedades 
P, S, C 
Colôumbicas Atração e repulsão Forças fortes Catálise, transporte COO-, NH3+ 
London-Heitler Movimentação de elétrons Forças fracas de 
dispersão 
Repulsão de 
moléculas 
Moléculas 
biológicas [sólidos, 
líquidos e gases]