CONCEITOS BÁSICOS DE QUÍMICA

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QUÍMICA
UNEB - 2020
Beatriz dos Santos Silva
Jens Martensson
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Tópicos:
Jens Martensson
O QUE É QUÍMICA?
HISTÓRIA DA QUÍMICA;
PORQUE ESTUDAR QUÍMICA?
CONCEITOS;
HISTÓRIA DO ÁTOMO;
TEORIAS ATÔMICAS.
O que é química?
É uma ciência experimental.
Seguida de 4 passos básicos:
Observação
Representação
Hipóteses
Interpretação
Esse método científico pode levar a uma leva depois a uma teoria.
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História da química
Os alquimistas são associados ao conhecimento da medicina, química e outros;
Alquimia é uma prática de caráter místico;
iniciou na idade média;
Tinha como objetivo o elixir da vida, afim de garantir a imortalidade e a cura das doenças do corpo;
Criou a pedra filosofal com o poder de transformar metais em ouro;
Século vxii – a química era voltada apenas para a medicina
Séculos vxiii – a química se torna uma disciplina independente, porém, é um complemento da medicina;
Era iluminista – A química se firma como disciplina.
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Porque estudar química?
Tudo em nossa volta é química, pois todos os materiais que nos cercam passaram ou passam por transformações.
O corpo humano é composto por átomos, moléculas e íons que interagem para construir cada substância. 
Experimento: osso de galinha em vinagre.
Obersevação: osso escuro e flexível.
Interpretação: o osso fica escuro pois o vinagre descalcificou o osso diminuindo a sua rigidez. Fica flexível pois a quantidade de colágeno diminui o cálcio. Isso ocorre na osteoporose.
Conclusão: o cálcio é responsável pela rigidez do osso (mas porque?)
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Porque estudar química?
99% do cálcio no esqueleto;
1% do cálcio nos dentes;
o tecido ósseo é um tipo de tecido conjuntivo que apresenta como característica mais marcante sua resistência, que é obtida graças à presença de uma matriz extracelular rica em fosfato e cálcio.
o fósforo (P) mais o cálcio (Ca) são ligados por ligação intramolecular do tipo iônica por isso que o tecido ósseo é tão resistente.
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Conceitos
Matéria - Tudo que ocupa espaço e tem massa;
Corpo – É uma porção limitada da matéria (Ex: Madeira);
Objeto – É um corpo fabricado ou elaborado para ter aplicações úteis ao homem (Ex: Cadeira);
Energia – É a capacidade de realizar trabalho, modificando a matéria (sua posição, fase, natureza químca).
A matéria e a energia não podem ser criadas nem destruídas; podem somente ser transformadas, é o chamado Princípio da Conservação da Matéria e Energia.
Molécula – É um grupo de átomos obrigatoriamente do mesmo elemento, unidos por ligações covalentes.
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Conceitos
Substância - É uma forma da matéria que tem uma 
 composição definida e propriedades características;
Mistura - Combinação de duas ou mais substâncias 
 em que suas características são conservadas; pode 
 ser homogênea (apenas uma fase) ou heterogênea (mais de duas fases);
Elemento Químico - É uma substância simples que não pode ser separado ou decomposto (118 elementos)
Composto - É uma substância composta por átomos de dois ou mais elementos químicos unidos (há presença de ligação intramolecular).
O
H
H
H2O 
3 ÁTOMOS
2 ELEMENTOS
1 MOLÉCULA
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SIM
SIM
NÃO
NÃO
NÃO
SIM
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Matéria
É toda uniforme?
Mistura Heterogênea
Mistura Homogênea
Tem composição variável?
Substância Pura
Pode ser separado em substâncias mais simples?
Mistura Homogênea (Solução)
Elemento
Composto
Fases da matéria:
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Sólido
Gasoso
Líquido
Rígido;
Partículas compactadas pois possuem;
Menor energia;
Tem forma e volume próprio.
Desordenado;
Partículas mais espalhadas;
Tem muita liberdade de movimento;
Maior energia;
Tem forma e volume variável.
Fluido;
Partículas desorganizadas;
Tem liberdade de movimento;
Energia intermediária;
Forma variável e volume próprio
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Mudanças de fases da matéria:
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O estado de agregação da matéria pode ser alterado por variações de temperatura e de pressão sem que seja alterada a composição da matéria. 
Evaporação - passagem lenta
Ebulição – passagem rápida
Sublimação
Aumenta a temperatura e/ou Diminui a pressão
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Sólido
Líquido
Vaporização
Gasoso
Fusão
Mudanças de fases da matéria:
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Ressublimação
Liquefação ou
Condensação
Solidificação
Diminui a temperatura e/ou Aumenta a pressão
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Sólido
Líquido
Gasoso
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≠
Gás
Fluido, elástico, impossível de ser liquefeito só por aumento de pressão ou só por diminuição de temperatura, o que o diferencia do vapor.
Vapor
Nome dado à matéria no estado gasoso, quando é capaz de existir em equilíbrio com o líquido ou com o sólido correspondente, podendo sofrer liquefação pela simples redução de temperatura ou aumento da pressão.
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Gás
Vapor
Propriedades gerais - São as propriedades inerentes a toda espécie de matéria. 
Massa: É a grandeza que usamos como medida da quantidade de matéria de um corpo ou de um objeto. 
Extensão: Espaço que a matéria ocupa, ou seja, seu volume.
Impenetrabilidade: Duas porções de matéria não podem ocupar o mesmo espaço ao mesmo tempo.
Divisibilidade: Toda matéria pode ser dividida sem alterar a sua constituição (até certo limite).
Compressibilidade: O volume ocupado por uma porção de matéria pode diminuir sob a ação de forças externas.
Elasticidade: Se a ação de uma força causar deformação na matéria, até certo limite, ela poderá retornar à forma original.
Propriedades funcionais - São propriedades comuns a determinados grupos de matéria, identificadas pela função que desempenham (Ex: a acidez, a basicidade, a salinidade de algumas espécies de matéria). Sendo a mais estudadada química
Propriedades da matéria:
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Propriedades específicas: São propriedades individuais de cada tipo particular de matéria.
Organolépticas: São aquelas capazes de impressionar os nossos sentidos, como a cor, que impressiona a visão, o sabor e o odor, que impressionam o paladar e o olfato respectivamente, e a fase de agregação da matéria, que pode ser sólida (pó, pasta), líquida ou gasosa e que impressiona o tato. 
Químicas: São propriedades responsáveis pelos tipos de transformação que cada matéria é capaz de sofrer. Por exemplo, o vinho pode se transformar em vinagre; o ferro pode se transformar em aço, mas o vinho não pode se transformar em aço nem o ferro em vinagre. 
Físicas: São certos valores constantes, encontrados experimentalmente, para o comportamento de cada tipo de matéria, quando submetida a determinadas condições. Essas condições não alteram a constituição da matéria, por mais adversas que sejam. Por exemplo: sob a pressão de 1 atmosfera, a água passa de líquida para gasosa à temperatura de 100°C, sempre.
Propriedades da matéria:
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Átomo
indivisível
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História do átomo
Filósofos gregos tentavam explicar o que estava em sua volta.
TALES – Tudo é água;
ANAXÍMENES – Tudo provém do ar e retorna ao ar;
JENÓFONES – Todas as coisas, inclusive o homem, são formados de terra e ar;
EMPÉDOCLES – O 4 elementos (terra, água, fogo e ar);
Século V a.C. Demócrito descreve que toda matéria consiste em partículas muito pequenas e indivisíveis, chamando-os de átomo. 
A partir disso, cientistas começaram a formular definições sobre os átomos.
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DALTON
Baseou sua teoria em duas leis: a lei da conservação de massa e a lei da composição constante.
Lei da conservação de massa: A matéria não é criada ou destruída em um sistema fechado. Isso significa que, se tivermos uma reação química, a quantidade de cada elemento deve ser a mesma nos materiais iniciais e nos produtos.
Lei das proporções constantes: Um composto puro sempre terá os mesmos elementos nas mesmas proporções. 
1803
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DALTON
Os postulados da Teoria Atômica de Dalton são: 
A matéria é formada por partículas extremamente pequenas chamadas átomos; 
Os átomos são esferas maciças, indestrutíveis e intransformáveis;
Átomos que apresentam mesmas propriedades (tamanho, massa e forma) constituem um elemento químico;
Átomos de elementos diferentes possuem propriedades diferentes; 
Os átomos podem se unir entre si, formando “átomos compostos”; 
Uma reação química nada mais é do que a união e separação de átomos;
A teoria de Dalton não apenas explicava como eram os átomos, mas também como eles se combinavam. De acordo com sua teoria, átomos do mesmo elemento se repeliam e os diferentes que possuíam afinidade, se atraíam.
1803
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J. J. THOMSON
Fez experimentos em tubos de raios catódicos (tubos de vidro lacrados, em que a maior parte do ar foi retirado). Tem esse nome pois o feixe de raio se origina do cátodo.
É aplicada uma alta voltagem através de dois eletrodos em uma das extremidades do tubo, o que faz com que um feixe de partículas flua do cátodo (-) para o ânodo (+). Indicando que o raio catódico era composto de partículas carregadas negativamente.
Um campo magnético (de um ímã) faz com que haja um desvio desse raio.
Com isso, essas partículas de raios catódicos ficaram conhecidas como elétrons.
1903
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J. J. THOMSON
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J. J. THOMSON
Baseado em experiências realizadas com gases e que mostraram que a matéria era formada por cargas elétricas positivas e negativas, modificando o modelo atômico de Dalton. 
Descobre que existe partículas subatômicas menores que o átomo, os elétrons.
Segundo Thomson, o átomo seria uma esfera maciça e positiva com as cargas negativas distribuídas ao acaso, na esfera. 
A quantidade de cargas positivas e negativas seria igual e, dessa forma, o átomo seria eletricamente neutro. 
O modelo proposto por Thomson ficou conhecido como “pudim com passas”
A massa das partículas será 2 mil vezes menor que a massa do átomo. Podem ser encontradas em todos os elementos.
1903
Sobremesa
inglesa.
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RUTHERFORD
Rutherford e seus colaboradores bombardearam lâminas de ouro com partículas α (2 prótons e 2 nêutrons).
De acordo com o modelo de Thomson, todas as partículas alfa deveriam atravessar a matéria, já que as partículas positivas estariam espalhadas por todo o volume do átomo.
Rutherford colocou uma amostra de rádio (um metal radioativo) dentro de uma caixa de chumbo com um pequeno orifício, para emitir as partículas alfa.
Rutherford observou que a grande maioria das partículas atravessava normalmente a lâmina de ouro que apresentava aproximadamente 10-5 cm de espessura.
1911
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RUTHERFORD
Outras partículas sofriam pequenos desvios e outras, em número muito pequeno, batiam na lâmina e voltavam (1 a cada 20 mil). O caminho seguido pelas partículas α podia ser detectado pelas cintilações que elas provocavam no anteparo de sulfeto de zinco.
Rutherford calculou os raios e percebeu que o átomo seria formado por espaços vazios. E por esses espaços vazios a grande maioria das partículas atravessava a lâmina de ouro.
Os desvios sofridos pelas partículas eram devidos às repulsões elétricas entre o núcleo (positivo) e as partículas α também positivas, que a ele se dirigiam. O modelo de Rutherford ficou parecido com o sistema solar, onde o sol seria o núcleo e os planetas seriam os elétrons.
Mas, o que impedia dos elétrons serem atraídos pelos prótons do núcleo?
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RUTHERFORD
Através desses experimentos, Rutherford propôs o modelo nuclear do átomo.
Utilizando os fenômenos radiativos no estudo da estrutura atômica, descobriu que o átomo não seria uma esfera maciça, mas uma esfera formada por uma região central, chamada núcleo atômico e uma região externa ao núcleo chamada eletrosfera. 
No núcleo atômico (muito pequeno e que contém a maior parte da massa do átomo) estariam às partículas positivas, os prótons, e na eletrosfera as partículas negativas, os elétrons.
1911
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NIELS BOHR
Ao estudar espectros de emissão de certas substâncias, modificou o modelo de Rutherford. No início do século XX, era conhecido que a luz branca (luz solar, por exemplo) podia ser decomposta em diversas cores (fazendo com que a luz passe por um prisma).
No caso da decomposição da luz solar obtém-se um espectro chamado espectro contínuo. Ele é formado por ondas eletromagnéticas visíveis e invisíveis (radiação, ultravioleta e infravermelho).
Na parte visível desse espectro não ocorre distinção entre as diferentes cores, mas uma gradual passagem de uma para outra. O arco-íris é um exemplo de espectro contínuo onde a luz solar é decomposta pelas gotas de água presentes na atmosfera.
Como a cada onda eletromagnética está associada a certa quantidade de energia, a decomposição da luz branca produz ondas eletromagnéticas com toda quantidade de energia.
1913
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BOHR
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Se a luz que atravessar o prisma for de uma substância como hidrogênio, sódio, neônio, será obtido um espectro descontínuo. 
Ele é caracterizado por apresentar linhas coloridas separadas. Em outras palavras, somente alguns tipos de radiações luminosas são emitidas, isto é, somente radiações com valores determinados de energia são emitidas.
O Violeta e o azul tem maior frequência e são mais refratados pelo prisma. Tem menor frequência no laranja e no vermelho.
Quanto maior frequência maior energia da luz, melhor habilidade de dar energia cinética para acabar com os elétrons.
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BOHR
Os postulados da teoria atômica de Bohr:
Na eletrosfera os elétrons não se encontram em qualquer posição. Eles giram ao redor do núcleo em órbitas fixas e com energia definida. As órbitas são chamadas camadas eletrônicas, representadas pelas letras K, L, M, N, O, P e Q a partir do núcleo, ou níveis de energia representados pelos números 1, 2, 3, 4... respectivamente (números quânticos principais);
Os elétrons, ao se movimentarem numa camada eletrônica, não absorvem nem emitem energia; 
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BOHR
Os elétrons de um átomo tendem a ocupar as camadas eletrônicas mais próximas do núcleo, isto é, as que apresentam menor quantidade de energia; 
Um átomo está no estado fundamental, quando seus elétrons ocupam as camadas menos energéticas; 
Quando um átomo recebe energia (térmica ou elétrica), o elétron pode saltar para uma camada mais externa (mais energética). Nessas condições o átomo se torna instável. Dizemos que o átomo se encontra num estado excitado;
Os elétrons de um átomo excitado tendem a voltar para as camadas de origem. Quando isso ocorre, ele devolve, sob a forma de onda eletromagnética, a energia que foi recebida na forma de calor ou eletricidade.
1913
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		PARTÍCULA	MASSA RELATIVA	MASSA
(GRAMAS)	CARGA ELÉTRICA
	NÚCLEO	PRÓTON (p+)	1	1,7.10 ^-24	+1
	NÚCLEO	NÊUTRON (n0 )	1	1,7.10 ^-24	0
	ELETROSFERA	ELÉTRON (e-)	1/1836	9,1.10 ^-28	-1
Em 1932, o cientista inglês James Chadwick descobriu o nêutron. 
Prótons, elétrons e nêutrons são as principais partículas presentes num átomo. 
Partículas elementares:
A massa de um átomo está praticamente concentrada numa região extremamente pequena do átomo: o núcleo atômico. 
A quantidade atômica de prótons e elétrons presentes num átomo é a mesma, o que faz com que ele seja eletricamente neutro.
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Prótons:
Número de Prótons = Número de Elétrons, em um átomo neutro;
Sua massa é quase 2 milvezes maior que a massa do elétron;
O número atômico de um elemento indica o número de prótons.
Nêutrons:
Apenas o átomo de Hidrogênio não tem nêutron;
Não tem carga elétrica;
Os nêutrons livres, que formam parte de um núcleo, são produzidos em reações nucleares.
Quando é expulso do núcleo, o nêutron é instável e se desintegra para dar lugar a um próton, a um elétron e a um neutrino.
Elétrons:
Tipo de partícula elementar que, junto com os prótons e os nêutrons, forma os átomos e as moléculas.
Partículas elementares:
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PRÓTON
IsótoPo – mesma propriedade química e mesmo número atômico;
NÊUTRON
IsóBaro – diferentes propriedades químicas e mesmo número de massa;
ELÉTRON
 IsótoNo – diferentes propriedades químicas e mesmo número de nêutrons.
Partículas elementares:
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NÚMERO ATÔMICO
Z
NÚMERO DE MASSA
P
PRÓTONS
A
N
NÊUTRON
Número de prótons
Número de elétrons
=
Partículas elementares:
EM ÁTOMOS
NEUTROS
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N
P
A
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São átomos que têm o mesmo número de prótons e elétrons, mas diferentes números de nêutrons.
Os isótopos têm diferentes massas atômicas.
isótopos
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A massa atômica média de um elemento é uma média ponderada calculada multiplicando as abundâncias relativas dos isótopos do elemento por suas massas atômicas e em seguida somando o resultado desses produtos.
 EX: A massa atômica do cloro-35 é 34,97 u, e a massa atômica do cloro-37 é 36,97 u. 
E a massa do cloro é dada como 35,45 na tabela periódica.
O cloro-35 tem abundância de 75,76% e o cloro-37 tem abundância de 24,24% na natureza. E a soma equivale a 100%.
Massa atômica média = (0,7576×34,97u)+(0,2424×36,97u)= 26,49 + 8,96 = 35,45u​
Massa atômica média ou Peso atômico
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ÁTOMOS – APRESENTAM PARTÍCULAS SUBATÔMICAS (ELÉRONS, NEUTRONS E PRÓTONS); CARACTERÍSTICAS DE RUTHERFORD APARTIR DE SEU EXPERIMENTO:
CONSTITUÍDO POR UM GRANDE ESPAÇO VAZIO;
CARGAS (+) (PRÓTONS) E NEUTRAS (NÊUTRON) ESTÃO CONCENTRADAS NO NÚCLEO;
O SEU NÚCLEO É MUITO PEQUENO E CONCENTRA A MAIOR PARTE DA MASSA DO ÁTOMO.
ELÉTRONS – PARTÍCULA DE CARGA NEGATIVA;
ÍONS – ÁTOMO OU GRUPO DE ÁTOMOS QUE TEM CARGAS (+) OU ( - ).
CÁTIONS (+) –> PERDE ELÉTRONS
ÂNIONS ( - ) –> GANHA ELÉTRONS
ÁTOMOS DO MESMO ELEMENTO QUÍMICO PODEM TER MASSAS DIFERENTES, POIS O NÚMERO DE NÊUTRONS PODE VARIAR EM ISÓTOPOS DIFERENTES DO MESMO ELEMENTO.
Átomo moderno
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O átomo tem um núcleo central com prótons e nêutrons, e os elétrons 
 em camadas eletrônicas circulares próximas ao núcleo.
As camadas eletrônicas mais distantes do núcleo tem mais energia.
O número de elétrons na camada mais externa de um determinado átomo determina a sua reatividade, ou tendência de formar ligações químicas com outros átomos. Quando esta camada estar cheia é mais estável e menos reativo.
Átomo moderno
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Legenda lorem ipsum
Slide de vídeo
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