Quimica Geral - Átomos, Moléculas e Compostos

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Unidade 2. Átomos, Moléculas e Compostos
Leis ponderais
Lei da conservação de massa (Lavoisier, 1774)
➢ em uma reacção química, a massa dos reagentes será igual 
à massa dos produtos resultantes
Lei de proporções definidas (Proust -1800)
➢ em um dado composto, a razão de massas de cada
elemento é constante
Teoria Atômica de Dalton: (1808)
➢ Cada elemento é composto de partículas extremamente pequenas
chamadas átomos
➢ Todos os átomos de um elemento são idênticos em massa e outras
propriedades
➢ Nas reações químicas, os átomos de um elemento não se convertem
em átomos de outro tipo
➢ Os compostos são formados quando átomos de mais de um elemento
se combinam em proporção definida
A Estrutura do Átomo
Elemento 
radioativo 
(Po)
Placas 
carregadas Partículas α
Partículas β
Raios γ
+
-
Partículas α (+) e pesadas
Partículas β (-) e leves
Raios γ sem carga (Raios de luz)
A Descoberta do Elétron
O Tubo de Raios Catódicos (J.J. Thomson , 1897)
Desvio por um campo elétrico ( E )
São atraídos pelo 
pólo positivo Alta 
voltagem
Ânodo (+) 
com buraco
Cátodo (-)
Vácuo
+
-
Placas 
carregadas
Tela fluorescente
de ZnS
Desvio dos raios catódicos por um campo magnético ( B )
Ímã
V
- +
Nos dois casos a curvatura está relacionada com a massa e a 
velocidade das partículas e com a intensidade do campo
Protótipo do 
Tubo de Imagens 
de TV
Experiência de Thomson para medir a razão entre a carga e a 
massa do elétron (e/m)
+
-
Nesse caso E provoca desvio em um sentido enquanto B 
provoca em outro
A razão e/m é calculada quando se equilibram os efeitos 
dos dois campos : e/m = 1,76 x 1011 C/kg
Independe do material
Robert Millikan (1911) Mediu a carga do elétron
e = 1,60 x 10-19 C
Então a massa foi calculada
Modelo Atômico de Thomson
Esfera 
carregada (+)
Alguns elétrons 
inseridos
“Pudim de Ameixa”
A Experiência de Rutherford e a descoberta do Núcleo (1909)
Fonte de 
partículas α
(+) e pesadas
Tela de ZnS
(Fluorescente)
Folha fina 
de ouro
Resultados:
Cerca de 98% das partículas não sofre 
desvio
Aproximadamente 2% sofrem desvios 
consideráveis
Cerca de 0,01% são refletidas de volta
Velocidade das partículas α
= 1.4 x 107 m/s
O Modelo Nuclear
Toda a carga positiva e a maior 
parte da massa estavam 
concentradas num volume muito 
pequeno – o núcleo
Os elétrons ocupam o restante 
do espaço do átomo
~ 200 pm
~ 0,01 pm
1 pm= 10-12 m
ânodo
Catodo (-) 
perfurado
Elétrons
Partículas 
positivas
Moléculas 
de gás
A descoberta dos Prótons (+) por Rutherford 
Tubo de raios catódicos com cátodo perfurado
Os elétrons colidem com 
as moléculas de gás e 
produzem fragmentos 
positivos
➢A razão e/m dependia do gás
➢O Hidrogênio proporcionava partículas positivas de menor 
massa ( os prótons )
A descoberta do Número Atômico ( Z ) - Moseley em 1913
Através da análise do espectro de Raios X de sólidos
O metal do anodo era trocado e a frequência dos raios X 
era medida
N
ú
m
er
o
 A
tô
m
ic
o
Ele descobriu que cada elemento emite raios X em uma freqüência única
A lei de Moseley estabeleceu o número atômico como uma grandeza que 
pode ser medida experimentalmente e que fornece o número de prótons
contido no núcleo atômico
https://pt.wikipedia.org/wiki/Pr%C3%B3ton
A descoberta dos Nêutrons foi feita por Chadwick em 1932
Quando o berílio era bombardeado por partículas alfa, emitia uma 
corrente de partículas neutras ( os Nêutrons )
Fonte de partículas α
Be
Partículas 
neutras
Propriedades das Partículas Subatômicas
Partícula Carga* Massa/u
Elétron (e-) -1 0,0005486
Próton ( p ) +1 1,00727
Nêutron ( n ) 0 1,00866
Núcleo :
Todos os Prótons e 
Nêutrons
Os elétrons
Circundam o 
Núcleo
*Como múltiplos da carga do e-
Número Atômico ( Z ) e Número de Massa ( A )
Z = no de prótons
Todos os átomos de um elemento têm o mesmo no de prótons
A = no total de prótons e nêutrons no núcleo
A = Z + N
N = A- Z
Representação de um nuclídeo
Z
A
X X = símbolo do elemento
ISÓTOPOS 
Átomos com mesmo Z mas com A diferentes
O Carbono tem 3 isótopos : 12C , 13C e 14C
C
12
6
C
13
6
6 p e (12- 6 ) = 6 n 
6 p e (13- 6 ) = 7 n 
Massas Atômicas
São baseadas em uma massa padrão : a massa de 1 isótopo de 12C
Massa do átomo de 12C = 12 u
u = unidade de massa atômica
Massas Atômicas são calculadas usando o Espectrômetro de Massas
Entrada de 
gás
Canhão de 
elétrons
Eletrodos de 
aceleração
Imã
Íons leves 
são mais 
desviados
22Ne+
Íons pesados 
são pouco 
desviados
20Ne+
N
S
Intensidade:
No Relativo de 
átomos
Massa/u
Espectro de Massas do Ne
Massa Atômica é uma média ponderada das massas dos isótopos
Mi = massa do isótopo i
Xi = abundância % do isótopo i
Massa Atômica =
Ex.: O cloro natural é uma mistura de dois isótopos, um deles com a 
massa de 34,9689 u tem uma abundância de 75,77%.O outro com 
massa de 36,9659 u tem abundância de 24,23 %. Calcule a massa 
atômica do cloro
M(Cl) = 35,45 u
A Tabela Periódica dos Elementos
Quando os elementos são agrupados na ordem de seus Nos Atômicos em 
filas horizontais (períodos) podiam agrupá-los de modo que elementos 
nas colunas verticais (grupos) possuem propriedades semelhantes
Períodos Grupos ou Famílias
*Numeração Americana
Os Grupos identificados por A são os dos Elementos Representativos ou 
dos Elementos dos Grupos Principais
Os Grupos identificados por B são os Elementos de Transição
A IUPAC adotou um sistema em que os grupos são numerados de 1 a 18
Os Elementos podem ser classificados como Metais , Não-metais 
e semimetais (metaloides)
Metais
Não-metais
Metalóides
Propriedades Físicas dos Metais
1. Bons Condutores de Eletricidade
2. São Maleáveis (podem ser transformados em lâminas finas)
3. São Ducteis (podem ser transformados em fios)
4. Apresentam brilho característico ( prateado , exceto Cu e Au)
Propriedades Físicas dos Não-metais
1. Não são condutores de Eletricidade ( exceto o C , grafite )
2. Não são maleáveis ( são quebradiços)
3. No estado sólido são quebradiços
4. A maior parte é volátil ( gases, líquidos ou sólidos de baixo P.F. )
Os metaloides semimetais ( ou metaloides)
Possuem propriedades intermediárias entre metal e não-metal
➢ Geralmente são semicondutores 
baixa condutividade porém aumenta com o aumento da temperatura
Quimicamente se assemelham aos não-metais
• Alguns dos grupos na tabela periódica recebem nomes especiais
• Estes nomes indicam as similaridades entre os membros de um grupo:
Grupo 1A: Metais alcalinos (exceto o H ) 
Grupo 2A: Metais alcalinos terrosos
Grupo 6A: Calcogênios
Grupo 7A: Halogênios
Grupo 8A: Gases nobres
Moléculas e compostos moleculares
Moléculas e fórmulas químicas
• Moléculas são grupos neutros de dois ou mais átomos ligados
entre si
• Cada molécula tem uma fórmula química
• A fórmula química indica
– quais átomos são encontrados na molécula e
– em qual proporção eles são encontrados
• Compostos formados a partir de moléculas são compostos
moleculares.
Alguns elementos são substâncias moleculares
Como Moléculas Diatômicas:
Como Moléculas Poliatômicas: P4, S8
Fórmulas moleculares
– Fornecem os números e tipos reais de átomos em uma molécula
– Exemplos: H2O, CO2, CO, CH4, H2O2, e C2H4
Fórmulas mínimas
Fornecem as proporções relativas dos átomos dos elementos na 
substância
Exemplos: H2O, CO2, CO, CH4, HO, CH2.
Ex.: Etanol e Éter dimetílico possuem a mesma fórmula molecular , 
C2H6O
A Fórmula condensada mostra como os átomos estão agrupados
Etanol = CH3CH2OH
Éter dimetílico = CH3OCH3
Fórmula Estrutural 
Mostra a ligação de cada átomo com os outros
Etanol
Éter dimetílico
Compostos Iônicos
ÍONS – Átomos ou Grupos de Átomos com Carga Elétrica
Cátion – Íon Positivo ( Resultante da perda de um ou mais elétrons )
Ânion - Íon Negativo ( Resultante do ganho de um ou mais elétrons )
Íons e CompostosIônicos
• Quando um átomo ou uma molécula perde um ou mais elétrons, 
eles ficam com carga positiva
➢ Por exemplo, quando o Na perde um elétron, ele se transforma em
um cátion Na+
• Quando um átomo ou uma molécula ganha elétrons, eles ficam
com carga negativa
➢ Por exemplo, quando o Cl ganha um elétron ele se transforma em
um ânion Cl –
➢ NaCl , um composto iônico
Previsão das Cargas dos Íons Monoatômicos
Os átomos dos metais tendem a perder elétrons (formar cátions) 
quando reagem com não-metais
Os Metais dos Grupos 1 A – 3 A 
formam cátions com carga igual ao 
no do Grupo
Os átomos dos não-metais tendem a ganhar elétrons (formar ânions)
quando reagem com metais
Os Não-metais formam ânions com 
carga igual a 8 – no do Grupo 
( ou 18 – no do Grupo )
P3-
Íons Poliatômicos
Possuem dois ou mais átomos combinados e o conjunto tem carga 
elétrica
NH4
+ íon amônio
CO3
2- íon carbonato
CH3CO2
- íon acetato
NO3
- íon nitrato
PO4
3- fosfato
SO4
2- sulfato
OH- hidróxido
Fórmulas de Compostos iônicos
Um Composto é eletricamente neutro:
A soma das cargas positivas e negativas é igual a zero
O íon positivo é sempre escrito primeiro
CaCl2
1x(+2) + 2x(-1) = 0
O no de íons Ca2+ se iguala em módulo à carga dos íons Cl- e vice-
versa 
Ca2+ Cl - CaCl2