21 QUIMICA I E II 2009

Pr Vestibular Diferencial

Qumica

D

QUMICA QUMICA..........................................................466

........................................................................................475 ................482

................................................................................................487 .................................................................496 ..............................................................................................506 .................................................................................513 ..........................................................................516 .................................................................................................523 ...............................................................................................................527 ....................................................................................................534 ...............................................................................................540 .......................................................................................550 ................................................................................................554 ...............................................................................................564

PROFESSOR:

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Qumica

MATRIA E ENERGIA 1.1. MATRIA Matria tudo o que tem massa e ocupa um lugar no espao, ou seja, possui volume. Ex.: madeira, ferro, gua, areia, ar, ouro e tudo o mais que imaginemos, dentro da definio acima. Obs.: a ausncia total de matria denominado vcuo. Corpo Corpo qualquer poro limitada de matria. Ex.: tbua de madeira, barra de ferro, cubo de gelo, pedra. Objeto Objeto um corpo fabricado ou elaborado para ter aplicaes teis ao homem. Ex.: mesa, lpis, esttua, cadeira, faca, martelo. 1.2 Energia Na verdade, no existe uma definio satisfatria para energia. Porm, pode-se afirmar que o conceito de energia est diretamente relacionado realizao de trabalho, ao fato de provocar modificaes na matria e de ser interconversvel em suas vrias formas. 1.3 Formas de energia 1.3.1 Energia cinetica Energia cintica a energia associada ao movimento e depende da massa (m) e da velocidade (v) de um corpo. 2 calculada pela expresso: E = m.v /2 1.3.2 Energia potencial aquela que se encontra armazenada num determinado sistema e que pode ser utilizada a qualquer momento para realizar uma tarefa. Existem dois tipos de energia potencial: a elstica e a gravitacional. A energia potencial gravitacional

A energia potencial elstica Est associada a uma mola ou a um corpo elstico. 2 calculada pela expresso: E PE = kX /2 K= Constante da mola (varia para cada tipo de mola, por exemplo a constante da mola de um espiral de caderno bem menor que a constante da mola de um amortecedor de caminho) X= Variao no tamanho da mola Obs.: No Sistema Internacional de Unidades (SI), a energia expressa em joule (J). Obs.: Existem outra formas de energia: energia eltrica, trmica, luminosa, qumica, nuclear, magntica, solar (radiante). 1.4 Lei da concervao da energia A energias no pode ser criada nem destruda. Sempre que desaparece uma quantidade de uma classe de energia, uma quantidade exatamente igual de outra(s) classe(s) de energia (so) produzida(s). No mundo real um transformaes qumica ou fsica pode ocorrer em vrios sistemas por isso e importantssimo conhecermos e sabermos classificar os sistemas que existem em nosso universo. 1. Classificao dos sistemas Sistema uma poro limitada do universo, considerada como um todo para efeito de estudo. Sistema homogneo ou material homogneo ou matria homognea aquele que apresenta as mesmas propriedades em qualquer parte de sua extenso em que seja examinado. Sistema heterogneo ou material heterogneo ou matria heterognea aquele que no apresenta as mesmas propriedades em qualquer parte de sua extenso em que seja examinado. Fases so as diferentes pores homogneas, limitadas por superfcies de separao, que constituem um sistema heterogneo. A partir das noes de matria e energia, podemos classificar os sistemas em funo da sua capacidade de trocar matria e energia com o meio ambiente. Sistema aberto Tem a capacidade de trocar tanto matria quanto energia com o meio ambiente. Ex.: gua em um recipiente aberto (a gua absorve a energia trmica do meio ambiente e parte dessa gua sofre evaporao).

Est relacionada com uma altura (h) de um corpo em relao a um determinado nvel de referncia. calculada pela expresso: Epg = p.h ou Epg = m.g.h

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Qumica

Sistema fechado Tem a capacidade de trocar somente energia com o meio ambiente. Esse sistema pode ser aquecido ou resfriado, mas a sua quantidade de matria no varia. Ex.: Um refrigerante fechado. Sistema isolado No troca matria nem energia com o sistema. Obs.: a rigor no existe um sistema completamente isolado. Ex.: um exemplo aproximado desse tipo de sistema a garrafa trmica. Agora estamos prontos para comearmos nossos estudos sobre os aspectos macroscpicos da matria. 2. Propriedades da matria Propriedades so determinadas caractersticas que, em conjunto, vo definir a espcie de matria. Podemos dividi-las em 3 grupos: gerais, funcionais e especficas. 4.1 Propriedades gerais So propriedades inerentes a toda espcie de matria. Massa: a medida da quantidade de matria. Obs.: importante saber a diferena entre massa e peso. O peso de um corpo a fora de atrao gravitacional sofrida pelo mesmo, ou seja, a fora de atrao que o centro da terra exerce sobre a massa dos corpos. O peso de um corpo ir varia em funo da posio que ele assumir em relao ao centro da terra, enquanto a massa uma medida invarivel em qualquer local. Em Qumica trabalhamos preferencialmente com massa. Volume (V): a extenso de espao ocupado por um corpo.

No SI, a unidade-padro de volume o metro cbico (m3). No entanto, a unidade mais usada em Qumica o litro (L).m 3 dm ou L 3 cm ou mL3

1000 dm ou 1000L 3 1 dm ou 1 L 3 0,001 dm ou 0,001L -3 3 -3 10 dm ou 10 L

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Inrcia: a propriedade que os corpos tm de manter o seu estado de movimento ou de repouso inalterado, a menos que alguma fora interfira e modifique esse estado. Obs.: a massa de um corpo est associada sua inrcia, isto , a dificuldade de fazer variar o seu estado de movimento ou de repouso, portanto, podemos definir massa como a medida da inrcia. Impenetrabilidade: duas pores de matria no podem ocupar, simultaneamente, o mesmo lugar no espao. Divisibilidade: toda matria pode ser dividida sem alterar a sua constituio, at um certo limite ao qual chamamos de tomo. Compressibilidade: sob a ao de foras externas, o volume ocupado por uma poro de matria pode diminuir. Obs.: de uma maneira geral os gases so mais compressveis que os lquidos e estes por sua vez so mais compressveis que os slidos. Elasticidade: Dentro de um certo limite, se a ao de uma fora causar deformao da matria, ela retornar forma original assim que essa fora deixar de agir. Porosidade: a matria descontnua. Isso quer dizer que existem espaos (poros) entre as partculas que formam qualquer tipo de matria. Esses espaos podem ser maiores ou menores, tornando a matria mais ou menos densa.

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Pr Vestibular DiferencialEx.: a cortia apresenta poros maiores que os poros do ferro, logo a densidade da cortia bem menor que a densidade do ferro. 4.2 Propriedades funcionais So propriedades comuns a determinados grupos de matria, identificados pela funo que desempenham. Ex.: cidos, bases, sais, xidos, lcoois, aldedos, cetonas. 4.3 Propriedades especficas So propriedades individuais de cada tipo particular de matria. Podem ser: organolpticas, qumicas ou fsicas. Organolpticas So propriedades capazes de impressionar os nossos sentidos, como a cor, que impressiona a viso, o sabor, que impressiona o paladar, o odor que impressiona o nosso olfato e a fase de agregao da matria (slido, lquido, gasoso, pastoso, p), que impressiona o tato. Ex.: gua pura (incolor, inspida, inodora, lquida em temperatura ambiente) barra de ferro (brilho metlico, slida) Qumicas Responsveis pelos tipos de transformao que cada matria capaz de sofrer. Relacionamse maneira de reagir de cada substncia. Ex.: oxidao do ferro, combusto do etanol. Fsicas So certos valores encontrados experimentalmente para o comportamento de cada tipo de matria quando submetidas a determinadas condies. Essas condies no alteram a constituio da matria, por mais diversas que sejam. As principais propriedades fsicas da matria so: Pontos de fuso e solidificao Densidade

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Pontos de ebulio e condensao

So as temperaturas nas quais a matria passa da fase lquida para a fase gasosa e da fase gasosa para a lquida respectivamente, sempre em relao a uma determinada presso atmosfrica. o o Ex.: gua 100 C; oxignio -182,8 C; fsforo o branco 280 C. Ponto de ebulio normal: a temperatura na qual a substncia passa da fase lquida fase gasosa, sob presso de 1 atm. Durante a ebulio propriamente dita, coexistem essas duas fases. Por isso, o ponto de condensao normal de uma substncia coincide com o seu ponto de ebulio normal.

a relao entre a massa e o volume ocupado pela matria. d = m/v Ex.: gua 1,00 g/cm ; ferro 7,87 g/cm . Para slidos e lquidos, a densidade geralmente expressa em gramas/centmetros cbicos (g/cm3); para gases, costuma ser expressa em gramas/litro (g/L).3 3

Nas regies polares, comum a presena de grandes blocos de gelo (gua pura), os icebergs, flutuando na gua do mar (gua e outros materiais). Isso ocorre porque a densidade do gelo (0,92 g/cm3) menor que a densidade da 3 gua do mar (1,03 g/cm ).

So as temperaturas nas quais a matria passa da fase slida para a fase lquida e da fase lquida para a slida respectivamente, sempre em relao a uma determinada presso atmosfrica. Ponto de fuso normal: a temperatura na qual a substncia passa da fase slida para a fase lquida, sob presso de 1atm. Durante a fuso propriamente dita, coexistem essas duas fases. Por isso, o ponto de solidificao normal de uma substncia coincide com o seu ponto de fuso normal.

Dureza

a resistncia que a matria apresenta ao ser riscada por outra. Quanto maior a resistncia ao risco mais dura a matria. Entre duas espcies de matria, X e Y, decidimos qual a de maior dureza pela capacidade que uma apresenta de riscar a outra. A espcie de maior dureza, X, Risca a de menor dureza, Y. Podemos observar esse fato, porque sobre a

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Pr Vestibular Diferencialmatria X, mais dura, fica um trao da matria Y, de menor dureza.SUBSTNCIA DUREZA TALCO 01 GIPSITA 02 CALCITA 03 FLUORITA 04 APATITA 05 SUBSTNCIA FELDSPATO QUARTZO TOPZIO CORNDON DIAMANTE DUREZA 06 07 08 09 10

Qumicaestruturas geomtricas chamada retculos cristalinos. Apresenta forma invarivel e volume constante. Fase lquida A caracterstica da fase lquida a fluidez. As partculas se apresentam desordenadas e com certa liberdade de movimento. Apresentam energia intermediria entre as fases slida e gasosa. Possuem forma varivel e volume constante. Fase gasosa A caracterstica da fase gasosa o caos. Existem grandes espaos entre as partculas, que apresentam grande liberdade de movimento. a fase que apresenta maior energia. Apresenta forma e volume variveis. Em resumo:

Tenacidade

a resistncia que a matria apresenta ao choque mecnico, isto , ao impacto. Dizemos que um material tenaz quando ele resiste a um forte impacto sem se quebrar. Observe que o fato de um material ser duro no garante que ele seja tenaz; so duas propriedades distintas. Por exemplo: o diamante, considerado o material mais duro que existe, ao sofrer um forte impacto quebra-se totalmente. Brilho

a capacidade que a matria possui de refletir a luz que incide sobre ela. Quando a matria no reflete luz, ou reflete muito pouco, dizemos que ela no tem brilho. Uma matria que no possui brilho, no necessariamente opaca e vice-versa. Matria opaca simplesmente aquela que no se deixa atravessar pela luz. Assim, uma barra de ouro brilhante e opaca, pois reflete a luz sem se deixar atravessar por ela. 5.2 Mudana de estado. 3. Trasnformaes qumicas e fisicas Uma substncia sofre transformao fsica, quando no h alterao na sua constituio (ou natureza) moleculares. Ex:: as mudanas de estado so transformaes fsicas, a dissoluo do sal, ou acar, etc. Uma substncia sofre transformao qumica, quando h alterao na sua natureza molecular, o que impede a recuperao da substncia (por mtodos elementares). Ex: combustes, decomposies, digestes, cozimentos, etc. Todos esses fenmenos recebem o nome de reaes qumicas. 4. Estado fsico e mudana de estado. 5.1 Estados fsicos da matria. Fase slida A caracterstica da fase slida a rigidez. As substncias apresentam maior organizao de suas partculas constituintes, devido a possuir menor energia. Essas partculas formam Evaporao: e a passagem lenta do estado lquido para o estado de vapor, que ocorre predominantemente na superfcie do lquido, sem causar agitao ou o surgimento de bolhas no seu interior. Por isso, um fenmeno de difcil visualizao. Ex.: bacia com gua em um determinado local, roupas no varal. O estado de agregao da matria pode ser alterado por variaes de temperatura e de presso, sem que seja alterada a composio da matria. Cada uma destas mudanas de estado recebeu uma denominao particular: Fuso: a passagem da fase slida para a lquida. Vaporizao: a passagem do estado lquido para o estado gasoso. Obs.: a vaporizao pode receber outros nomes (evaporao, ebulio e calefao), dependendo das condies em que o lquido se transforma em vapor.

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Pr Vestibular DiferencialEbulio: a passagem rpida do estado lquido para o estado de vapor, geralmente obtida pelo aquecimento do lquido e percebida devido ocorrncia de bolhas. Ex.: fervura da gua para preparao do caf. Calefao: a passagem muito rpida do estado lquido para o estado de vapor, quando o lquido se aproxima de uma superfcie muito quente. Ex.: Gotas de gua caindo sobre uma frigideira quente. Sublimao: a passagem do estado slido diretamente para o estado gasoso e vice-versa. Obs.: alguns autores chamam de ressublimao a passagem do estado de vapor para o estado slido. Liquefao ou condensao: a passagem do estado gasoso para o estado lquido. Solidificao: a passagem do estado lquido para o estado slido.

Qumica Pode ser representada por um frmula porque tem composio fixa. No conserva as propriedades de seus elementos constituintes, no caso de ser substncia pura composta. As misturas no apresentam nenhuma das caractersticas acima. Essas so as diferenas entre as misturas e as combinaes qumicas (substncias puras compostas). 6. Substncia simples e alotropia Substncia simples toda substncia pura formada de um nico elemento qumico. Alotropia o fenmeno em que um mesmo elemento qumico (tomos de mesmo Z) forma duas ou mais substncias simples diferentes.Elemento Carbono (C) Oxignio (O) Fsforo (P) Enxofre (S) Variedades alotrpicas Diamante (Cn) Grafite (Cn) Oxignio (O2) Oznio (O3) Fsforo branco Fsforo vermelho (Pn) (P4) monoclnico Enxofre rmbico Enxofre (S8) (S8)

7. Mistura euttica e mistura azeotrpica 8.1 Mistura euttica Existem misturas que, como exceo, se comportam como se fossem substncias puras no processo de fuso, isto , a temperatura mantmse inalterada no incio ao fim da fuso. Essas so chamadas misturas eutticas.

Pe5. Mistura e substncia pura Mistura qualquer sistema formado de duas ou mais substncias puras, denominadas componentes. Pode ser homognea ou heterognea, conforme apresente ou no as mesmas propriedades em qualquer parte de sua extenso em que seja examinada. Toda mistura homognea uma soluo, por definio. Substncia pura todo material com as seguintes caractersticas: Unidades estruturais (molculas, conjuntos inicos) quimicamente iguais entre si. Composio fixa, do que decorrem propriedades fixas, como densidade, ponto de fuso e de ebulio, etc. A temperatura se mantm inalterada desde o incio at o fim de todas as suas mudanas de estado fsico (fuso, ebulio, solidificao, etc.). 8.2. mistura azeotrpica Existem misturas que, como exceo, se comportam como se fossem substncias puras em relao ebulio, isto , a temperatura mantm-se inalterada do incio ao fim da ebulio. Essas so chamadas misturas azeotrpicas. No conhecida nenhuma mistura que seja euttica e azeotrpica simultaneamente.

Pf

Pe Pf

Exerccios

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Pr Vestibular Diferencial01. (UFMG-00)A figura representa um sistema constitudo de gua em ebulio. d) homogneo, 3 fases; e) heterogneo, 4 fases.

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Todas as seguintes afirmativas relacionadas situao representada esto corretas, EXCETO A) A vaporizao um processo endotrmico. B) As bolhas formadas no interior do lquido so constitudas de vapor d'gua. C) O sistema apresenta gua lquida em equilbrio com vapor d'gua. D) Um grande nmero de molculas est passando do estado lquido para o gasoso 02. (UFV-96) No esquema abaixo, A, B e C representam os estados fsicos de uma substncia. A Aquecimento B Resfriamento C Pode-se afirmar que os estados fsicos A, B e C so, respectivamente: a) b) c) d) e) slido, lquido e gasoso. lquido, slido e gasoso. gasoso, lquido e slido. lquido, gasoso e slido. gasoso, slido e lquido.

05. (PASES-01) Um pedao de palha de ao deixada ao ar livre adquiriu uma colorao marrom avermelhada. Em relao ao fenmeno, marque a alternativa INCORRETA. a) Ocorreu uma reao qumica. b) A massa da palha de ao foi alterada. c) Houve mudana de estado fsico no sistema. d) Houve formao de uma substncia composta. e) O ferro reagiu com o oxignio. 06. (PASES05) O grfico abaixo representa a variao de temperatura observada ao se aquecer uma substncia A durante 100 minutos. Considere que o experimento foi realizado nas CNTP.

03. (UFV-03) A naftalina, nome comercial do hidrocarboneto naftaleno, utilizada em gavetas e armrios para proteger tecidos, papis e livros do ataque de traas e outros insetos. Assim como outros compostos, a naftalina tem a propriedade de passar do estado slido para o gasoso sem fundir-se. Esse fenmeno chamado de: a)liquefao. b)sublimao. c) combusto. d)ebulio. e)solidificao. 04. (UNIMEP-02)Adicionando em um bquer (equipamento utilizado em laboratrio), lcool comercial (vendido nos supermercados), gua, carvo e bolinhas de ao, podemos afirmar que o sistema ser........................ e apresentar................fases. Identifique, entre as alternativas abaixo, aquela que completa corretamente as lacunas. a) homogneo, 2 fases; b) heterogneo, 2 fases; c) heterogneo, 3 fases;

De acordo com o grfico acima, responda: a) A temperatura de fuso da substncia A __________________ b) A temperatura de ebulio da substncia A ________________ c) O intervalo de temperatura em que a substncia A permanece slida ____________ d) O intervalo de temperatura em que a substncia A permanece lquida _____________ e) Sabendo-se que a substncia A lquida temperatura ambiente e insolvel em gua, que procedimento seria apropriado para a separao de uma mistura de iguais volumes de gua e da substncia A?

8. Processos de separao Os processos de separao so usados na obteno dos componentes individuais de uma mistura de dois ou mais componentes. Nem sempre somente um mtodo de separao suficiente para separar todos os componentes de uma mistura. Os principais processos so citados a seguir. 9.1 Catao

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um mtodo de separao bastante rudimentar, usado para separao de sistemas slido-slido. Baseia-se na identificao visual dos componentes da mistura e na separao dos mesmos separando-os manualmente. o mtodo utilizado na limpeza do feijo antes do cozimento. 9.2 Peneirao Tambm conhecido como tamisao, este mtodo usado na separao de sistemas slido-slido, onde um dos dois componentes apresente granulometria que permita que o mesmo fique preso nas malhas de uma peneira. 9.3 Ventilao Mtodo de separao para sistemas slido-slido, onde um dos componentes pode ser arrastado por uma corrente de ar. Um bom exemplo a separao da casca e do caroo do amendoim torrado. 9.4 Levigao A gua corrente arrasta o componente menos denso e o mais denso deposita-se no fundo do recipiente. Um bom exemplo a lavagem da poeira do arroz. 9.5 Decantao Permite a separao de lquidos imiscveis (que no se misturam) ou um slido precipitado num lquido. Exemplos: gua e areia e gua e leo vegetal.

Pode-se ainda usar-se o princpio da decantao para a separao de misturas slido-gs (cmara de poeira). A mistura slido-gs atravessa um sistema em zigue-zague, o p, sendo mais denso, se deposita pelo trajeto. 9.6 Filtrao Este um mtodo de separao muito presente no laboratrio qumico e tambm no cotidiano. usado para separar um slido de um lquido ou slido de um gs, mesmo que o slido se apresente em suspenso. A mistura atravessa um filtro poroso, onde o material particulado fica retido. A preparao do caf um exemplo de filtrao.

No cotidiano, o aspirador de p o um bom exemplo do processo de filtrao. Separa partculas slidas suspensas no ar aspirado. 9.7 Evaporao ou cristalizao Mtodo de separao de misturas slidolquido por evaporao do solvente, tambm conhecido como cristalizao. Em recipiente aberto, simplesmente permite-se que o solvente evapore, deixando o slido. Nas salinas, o sal obtido a partir da gua do mar atravs deste processo.

DECANTAO EM FUNIL Pode-se aproveitar a presso atmosfrica e a gravidade para auxiliar no processo de decantao. Um dos lquidos pode ser retirado por sufonao, que a transferncia, atravs de uma mangueira, de um lquido em um posio mais elevada para outra, num nvel mais baixo.

9.8 Sublimao

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Processo utilizado quando um dos componentes do sistema sublima (passa diretamente do estado slido para o gasoso) quando sob aquecimento. O iodo e a naftalina so slido que sublimam.

Nos alambiques, este tipo de destilao usado na obteno de bebidas como a cachaa e o usque. Na destilao fracionada em laboratrio usa-se um equipamento como o mostrado abaixo. 9.11Separao magntica ou imantao Separa os componentes que so atrados por um im daqueles que no apresentam esta propriedade (separao de limalha de ferro da areia).

9.9 Destilao simples A destilao simples utilizada quando se deseja separar a substncia slida dissolvida do solvente e no se deseja perder este ltimo, como no processo de evaporao. Aquece-se a mistura at atingir o ponto de ebulio do solvente. No existe necessidade de controle de temperatura, pois o ponto de ebulio do slido muito mais elevado que o do solvente.

9.12 Dissoluo fracionada Mtodo de separao de sistemas slidoslido, onde somente um dos componentes apresenta solubilidade num dado solvente. A mistura areia e sal um bom exemplo de aplicao para este mtodo de separao. Adicionando-se gua, obtm-se a solubilizao do sal na gua. Aps uma filtrao, a areia separada, bastando realizar uma destilao simples ou evaporao para se separar o sal da gua. Este mtodo tambm conhecido como extrao por solvente. Exercicio 07. (UFES) Para separar os componentes de uma mistura, foi realizada a seguinte seqncia de operaes: aquecimento adio de gua e filtrao evaporao Esse procedimento recomendvel para a seguinte mistura: a) areia, acar e sal b) carvo, areia e acar c) ferro, enxofre e lcool

9.10 Destilao fracionada um mtodo de separao de lquidos que participem de mistura homognea ou heterognea. Quanto mais distantes forem os pontos de ebulio destes lquidos, mais eficiente ser o processo de destilao. Eleva-se a temperatura at que se alcance o ponto de ebulio do lquido que apresente valor mais baixo para esta caracterstica e aguarda-se, controlando a temperatura, a completa destilao deste. Posteriormente, permite-se que a temperatura se eleve at o ponto de ebulio do segundo lquido. Quanto mais prximos forem os pontos de ebulio dos lquidos, menor o grau de pureza das fraes destiladas. A destilao fracionada usada na obteno das diversas fraes do petrleo.

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Pr Vestibular Diferenciald) enxofre, gasolina e ferro e) iodo, sal de cozinha e areia 08. (UEL) De uma mistura heterognea de dois lquidos imiscveis e de densidades diferentes podem-se obter os lquidos puros por: I. sublimao II. decantao III. filtrao Dessas afirmaes, apenas: a) I correta b) II correta c) III correta d) I e II so corretas e) II e III so corretas 09. (UFV) Considere os sistemas abaixo: I. gua e acar II. lcool e carvo III. gua e areia IV. gua e leo Assinale a alternativa que relaciona os sistemas que podem ser separados por filtrao. a) I e II b) II e III c) I e III d) II e IV e) III e IV 10. (UFMG) O mtodo eficaz de separao dos componentes de uma soluo aquosa de NaCl (sal de cozinha) : a) decantao b) destilao c) filtrao d) recristalizao e) sublimao 11. (PASES-01) O processo que deve ser utilizado para separar os componentes de uma mistura lquida homognea formada por gua e acetona : a) recristalizao. b) decantao. c) sedimentao. d) destilao fracionada. e) filtrao.

Qumica12. Um determinado frasco contm 250g de soluo. Se a densidade desta 1,47g/mL, qual o volume desta? 13. Qual a massa de uma soluo de densidade igual a 1,25g/mL e volume de 500mL?

Critrios de pureza

Critrios de pureza so testes de laboratrios para verificar se uma substncia pura. Os mais usados so determinao de PF, PE, densidade e solubilidade.

EXERCICIO

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QumicaDalton foi o primeiro cientista a descrever uma deficincia visual da qual sofria cujo portador no consegue distinguir algumas cores, entre elas, o vermelho e o verde. O seu trabalho sobre essa deficincia foi to importante que hoje ela conhecida por daltonismo. Atualmente, sabe-se que o daltonismo afeta 5% dos homens e 0,5% das mulheres.1879 - Crookes Primeiras experincias eltrica a alto vcuo. 1886 - Eugen Goldstein Em 1886, o fsico alemo Eugen Goldstein, usando uma aparelhagem semelhante de Thomson, observou o aparecimento de um feixe luminoso no sentido oposto ao dos eltrons. Concluiu que os componentes desse feixe deveriam apresentar carga eltrica positiva.

Evoluo Atmica 450 a.C. - Leucipo A matria pode se dividir em partculas cada vez menores. 400 a.C. - Demcrito Denominao tomo para a menor partcula de matria. Considerado o pai do atomismo grego. 60 a.C. - Lucrcio Autor do poema De Rerum Natura, atravs do qual foi consolidado o atomismo de Demcrito. 1808 - Dalton Dalton enunciou seu modelo atmico: O tomo uma partcula macia e indivisvel. Baseado nas leis de : Lei Lavoisier:A soma das massas antes da reao igual a soma das massa aps a reao. Lei de Proust: A proporo das massas que reagem permanecem sempre constantes. Lei de Dalton: Em uma relao , se a massa de um participante permanece constante , a massa do outro s poder variar segundo valores mltiplos.

de

descarga

Este modelo vingou at 1897.

1896 - Becquerel Descoberta da radioatividade. Raios = 2p + 2n Raios = eltrons (e ) Raios = ondas eletromagnticas. 1897 - Thomson Em 1897, Joseph John Thomson (1856-1940) conseguiu demonstrar que o tomo no indivisvel, utilizando uma aparelhagem denominada tubo de raios catdicos. Dentro do tubo de vidro havia, alm de uma pequena quantidade de gs, dois eletrodos ligados a uma fonte eltrica externa. Quando o circuito era ligado, aparecia um feixe de raios provenientes do ctodo (eletrodo negativo), que se dirigia para o nodo (eletrodo positivo). Esses raios eram desviados na direo do plo positivo de um campo eltrico. Com base nesse experimento, Thomson concluiu que: a) os raios eram partculas (corpsculos) menores que os tomos; b) os raios apresentavam carga eltrica negativa. Essas partculas foram denominadas eltrons (e).

John Dalton

John Dalton considerado o pai da Qumica terica. Com apenas 12 anos de idade iniciou sua brilhante carreira lecionando em uma escola da comunidade Quaker, da qual era membro. Alm de ter elaborado a teoria atmica, Dalton descobriu uma importante lei da Fsica a Lei das Presses Parciais dos Gases. Uma curiosidade sobre a sua vida profissional: ele tambm atuou como meteorologista, tendo feito cerca de 200 mil anotaes.

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Pr Vestibular DiferencialThomson props ento um novo modelo, denominado pudim de passas: O tomo seria uma partcula macia, mas no indivisvel. Seria formado por uma gelia com carga positiva, na qual estariam incrustados os eltrons (modelo do pudim de passas).

QumicaAssim, o tomo seria um imenso vazio, no qual o ncleo ocuparia uma pequena parte, enquanto que os eltrons o circundariam numa regio negativa chamada de eletrosfera, modificando assim, o modelo atmico proposto por Thomson.

Por seu trabalho na determinao das propriedades do eltron, o fsico ingls Joseph John Thonson (1856-1909) recebeu o prmio Nobel de Fsica em 1906. 1898 - Casal Curie Descoberta do polnio e do rdio. Grandes avanos na rea da radioatividade. 1905 - Einstein Teoria da relatividade. Relao entre 2 massa e energia (e = mc ). Esclarecimento do efeito fotoeltrico. Denominao fton para o quantum de energia radiante. 1909 - Millikan Determinao da carga do eltron. 1911 - Rutherford tomo no macio nem indivisvel. O tomo seria formado por um ncleo muito pequeno, com carga positiva, onde estaria concentrada praticamente toda a sua massa. Ao redor do ncleo ficariam os eltrons, neutralizando sua carga. Este o modelo do tomo nucleado, um modelo que foi comparado ao sistema planetrio, onde o Sol seria o ncleo e os planetas seriam os eltrons. Rutherford bombardeou uma fina lmina de ouro (0,0001 mm) com partculas "alfa" (ncleo de tomo de hlio: 2 prtons e 2 nutrons), emitidas pelo "polnio" (Po), contido num bloco de chumbo (Pb), provido de uma abertura estreita, para dar passagem s partculas "alfa" por ele emitidas. Envolvendo a lmina de ouro (Au), foi colocada uma tela protetora revestida de sulfeto de zinco (ZnS). 1913 Rutherford - Bohr

Eletrons

Ncleo carregado positivamente

Apesar de revolucionrio, o modelo de Rutherford no conseguiu explicar o comportamento dos eltrons ao do ncleo.

O comportamento mostrado na figura acima que era esperado no modelo de Rutherford foi explicado por Bohr, em 1913 que props seu modelo: 1 Os eltrons se movimentassem ao redor do ncleo, seguindo trajetrias circulares denominadas de camadas ou nveis. 2 Estas camadas foram especificadas por letras a partir da mais interna: K, L, M, N, O, P e Q. a 3 Os eltrons podiam ir de um nvel mais interno para outro mais externo absorvendo energia, no processo inverso ocorreria emisso de energia.a a

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Pr Vestibular DiferencialK 2 L 8 M 18 N 32 O 32 P 18 Q 2

Qumica

2.2. Subnveis de energia (subcamadas) As camadas ou nveis de energia so formados de subcamadas ou subnveis de energia, designados pelas letras s, p, d, f. Subnvel Nmero eltrons s mximo de 2 p 6 d 10 f 14

1916 - Sommerfeld Modelo das rbitas elpticas para o eltron. Introduo dos subnveis de energia. 1926 - Heisenberg Princpio da incerteza. 1932 - Chadwick Os nutrons foram descobertas em 1932 por Chadwick, durante experincias com material radioativo. Ele as denominou nutrons. Os nutrons esto localizados no ncleo e apresentam massa muito prxima dos prtons, mas no tm carga eltrica.

Subnveis conhecidos em cada nvel de energia: 4s 5s 3s 6s 2s 4p 5p Subnvel 1s 7s 3p 6p 2p 4d 5d 3d 6d 4f 5f 1 2 3 4 5 6 7 Nvel K L M N O P Q Subnveis em ordem crescente de energia: 1s 4d 2s 5p 2p 6s 3s 4f 3p 5d 4s 6p 3d 7s 4p 5f 5s 6d

2.3.Orbitais Os subnveis so formados de orbitais. Orbital a regio da eletrosfera onde h maior probabilidade de estar localizado o eltron do tomo. O nmero mximo de eltrons em cada orbital 2. subnvel s O modelo atmico mais utilizado at hoje o de Rutherford, com a incluso dos nutrons no ncleo. Constituio do tomo: prtons, nutrons e eltrons. Natureza Prton Nutron Eltron Positiva No existe Negativa Valor relativo +1 0 -1 Massa relativa 1 1 1/1836 subnvel p subnvel d subnvel f um orbital s s

trs orbitais p cinco orbitais d sete orbitais f

Orbitais S O orbital s tem forma esfrica.

2.1.Camadas eletrnicas (Nveis de Energia) Os eltrons esto distribudos em camadas ou nveis de energia: camada K L 1 2 nvel

ncleo

M 3

N 4

O 5

P 6

Q 7 Os orbitais p tm forma de duplo ovide e so perpendiculares entre si (esto dirigidos segundo trs eixos ortogonais x, y e z.

Atraves dos postulados de Bohr podemos chegar ao maximo de letrons nas camadas.

477


Qumicaenergia crescente, nos subnveis, e depois reorganizados em nveis ou camadas. Foi Linus Pauling quem calculou a ordem de energia dos subnveis e estabeleceu um diagrama visando facilitar a obteno da configurao eletrnica dos tomos. O termo camadas continua a ser usado por fatores histricos e tambm por facilitar a visualizao do modelo atmico.

Orbital d Os orbitais d tem uma forma mais diversificada: quatro deles tm forma de 4 lbulos de sinais alternados ( dois planos nodais, em diferentes orientaes espaciais ), e o ltimo um duplo lbulo rodeado por um anel ( um duplo cone nodal ). Seguindo a mesma tendncia, apresentam n-3 ns radiais.

Orbital f Os orbitais f apresentam formas ainda mais exticas, que podem ser derivadas da adio de um plano nodal s formas dos orbitais d. Apresentam n-4 ns radiais.

2.4.Spin Spin o movimento de rotao do eltron em torno de seu eixo. Pode ser paralelo ou antiparalelo. A cada um deles foi atribudo um nmero quntico: + 1/2 e -1/2. 2.5 distibuio eletrnica. Somados os eltrons alojados nos subnveis de um dado nivel, se obtm a quantidade quantidade mxima de eltrons que pode ser contida no mesmo. Para se obter a distribuio dos eltrons em nveis de energia ou camadas para um determinado tomo, os seus eltrons devem ser distribudos em ordem de

Ex: .A distribuio eletrnica para o tomo de Potssio (K) que tem Z = 19 seria obtida da seguinte forma: Z = 19 indica que o potssio no estado neutro, possui igual nmero de cargas positivas e negativas. Portanto, temos 19 eltrons a distribuir. 1s 2s 2p 3s 3p 4s2 2 6 2 6 1

Aps a distribuio dos eltrons em subnveis, podemos identificar aqueles que possuem mesmo nmero quntico principal, que indica a que camada pertencem os eltrons. 2 camada K: 1s = 2 eltrons 2 6 camada L: 2s + 2p = 8 eltrons

478

Pr Vestibular Diferencialcamada M: 3s + 3p = 8 eltrons 1 camada N: 4s = 1 eltron Exerccios QUESTIONRIO 1. O que tomo? 2. Quais as caractersticas do tomo? 3. Quais as partculas fundamentais do tomo? 4. Qual a, localizao, carga eltrica, a massa e o smbolo das partculas subatmicas? 5. Qual a relao entre o numero de prtons e eltrons no tomo eletricamente neutro? 6. O que on? 7. Qual a condio para que o tomo se torne um ction ou um nion? 8. O que so numero atmicos e numero de massa e como calcula-los? 9. O que elemento qumico e como simbolizalo? 10. O que so istopos, isbaros e isotonos? 11. Quais so os trs Principios do modelos atmicos de RUTHERFORD-BOHR? 12. Quais os subniveis de energia de cada nvel, seus smbolos e o mximo de eltrons que comportam? 13. Como se costroi e como se usa o diagrama de LINUS PAULING, para verificar quais os subniveis mais ou menos energticos e para fazer a distribuio eletrnica em subniveis? 14. O que uma srie isoeletronica? 15. EXERCICIO DE FIXAO 1. Determine o numero de massa, numero atmico, numero de prtons e numero de eltrons de todos os elementos das famlias 1, 2, 13, 14, 15, 16, 17, 18. 2. D 3 exemplo de espcies qumicas isoeletrnicas. 3. D 3 exemplo de espcies qumicas isotpicas. 4. D 3 exemplo de espcies qumicas isobricas. 5. Calcule a massa molecular das substncias abaixo. a) H2SO4 b) H20 c) HCl d) HBr e) CH4 f) C3H8 g) C76H154 h) C2O2H2 i) Br2 j) I2 Ao falhar na preparao, voc est se preparando para fracassar.2 6

QumicaBenjamin Franklin

1. (unimep-02) Partcula subatmica desprovida de carga eltrica, prevista por Rutherford e comprovada em 1932 por James Chadwick. O nome desta partcula : a) prton; b) nutron; c) eltron; d) neutrino; e) positron. 2. (PASES-98) Os tomos do elemento qumico ndio (In), com nmero atmico igual a 49 e nmero de massa igual a 115, possuem: a) 98 neutros b) 164 nutrons c) 49 neutros d) 66 nutrons e) 115 nutrons 3. (FGV) Um tomo com 18 eltrons no penltimo nvel energtico pode ter nmero atmico: a) 2 b) 8 c) 18 d) 28 e) 30 4. (Fuvest) Considere os seguintes elementos e seus respectivos nmeros atmicos: I.Na (11) II. Ca (20) III.Ni (28) IV.Al (13) Dentre eles, apresenta (ou apresentam) eltrons no subnvel d de suas configuraes eletrnicas apenas: a) I e IV b) III c) II d) II e III e) II e IV 5. (ACE) Assinale a alternativa falsa: a) o nmero de massa de um tomo dado pela soma do nmero de prtons e de nutrons existentes no ncleo; b) um elemento qumico deve ter seus tomos sempre como mesmo nmero de nutrons; c) o nmero de prtons permanece constante, mesmo que os nmeros de massa dos tomos de um elemento variem; d) o nmero atmico dado pelo nmero de prtons existentes no ncleo de um tomo;

479

Pr Vestibular Diferenciale) n.d.a 6. (Fuvest) H exatos 100 anos, J.J. Thomson determinou, pela primeira vez, a relao entre a massa e a carga do eltron, o que pode ser considerado como a descoberta do eltron. reconhecida como uma contribuio de Thomson ao modelo atmico: a) o tomo ser indivisvel b) a existncia de partculas subatmicas c) os eltrons ocuparem nveis discretos de energia d) os eltrons girarem em rbitas circulares ao redor do ncleo e) o tomo possuir um ncleo com carga positiva e uma eletrosfera

Qumicamesmo elemento qumico, pois tm mesmo valor de Z. Ex:. 1 H ,1 1

H ,

2

1

H ;

3

Isbaros tomos que apresentam valores diferentes para o nmero atmico e mesmo nmero de massa. Ex:. 20 Ca ,42 21

Sc

42

Elementos qumicos e ons. Elemento qumico: E um conjunto de tomos com o mesmo numero atomico.com isso podemos dizer que o numero atmico e responsvel pelas propriedades de um mesmo elemento qumico. ons: So tomos com deficincia de cargas negativas ou positiva. Um on pode ser um anion ou um ction. Anion: Ction: Na formao de um on positivo ou negativo, o nmero de prtons do tomo nunca se altera. Por isso, mesmo passando a ser um on, um tomo nunca passa a ser outro elemento qumico. Nmero atmico, nmero de massa e isotopia, Isobaria, Isotonia. Nmero de Massa (A): informa a somatria de prtons e nutrons contida num determinado tomo.

Istonos tomos que apresentam valores diferentes de nmero atmico e de massa, no entanto, mesmo nmero de nutrons (A - Z). Ex:. 17 Cl37

,

20

Ca

40

Espcies isoleletrnicas: So tomos que apresentam o mesmo numero de eletrons em sua eletrosfera. Ex:. Na F , Ne, Mg+, 2+

etc...

Massas atmica e molecular. Massa Atmica:O tomo de C foi escolhido como tomo padro na construo das escalas de massas atmicas. Sua massa atmica foi fixada em 12 u.12

A=P+NNmero Atmico (Z): informa a quantidade de prtons contida num determinado tomo. tomos com mesmo nmero atmico pertencem ao mesmo elemento qumico. Ter mesmo valor para Z garante que os tomos possuam mesmo comportamento qumico. Z tambm informa o nmero de eltrons, se o tomo em questo for neutro. Istopos tomos que apresentam mesmo nmero atmico e nmero de massa diferentes. Pertencem ao

Massa atmica de um tomo a massa desse tomo expressa em u. Indica quantas vezes a massa do tomo maior que 1/12 da massa de 12 C. Massa atmica de um elemento formado por uma mistura de istopos a massa mdia dos tomos desse elemento expressa em u. igual

480

Pr Vestibular Diferencialmdia ponderada das massas atmicas dos istopos constituintes do elemento. Massa molecular: Massa molecular de uma substncia a massa da molcula dessa substncia expressa em u. Indica quantas vezes a massa da molcula dessa substncia maior que a massa de 1/12 12 do tomo de C. A massa molecular de uma substncia numericamente igual soma das massas atmicas de todos os tomos da molcula dessa substncia. 7. (UNIMEP-03) A carga de um on monoatmico 2+. O ncleo do on tem nmero de massa 56. O nmero de nutrons no ncleo 1,15 vezes o nmero de prtons. O nmero de eltrons do on igual a: a) 26; b) 24; c) 28; d) 30; e) 45. 8. (IMAN - 01) ons so tomos ou +3 molculas com cargas eltricas.Um ction X e -2 um nion Y possuem 10 eltrons, seus nmeros atmicos so, respectivamente: a) 8 e 12 b) 13 e 8 c) 10 e 8 d) 13 e 12 9. ( UFV - 97 ) Um tomo possui 29 prtons, 34 nutrons e 27 eltrons. Assinale a afirmativa INCORRETA: a) So necessrio mais de 2 eltrons para que se torne eletricamente neutro. b) Seu nmero atmico 29. c) Este tomo um ction. d) Seu nmero de massa 63. e) Este elemento encontra-se na coluna 14 da tabela peridica. 10. (UFV-92) Qual das seguintes proposies FALSA, com respeito aos tomos de argnio, 18 40 Ar ? a) Todos os ncleos dos tomos de argnio so cercados por 18 eltrons. 40 b) O tomo 18 Ar apresenta 22 nutrons. c) Os ncleos dos tomos de argnio contm 22 prtons. d) Quase toda a massa atmica do argnio est concentrada em seu ncleo. e) O argnio, por ser gs nobre, tem sua ltima camada eletrnica completa.

Qumica11. (UEL) Quantos prtons h no on X 2 2 6 2 6 10 configurao 1s 2s 2p 3s 3p 3d ? a) 25 b) 28 c) 31 d) 51 e) 56 Exerccios Gerais 12. Determine o numero de massa, numero atmico, numero de prtons e numero de eltrons de todos os elementos das famlias 1, 2, 13, 14, 15, 16, 17, 18. 13. D 3 exemplo de espcies qumicas isoeletrnicas. 14. D 3 exemplo de espcies qumicas isotpicas. 15. D 3 exemplo de espcies qumicas isobricas. 16. Calcule a substncias abaixo. k) H2SO4 l) H20 m) HCl n) HBr o) CH4 p) C3H8 q) C76H154 r) C2O2H2 s) Br2 massa molecular das3+

de

17. (FUC - MT) O bromo, que nas condies ambientes se encontra no estado lquido e 80 formado por tomos representados por 35Br , apresenta: a) 25 eltrons na camada de valncia b) 2 eltrons na camada de valncia c) 7 eltrons na camada de valncia d) 35 partculas nucleares e) 45 partculas nucleares 18. (UFMG) Dalton, Rutherford e Bohr propuseram, em diferentes pocas, modelos atmicos. Algumas caractersticas desses modelos so apresentadas abaixo: modelo I: Ncleo atmico denso, com carga positiva. Eltrons em rbitas circulares. modelo II: tomos macios e indivisveis. modelo III: Ncleo atmico denso, com carga eltrica positiva. Eltrons em rbitas circulares de energia quantizada. A associao modelo/cientista correta : a) I/Bohr , II/Dalton , III/Rutherford

481

Pr Vestibular Diferencialb) I/Dalton , II/Bohr , III/Rutherford c) I/Dalton , II/Rutherford , III/Bohr d) I/Rutherford , II/Bohr , III/Dalton e) I/Rutherford , II/Dalton , III/Bohr 19. (UFV-PASES-00) A gua comum (H2O) e a gua pesada (D2O) apresentam diferentes istopos de hidrognio. Assinale a afirmativa INCORRETA: a) Os tomos de hidrognio (H) e de deutrio (D) possuem o mesmo nmero atmico. b) A gua comum (H2O) e a gua pesada(D2O) apresentam massas moleculares diferentes. c) Os tomos de hidrognio (H) e de deutrio (D) possuem nmero de nutrons diferente. d) A gua comum (H2O) e a gua pesada(D2O) apresentam a mesma densidade. e) Os tomos de hidrognio (H) e de deutrio (D) possuem o mesmo nmero de eltrons. 20. ( UFV - 95 ) As espcies qumicas 9F ; +1 2+ 3+ 4+ e 14Si so isoeletrnicas. 11Na ; 12Mg ; 13A Das alternativas abaixo, aquela que apresenta a partcula de maior raio : a) b) c) d) e) ction silcio (Si ). +1 ction sdio (Na ). l3+ ction alumnio (A ). -1 nion fluoreto (F ). 2+ ction magnsio (Mg ).4+ -1

Qumica

Cronologia

1800 Neta epoca os cientista j conheciam cercas de 60 elementos quimicos e se tornou um concensso de todos a necessidade da elaborao de um mecanismo que tormase possvel a organizao destes elementos. 1829 Lei das Trades de Dbereiner EX Ltio Sdio potssio Cloro Bromo Iodo. 1863 Parafuso telrico de Chancourtois Este sistema denominado Parafuso telrico realmente funciona quando se trata de elementos qumicos com numero de massa igual ou inferior a 40. 1864 Lei das oitavas de Newlands John Newlands cientista e musico consegui associar as duas artes e props um modelo de classificao peridica que ficou conhecido com LEIS DAS OITAVAS , neste sistema de classificao as propriedades dos elementos qumico e comparadas com as notas musicais. EX. 8 Flor D 1 Hidrognio D R 2 Ltio R 9 Sdio Mi 3 Brilio Mi 10 Magnsio F 4 Boro F 11 Alumnio Sol 5 Carbono Sol 12 Silcio L 6 Nitrognio L 13 Fsforo Si 7 Oxignio Si 14 Enxofre 1869 Lei peridica de Mendeleev e Lothar Meyer. Classificao peridica com os elementos em ordem crescente de massas atmicas. 1913 Lei de Moseley: conceito atual de nmero atmico. Classificao peridica com os elementos em ordem crescente de nmeros atmicos.

21. ( UFV - 98 ) Dentre as alternativas abaixo, a espcie que apresenta MAIOR dimetro : 3+ a) Al b) F 2 c) Mg 1+ d) Na e)Ne

Ningum sabe completamente o que um homem pode conseguir at que, motivado pela vontade, ele rene suas foras e decide que nada ir derrot-lo. Germaine St. Cloud

Perodo e Famlias dos elementos.

Perodos so as sete filas horizontais da Tabela o o o o o o o Peridica; 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 . Renem

482

Pr Vestibular Diferencialelementos com configuraes eletrnicas diferentes, portanto, com propriedades diferentes. Famlias ou grupos so as dezoito colunas verticais da Tabela Peridica. Renem elementos com configuraes eletrnicas semelhantes, portanto, com propriedades semelhantes. Elementos representativos so aqueles cujo subnvel de maior energia de seus tomos s (bloco s) ou p (bloco p). Bloco s Bloco p Grupos IA e IIA Grupos IIIA, IVA, VA, VIA, VIIA e 0

QumicaEste grupo de elementos quimicos so classificado de acordo com propriedades quimica e no propriedades fisicas com o caso dos metais e dos ametais. A principal caracteristiuca deste grupo e sua grande estabilidade quimica ou seja pouca reatividade por isto denominados de nobre, outra caracteristica des grupo de atomos e seu estado fisico na temperatura ambiente gscom isto estes elementos so demonimados de gases nobres. 6.4 Hidrogenio O elemento quimico hidrogenio e um elemento extremamente diferenciado, e de dificil classificao pois possui propriedades dos

Elementos de transio so aqueles cujo subnvel de maior energia de seus tomos d. Constituem o bloco d, os Grupos IB, IIB, IIIB, IVB, VB, VIB, VIIB E VIIIB. Elementos de transio interna so aqueles cujo subnvel de maior energia de seus tomos f. Constituem o bloco f, os lantandios (Z = 59 e Z = 71) e os actindeos (Z = 89 a Z = 103). O tomo de um elemento localizado no ensimo (n) perodo tem seus eltrons distribudos em n nveis de energia. Exemplo: elementos do 5 perodo tm os eltrons de seus tomos distribudos em 5 nveis de energia.

Tabela peridica.

Classificao dos elementos segundo suas propriedades. Exerccios 6.1 Metais Hoje o homem tem conhecimento de 109 elementos qumicos sendo que cerca de 2/3 deste elemento apresentam propriedades semelhantes. Tais propriedades com: a) serem slidos em temperatura ambiente b) serem bons condutores de calor e corrente eltrica c) serem dcteis d) serem maleveis e) apresentarem o caracterstico brilho metlico Nos faz classificar estes elementos em metais 6.2 Ametais Como foi feito para os elementos qumicos denom,inados de metais tambm chlassificaremos outros elementos de acondo com suas propriedade fisica, existe um grupo de elementos quimicos que ao contrario dos metais apresemtam se como: a) maus condutores de eletricidade b) e No apresentam brilho estes elementos seram classificados como ametais pois apresentam caracterstica oposta ao metais. 6.3 Gases Nobres 1. (UNIMEP-03) Os metais constituem, aproximadamente, 80% da tabela peridica. Apresentam 1, 2 ou 3 eltrons no nvel mais energtico; so bons condutores de calor e eletricidade; so dcteis e maleveis. A alternativa qual essas caractersticas correspondem a) fsforo, alumnio e iodo. b) sdio, nitrognio e hidrognio. c) flor, ferro e nquel. d) cobalto, estanho e mercrio. e) potssio, hlio e cromo. 2. (UFV-05) Das afirmativas abaixo, referentes ao elemento Glio (Ga), assinale a INCORRETA: a) Trata-se de um metal e mais eletronegativo que o Boro (B). b) Trata-se de um elemento do 4o perodo. c) Forma um xido de frmula Ga2O3. d) A massa do tomo de Glio 69,7 u e o seu nmero atmico 31. e) A distribuio eletrnica, no estado fundamental, em camadas 2, 8, 18, 3. 3. ( UFV - 98 ) Associe a segunda coluna de acordo com a primeira e assinale a opo que contm seqncia CORRETA: I - Metais alcalinos ( ) F, Br, I

483

Pr Vestibular DiferencialII - Metais alcalino-terrosos III - Halognios IV - Metais de transio a) b) c) d) e) III, I, II, IV III, II, I, IV IV, II, III, I III, I, IV, II I, II, III, IV ( ( ( ) Na, K, Cs ) Ca, Sr,Ba ) Fe, Co, Ni 5.2.1 Raio atmico e raio de ions

Qumica

4. (UFMG-98)Considerando as partculas constituintes do on Mg2+ e a posio do elemento no quadro peridico, pode-se afirmar que esse on A) apresenta dois nveis completamente preenchidos. B) apresenta nmeros iguais de prtons e eltrons. C) tem um ncleo com 14 prtons. D) tem a mesma configurao eletrnica que o tomo de argnio.

No se pode medir com preciso o raio de um tomo isolado mas atravs de difrao de raios X podemos medir a distancia dexistente entre os ncleos de dois tomos e atravs desta distancia podemos determinar a raio de um determinador tomo, pois R=d/2. Variao do raio atmico nas famlias Variao do raio atomico nos periodos

Periodicidade das propriedades qumicas dos elementos.

4.1.1Raio atomico e raio do ction 4.1.2 1Raio atomico e raio do anion

5.1 Propriedades aperidicas Os valores somente crescem ou decrescem medida que aumenta o nmero atmico. Exemplos:massa atmica e calor especfico. EX:. Densidade, ponto de fuso 5.1.1 Densidade

5.2.2 Eletronegatividade. Eletronegatividade de um elemento uma medida da sua capacidade de atrair os eltrons das ligaes covalentes das quais ele participa. Quanto maior for a capacidade de um tomo de atrair os eltrons das ligaes covalentes das quais ele participa, maior ser a sua eletronegatividade. Obs: a medida de eletronegatividade assim como muitas outras medidas e uma medida relativa. Variao familia Variao periodos de eletronegatividade nas de eletronegatividade nas

5.1.1 Ponto de Fuso e Ponto de Ebulio

5.2 Propriedades peridicas Os valores crescem e decrescem sucessivamente medida que aumenta o nmero atmico. A maioria das propriedades dos elementos so peridicas. EX: Eleltronegativudade, potencial de ionizao, raio atmico e etc...

5.2.3 Energia de ionizao Energia de ionizao a energia necessria para arrancar um eltron de um tomo no estado gasoso. Variao de potencial de ionizao nas familia

484

Pr Vestibular DiferencialVariao de potencial de ionizao nas periodos

QumicaBe, Mg, Ca, Sr, Ba e Ra (Obs.: existe uma tabela peridica no final da prova de vestibular). Em relao aos elementos desta famlia (coluna 2), a nica afirmativa INCORRETA : a) Todos so muito eletronegativos. b) So chamados metais alcalinos terrosos. c) Os tomos de menor raio atmico so os do elemento berlio. d) Formam com os halognios (coluna 17) sais de frmula geral MA2. e) Os tomos neutros, no estado fundamental, apresentam dois eltrons na ltima camada. 8. (UFV-05) Considere as afirmativas abaixo sobre o tomo de Ba e seu on Ba2+ e assinale a INCORRETA. a) O Ba um metal alcalino terroso. b) O on Ba2+ tem 56 prtons e 56 eltrons. c) O on Ba2+ tem raio inico maior que o on Sr2+. d) A formao do on Ba2+ se deve perda de 2 eltrons pelo tomo de Ba. e) O raio inico do on Ba2+ menor que o raio atmico do Ba. 9. (ITA-03) das opes abaixo apresenta a comparao ERRADA relativa aos raios de tomos e de ons?raio do Na+ < raio do Na. a) raio do Na+ < raio do F -. b) raio do 2 Mg + < raio do 2 O -. c) raio do F - < raio do 2 O -. d) raio do F - < raio do 2 Mg + . Exerccios gerais 10. ( UFV 98 ) A definio de unidade de massa atnica : a) b) c) d) e) 1/12 da massa de um mol de tomos de 12C. A massa de um tomo de 12C. A massa de um mol de tomo de 12C. 1/12 de massa de um tomo de 12C. A massa de 1 mg de tomos de 12C.

5.2.4 Eletroafinidade Eletroafinidade ou afinidade eletrnica a energia envolvida na entrada de um eltron num tomo no estado gasoso.

Exerccios 5. (UFJF 00)Os elementos X, Y, Z e W apresentam as configuraes eletrnicas indicadas abaixo. X: 1s 2s 2p 3s 3p 2 2 6 2 6 1 Y: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 2 2 6 2 5 Z: 1s 2s 2p 3s 3p 2 2 6 2 W: 1s 2s 2p 3s Analisando as alternativas abaixo, marque a opo INCORRETA: a) X possui maior energia de ionizao; b) W um alcalino terroso; c) Y um metal nas CNTP; d) Z possui a menor eletronegatividade. 6. (UNIMEP-02) Baseando-se nas tendncias peridicas dos elementos conhecidas, pode-se prever que a energia de ionizao cresce na ordem: a) Ar, Na, Cl e Al; b) Na, Al, Cl e Ar; c) Cl, Na, Ar e Al; d) Al, Na, Ar e Cl; e) Ar, Cl, Al e Na. 7. ( PASES - 98 ) Abaixo encontra-se destacada uma das famlias da tabela peridica.2 2 6 2 6

11. ( UFV - 99 ) Eletronegatividade uma propriedade peridica importante. Em relao a esta propriedade, assinale a afirmativa CORRETA: a) O potssio (k) mais eletronegativo que o clcio (Ca). b) O carbono ( C ) mais eletronegativo que o silcio (Si). c) O sdio (Na) mais eletronegativo de todos os elementos. d) O flor (F) menos eletronegativo de todos os elementos. e) O frncio (Fr) mais eletronegativo de todos os elementos.

485

Pr Vestibular Diferencial12. (UFV-00). Considere as afirmativas abaixo: I- A primeira energia de ionizao a energia necessria para remover um eltron de um tomo neutro no estado gasoso. II- A primeira energia de ionizao do sdio maior do que a do magnsio. III- Nos perodos da tabela peridica, o raio atmico sempre cresce com o nmero atmico. IV- A segunda energia de ionizao de qualquer tomo sempre maior do que a primeira. So afirmativas CORRETAS: a) b) c) d) e) I, II, III e IV I e IV I e II II e III II e IV a) Para os elementos 13X e 8Z eltrons na ltima camada : 27 13X 16 8Z27 16

Qumicao nmero de

17. (UFV - 92) Considerando-se os elementos qumicos clcio e enxofre, Pede-se a) A distribuio eletrnica em nveis de energia ( K, L, M, N, O, P, Q) para os elementos clcio e enxofre; Ccio: Enxofre: 18. (UNB-04) Os cumuladores, mais comumente chamados de baterias, cuja utilizao sofreu um aumento considervel com o advento dos aparelhos eletroeletrnicos, geralmente contm substncias simples e/ou compostas que envolvem, entre outros, os seguintes elementos qumicos: zinco (Zn), mercrio (Hg), ltio (Li), cdmio (Cd), prata (Ag) e carbono (C). Acerca das propriedades peridicas desses elementos qumicos e considerando a tabela peridica anexa, julgue os itens abaixo. (1) Prata e cdmio pertencem a uma mesma famlia. (2) Os tomos de cdmio so maiores que os de zinco. (2) Mercrio e zinco pertencem a um mesmo perodo da tabela peridica. (4) Os tomos de ltio e carbono tm valores de eletronegatividade muito prximos "O pessimista queixa-se do vento. O otimista espera que ele mude. O realista ajusta as velas". Willian George Ward (1812-1992) Telogo ingls

13. (UFV - PASES - 00 ) Cosidere os tomos de um elemento cujos tomos neutros, em sua maioria, possuem 30 nutrons, 26 prtrons e 26 eltrons. Trata-se do elemento (consulte a tabela pereidica): a) Zn b) N c) Te d) Ba e) Fe 14. eltron de um tomo no estado gasoso. O grfico abaixo representa a variao da primeira energia de ionizao em funo do nmero atmico dos elementos qumicos. De acordo com a variao da energia de ionizao dos elementos da tabela peridica, assinale a alternativa CORRETA: a) Os elementos representados por A, B, C, D e E so halognios. b) Os elementos representados por 1, 2, 3, 4 e 5 so metais alcalinos. c) Os elementos representados por A, B, C, D e E doam facilmente um eltron. d) Os elementos representados por 1, 2, 3, 4 e 5 tendem a formar nions. e) O elemento A o mais reativo por possuir maior energia de ionizao. 15. ( UFV - 94 ) Escreva os nomes dos elementos qumicos correspondentes aos seguintes nmeros atmicos: a) 11: b) 15: c) 19: d) 20: e) 82: 16. (UFV - 95) Vrias propriedades qumicas dos elementos esto relacionadas com o nmero de eltrons na ltima camada.

486


Qumica

Introduo Antes de iniciarmos nossos estudos sobre ligaes qumicas e necessrio que saibamos que e atravs das ligaes qumicas que e possvel a existncias de todas as coisas em nosso mundo e que atravs das quebras e formaes de ligaes qumicas que podemos dar origem a novas substancias. Orbital Orbital e uma regio do espao que possivelmente pode se encontrar um determinado eltron. Por isso vamos classificar os orbitais em, orbitais atmicos(como visto no capitulo II) que referem-se a regio ocupada por eltrons de um tomo neutro e orbital molecular que se refere a regio ocupada por eltrons que formam uma ligao qumica de uma molcula. Para estes estudo nossas atenes devem estar direcionadas para os orbitais moleculares j que o capitulo se trata de ligaes qumicas. 2.1Orbital molecular 2.1.1Orbital molecular a regio de mxima probabilidade de se encontrar o par de eltrons compartilhado da ligao covalente. Orbital molecular sigma ou ligao sigma resulta da interpenetrao, num mesmo eixo, de dois orbitais atmicos semicheios, um de cada tomo de ligao, com eltrons de spins opostos. Ex:.CH4

Figura :

Figura : Uma ligao simples (A-B) sempre sigma. Uma ligao dupla (A = B) sempre uma ligao sigma e outra pi. Uma ligao tripla (A B) sempre uma ligao sigma e duas ligaes pi. Teoria do octeto Na natureza, todos os sistemas tendem a adquirir a maior estabilidade possvel. Os tomos ligam-se uns aos outros para aumentar a sua estabilidade. Os gases nobres so as nicas substncias formadas por tomos isolados. Este fato nos leva a crer que os gases nobres so os nicos atomos estveis, sabemos tambm que os gases nobres so os nicos que poosssuem a camada de valencia completa, isto , com oito eletrons na camada de valencia ( ou dois, no caso da camada K) Os tomos dos elementos ligam-se uns aos outros na tentativa de completar a camada da valncia de seus tomos. Isso pode ser conseguido de diversas maneiras, dando origem a diversos tipos de ligaes qumicas. Valncia Valncia de um elemento o nmero de ligaes que deve fazer para se tornar eletronicamente semelhante ao gs nobre mais prximo. Ento, a valncia dos elementos est associada diretamente distribuio eletrnica da ltima camada do tomo e, por isso, pode ser determinante para as famlias. O agrupamento dos elementos em famlias pode tambm indicar a tendncia dos elementos quanto a ganhar ou perder eltrons, observe:

Figura :

Figura :

Orbital molecular pi ou ligao pi resulta da interpenetrao em paralelo de dois orbitais atmicos semicheios, um de cada tomo da ligao, com eltrons de spins opostos.

487

Pr Vestibular DiferencialFAMLIAS REPRESENTATI VAS 1A (exceto hidrognio) A 2 A 3 A 4 5 A 6 A 7A

QumicaTENDNCIA 1. ceder 1 eltron ceder 2 eltrons ceder 3 eltrons dificilmente cede ou recebe eltrons receber 3 eltrons receber 2 eltrons receber 1 eltron (UNIMEP-02) Dada a equao da reao:

VALNCI A 1 2 3 4 3 2 1

2 P4 + 3 NaOH + 9 H2O NaH2PO4 + 5 PH3.

3

Assim, a valncia determinada conhecendo-se, apenas, o nmero da famlia ou o seu numero atmico. Por exemplo, a valncia do Al (3A) 3, a do C (4A) 4, a do Cl (7A) 1 (pois 8 - 7 = 1), a do N (5A) 3 (pois 8 - 5 = 3). Enfim, memorize. Os elementos podem ser monovelentes, bivalntes, trivalentes ou tretravalentes, conforme ganhem, percam ou compartilhe 1,2,3 ou 4 eletrons, par se estabilizarem como o gs nobre mais proximo.

O Nmero de oxidao (NOx) do elemento fsforo (P) nas trs substncias em que ele um dos componentes , respectivamente: a) 0, 5+ e 3-; b) 3-, 0 e 5+; c) 5+, 3- e 0; d) 5-, 1+ e 3-; e) 0, 5+ e 1-. 2. ( PASES 98 ) Os compostos formados pelos pares Mg e Cl Ca e O Li e O K e Br Possuem frmulas cujas propores entre os ctions e os nions so, respectivamente: a) b) c) d) e) 1:1 1:2 1:1 1:2 2:2 2:2 1: 2 1:2 1:1 1:1 1:1 1:1 2:1 2:1 2:1 1:2 1:1 2:1 1:1 1:1

1. Nmero de oxidao (NOX) a carga eltrica que o tomo adquire ao participar de ligaes qumicas. Regras Prticas para Determinao do NOx A soma total dos NOx em uma molcula neutra sempre igual a ZERO. O NOx de um elemento em uma substncia simples igual a ZERO. A soma dos NOx em um on igual carga do on. Possuem NOx Fixo: Metais Alcalinos (1A) e Ag = +1 Metais Alcalinos Terrosos(2A), Zn e Cd = +2 Alumnio (Al) = +3 Flor = -1 Possuem Nox Varivel: Fe, Co, Ni = +2 ou +3 Hg, Cu = +1 ou +2 Sn, Pb = +2 ou +4 O hidrognio (H) tem Nox = +1, exceto em compostos binrios com metais, cujo NOx -1. O oxignio (O) tem Nox = -2, na grande maioria dos casos. O enxofre (S) possui Nox = -2 (em compostos no oxigenados). Cl, Br, I possuem Nox= -1 em compostos no oxigenados. Exerccios

3. ( UFV - 92 ) Indique a alternativa que fornece o nmero de oxidao elemento no respectivo on: a) b) c) d) e) Cr no Cr2O7 +7 N no NO3 +5 Mn no MnO4 +6 O no HO 1 + H no H3O +3-

4. ( UFV - 98) A substncia na qual o mangans apresenta MAIOR nmero de oxidao : a) b) c) d) e) MnSO4 K2MnO4 KMnO4 MnO2 Mn

5. ( UFV - 93 ) Dois tomos de carbono podem ligar-se entre si somente por: a) Trs pares eletrnicos. b) Um par eletrnico. c) Um ou dois pares eletrnicos. d) Dois ou trs pares eletrnicos. e) Um, dois ou trs pares eletrnicos. Tipos de ligao. 6.1 ligao covalente polar e apolar. Ligao covalente um par de eltrons compartilhado por dois tomos, sendo um eltron

488

Pr Vestibular Diferencialde cada tomo participante da ligao. Esta ligao ocorre entre ametais e metais. Este tipo de ligao se distigue em mligao covalente pola e ligao covalnte apolar dependendo das diferena de eletronegatividadede entro os atomo ligantes. Ligao covalente apolar : Os tomos ligados tm eletronegatividade aproximadamente igual. Ligao covalente polar : Os tomos ligados tm eletronegatividade um pouco diferentes. A toda ligao covalente polar est associado um vetor polarizao, orientado da carga positiva para a negativa.esta Ligao e dita intermediria porque tem propriedades entre a ligao covalente apolar e a ligao inica. 6.2 ligao inica. Ligao inica ou eletrovalente a atrao eletrosttica entre ons de cargas opostas num retculo cristalino. Esses ons formam-se pela transferncia de eltrons dos tomos de um elemento para os tomos de outro elemento. Para se formar uma ligao inica, necessrio que os tomos de um dos elementos tenham tendncia a ceder eltrons e os tomos do outro elemento tenham tendncia a receber eltrons. Quando os tomos de dois elementos A e B tm ambos tendncia a ceder ou a receber eltrons, no pode se formar uma ligao inica entre eles. Os tomos com tendncia a ceder eltrons apresentam um, dois ou trs eltrons na camada da valncia; so todos tomos de metais, com exceo dos tomos de H e He. Os tomos com tendncia a receber eltrons apresentam quatro, cinco, seis e sete eltrons na camada da valncia; so os tomos dos ametais e do H. Portanto uma ligao inica forma-se entre um metal e um ametal ou entre um metal e o H. Os eltrons so transferidos dos tomos dos metais para os dos no-metais ou do H. 6.3 ligao metlica. Ligao metlica constituda pelos eltrons livres que ficam entre os ctions dos metais (modelo do gs eletrnico ou do mar de eltrons). Os metais so constitudos por seus ctions mergulhados em um mar de eltrons. A ligao metlica explica a condutividade eltrica, a maleabilidade, a ductilidade e outras propriedades dos metais.

QumicaCompostos inicos ou eletrovalente toda substncia que apresenta pelo menos uma ligao inica. Mesmo as substncias que apresentam ligaes inicas e covalentes so classificadas como inicas. EX:. NaCl, KBr, MgCl2 K2SO4 etc....

Figura : figura mostra a formao do cloreto de sdio (sal de cozinha) Compostos molecular apresenta ligaes covalentes. Ex:. H2O, HCl,O2, Cl2 etc.... somente

Figura: figura mostra a estrutura geometrica do metano, Propriedade dos Compostos inicas: Alto ponto de fuso (PF) e ponto de ebulio (PE). Slidas temperatura ambiente. Conduzem a corrente eltrica no estado fundido e no no estado slido. Cristais duros e quebradios. OBS:.As substncias moleculares apresentam as propriedades acima. Polaridade das molculas Molcula apolar :A soma vetorial dos vetores polarizao associados a todas as ligaes covalentes polares da molcula nula. EX:. CO2 = H2 = Cl2 = CCl4 = Molcula polar :A soma vetorial dos vetores polarizao associados a todas as ligaes no

7. Compostos inicos, moleculares polares e apolares. 489

Pr Vestibular Diferencialcovalentes polares na molcula diferente de zero. EX:. HF H2O NH3 HCN CO = = = = =

Qumica

8.2 interao dipolo-dipolo permenente Esse tipo de fora intermolecular carcteristico de moleculas polares, veja , como exemplo , a interao existente no HCl solido. EX. HCl, HBr, H2S, CO, HCCl3, SO2 8.3 ligao de Hidrognio Ligaes de hidrognio - resultam da atrao eletrosttica entre um par de eltrons de um tomo muito eletronegativo (O, F ou N) e um tomo de hidrognio que est ligado covalentemente a um outro tomo tambm muito eletronegativo: EX. H2O,

EX:. Solubilidade : Substncia polar tende a dissolver substncia polar e no dissolve ou dissolve pouca quantidade de substncia apolar. Substncia apolar tende a dissolver substncia apolar e no dissolve ou dissolve pouca quantidade de substncia polar.

8. interaes intermoleculares.As foras intermoleculares so geralmente denominadas foras de Van der Waals em homenagem ao fsico holands Van der Waals que , em 1873 propos a existenxcia dessas foras, as atraes existem tanto em substancias formadas por molculas polares como por molculas apolares, mas essa ultima foi proposta por Fritz London apenas em 1930. Estas foras que mantm as molculas unidas estas foras podem ser de trs tipos I - atrao dipolo induzido: dipolo induzido ou foras de disperso de London II - atrao dipolo permanente: dipolo permanente III - ligao de hidrognio Substncias apolares estabelecem somente ligaes intermoleculares I. Substncias polares sem ligaes H F, O H e N H estabelecem ligaes intermoleculares I e II, nestes casos as propiedades da substancia em grande parte ser determinada pela interao do tipo II Substncias polares com ligaes H F, O H e N H estabelecem ligaes intermoleculares I e III. nestes casos as propiedades da substancia em grande parte ser determinada pela interao do tipo III Quanto maior for o tamanho da molcula, mais fortes sero as foras de disperso de London. Quanto mais fortes forem as ligaes intermoleculares, mais elevada ser a temperatura de ebulio e fuso. 8.1 interao dipolo-dipolo induzido Essas foras ocorrem em toda os tipos de moleculas, mas as nicas que nas moleculas apolares EX. H2, O2, F2, CO2, CH4

Figura : mostra as ligao de hidrognio formados por duas molculas de gua.

9. Frmulas eletrnicas.

moleculares,

estruturais

e

Formulas Moleculares: As formulas moleculares representam os atomos e o numero de atomo que compoem aquela molecula.] Ex:. H2O, CH2CH2, etc.... Frmulas eletrnicas : Estruturas de Lewis ou frmulas eletrnicas so representaes dos pares de eltrons das ligaes covalentes entre todos os tomos da molcula, bem como dos eltrons das camadas da valncia que no participam das ligaes covalentes. Ex. frmulas estruturais: Estruturas de Couper ou frmulas estruturais planas so representaes, por traos de unio, de todas as ligaes covalentes entre todos os tomos da molcula. Simples ligao: uma ligao covalente entre dois tomos (A-B). Ligao dupla so duas ligaes covalentes entre dois tomos (A = B).

490


QumicaNa ausncia de par de eltrons no envolvido em ligao na ltima camada do tomo central: a molcula ter todos os tomos no mesmo plano de trs lados (trigonal plana). Os ngulos sero de 120 entre as ligaes. Ex:. B F3

Ligao tripla so trs ligaes covalentes entre dois tomos (A B).

10. Geometria molecularA geometria de uma molcula depende do nmero de tomos participantes e, quando existe um tomo central, da quantidade de eltrons no envolvidos em ligaes na ltima camada deste (os eltrons exercem repulso entre si). As ligaes covalentes so formadas por pares de eltrons. Ocorre ento repulso entre ligaes , entre eltrons livres e entre ligaes e eltrons livres. Molculas com dois tomos (diatmicas) A molcula ser invariavelmente linear. O ngulo entre as ligaes ser de 180. O=O Ex:. O2 HCl H Cl Molculas com trs tomos (triatmicas) Na ausncia de eltrons no envolvidos em ligaes na ltima camada do tomo central: a molcula invariavelmente linear. O ngulo entre as ligaes ser de 180. Ex:. CO2

] Na presena de par ou pares de eltrons no envolvidos em ligao na ltima camada do tomo central: o par de eltrons exerce repulso sobre os eixos de ligao e distorce a estrutura trigonal plana para uma pirmide de base trigonal (03 lados). Ex:. SO3

Figura O composto SO3apresenta geometria molecular trigonal plana Molculas com cinco tomos As quatro ligaes se distribuiro no espao de maneira a diminuir ao mximo a repulso entre elas e a estrutura ser um tetraedro com o tomo central ocupando o centro do slido geomtrico. Ex:. C H4

Figura: O gs carbnico (CO2) apresenta geometria molecular linear, distribuio espacial dos pares eletrnicos linear Na presena de par ou pares de eltrons no envolvidos em ligaes na ltima camada do tomo central: os eltrons livres repelem os eixos das ligaes e a molcula ser angular. O ngulo entre as ligaes ser tanto menor quanto maior for o nmero de eltrons no envolvidos em ligaes na ltima camada do tomo central. Ex:. H2O

Figura O metano (CH4) apresenta geometria molecular tetradrica e distribuio dos pares eletrnicos tetradrica Molculas com seis tomos As cinco ligaes se distribuiro no espao de maneira a diminuir ao mximo a repulso entre elas e a estrutura apresenta geometria molecular bipirmide trigonal. Ex:. PCl5

Figura 40 A gua (H2O) apresenta geometria molecular angular, distribuio dos pares de eltrons tetradrica. Molculas com quatro tomos

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Qumica8. ( PASES 98 ) As substncias cujas frmulas so CO2 KI H2O representam, da esquerda para a direita, exemplos de compostos: a) Inoco covalente polar covalente apolar b) Covalente polar covalente apolar inico c) Covalente apolar inico covalente polar d) Inico covalente polar covalente apolar e) Covalente apolar covalente polar inico 9. (UFV-pases-01)As substncias NaCl, H2O, CO e Cl2 so classificadas como: a) b) c) d) e) polar, apolar, polar e apolar. inica, polar, polar e apolar. polar, inica, polar e apolar. inica, inica, polar e apolar. inica, polar, polar e polar.

Figura. O PCl5 apresenta geometria molecular bipirmide trigonal e possui 5 tomos ligantes. Resumo de geometria molecular:

10. (UFV-01) Quando tomos do elemento A (Z = 12) se combinam a tomos do elemento B (Z = 17), obtm-se um composto cuja frmula e tipo de ligao so, respectivamente: a) AB e ligao covalente. b) A2B e ligao inica. c) AB e ligao inica. d) AB2 e ligao inica. e) AB2 e ligao covalente. Exerccios Gerais Exerccios 6. (UNIMEP-03) A ligao inica caracteriza por apresentar a) elementos muito eletropositivos unidos elementos muito eletropositivos. b) elementos muito eletronegativos unidos elementos muito eletronegativos. c) elementos muito eletropositivos unidos elementos muito eletronegativos. d) elementos pouco eletropositivos unidos elementos muito eletropositivos. e) elementos pouco eletropositivos unidos elementos pouco eletropositivos. se a a a a a 11. (UNIMEP-02) Admitindo-se que os tomos formem nmero normal de ligaes covalentes, pode-se prever que a frmula do composto mais simples de germnio e bromo ser: a) GeBr2; b) GeBr3; c) GeBr; d) GeBr4; e) GeBr5. 12. (UFV) Com relao s ligaes qumicas, todas as afirmativas abaixo so corretas, EXCETO: a) As ligaes entre tomos de pequena diferena de eletronegatividade formam compostos covalentes, bons condutores de eletricidade e de alto ponto de fuso. b) As ligaes entre tomos de eletronegatividades muito diferentes formam compostos inicos, bons condutores de eletricidade quando fundidos ou em soluo. c) As ligaes covalentes entre tomos de mesma eletronegatividade formam compostos apolares, maus condutores de eletricidade e de baixo ponto de fuso. d) As ligaes entre tomos de pequena diferena de eletronegatividade formam

7. (UNIMEP-03) O xennio gs nobre que forma alguns compostos. Um deles o tetrafluoreto de xennio, XeF4, slido branco, cristalino. O tipo de ligao qumica encontrada no composto : a) de Van Der Waals; b) metlica; c) inica; d) covalente; e) de hidrognio.

492

Pr Vestibular Diferencialcompostos covalentes polares, maus condutores de eletricidade. e) As ligaes metlicas entre tomos iguais e de baixa eletroafinidade formam materiais de alto ponto de fuso e elevada condutividade trmica. 13. (UFV-97) Sabe-se que a fuso da manteiga ocorre a uma temperatura menor do que a fuso do sal de cozinha (NaCl). A explicao para este fato : a) A fora das ligaes covalentes maior que a fora das ligaes inicas. b) As foras intermoleculares da manteigas so menos intensa do que as foras entre os ons no NaCl. c) As foras intermoleculares da manteiga so mais intensa do que as foras entre os ons no NaCl. d) As ligaes metlicas da manteiga so mais fortes do que as ligaes covalentes no NaCl. e) A fora das ligaes covalentes menor do que as foras das ligaes inicas. QUESTES DISCURSIVAS 1. (UFV-PASES-00) Considere os elementos clcio (Ca), cloro (Cl), oxignio (O), sdio (Na) e fsforo (P). a) Usando a tabela peridica e seus conhecimentos sobre ligao qumica, escreva frmulas para duas substncias innicas e duas substncias covalentes. b) Faa a distribuio eletrnica em nveis para um dos ctions dos metais citados: 2. (UFOP-03) Considere as seguintes espcies: NaCN, HI, Cl, Xe, F , O2, KCl, CO, Ba2+

Qumicad) A relao (>, < ou = ) existente entre o raio atmico inico, de um dos elementos que fazem parte do composto inico. Exerccios gerais 3+ 1 1) A frmula entre ction X e o nion Y : a) XY. b) XY3. c) X7Y. d) X3Y7. e) X7Y3. 2) (Covest-PE) Assinale a alternativa que apresenta composto com ligao qumica essencialmente inica? a) NaI. b) CO2. c) HCl. d) H2O. e) CH4. 3) A camada mais externa de um elemento X possui 3 eltrons, enquanto a camada mais externa de outro elemento Y tem 7 eltrons. Uma provvel frmula de um composto, formado por esses elementos : a) XY3. b) X5Y. c) X3Y. d) X7Y3. e) XY. 4) (FAEE-GO) Um elemento X, cujo nmero atmico 12, combina-se com um elemento Y, situado na famlia 5A da tabela peridica e resulta num composto inico cuja frmula provvel ser: a) b) c) d) e) XY. XY2. X2Y. X2Y3. X3Y2.

e P4

A) A(s) substncia(s) que apresenta(m) ligao covalente e inica (so): B) A(s) substncia(s) que (so) slido(s) molecular(es) a 25 e 1 atm (so): C C) Um exemplo de par isoeletrnico : 3. (UFV) A configurao eletrnica dos elementos a principal responsvel pelas ligaes qumicas nas substncias. Aproveitando os exemplos: H2O (l), NaCl (s), Ag (s) Pede-se: a) A estrutura de Lewis do composto que apresenta ligao covalente, indicando se o composto polar ou apolar; b) O conceito de ligao inica; c) A indicao de qual dos elementos envolvidos nos compostos do enunciado o mais eletronegativo;

5) Num composto em que, sendo X o ction e Y o nion e a frmula X2Y3, provavelmente os tomos X e Y no estado normal tinham os seguintes nmeros de eltrons na camada de valncia, respectivamente: a) 2 e 3. b) 2 e 5. c) 3 e 2. d) 3 e 6. e) 5 e 6. 6) Um elemento X (Z = 20) forma com Y um composto de frmula X3Y2. O nmero atmico de Y : a) 7. b) 9. c) 11. d) 12. e) 18.

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Pr Vestibular Diferencial7) O elemento qumico alumnio (Z = 13) pode se ligar a um elemento qumico para formar um composto inico na proporo de 1:3. Esse elemento qumico pode ter nmero atmico: a) 11. b) 3. c) 9. d) 31. e) 5. 8) (Covest-PE) Um metal M do grupo 2A forma um xido. A frmula qumica desse xido do tipo: a) M2O. b) MO. c) MO2. d) M2O2. e) M2O3. 9) Os tomos dos metais alcalinos terrosos (M) apresentam dois eltrons em sua camada de valncia. Prevemos, ento, que os xidos e cloretos desses metais tenham, respectivamente, as frmulas: a) MO e MCl2. b) MO e MCl. c) MO2 e MCl. d) MO2 e MCl4. e) M2O e MCl2. 10) (Covest-1. fase-90) Um metal (M) do grupo 2 A forma um xido. A frmula qumica desse xido do tipo: a) M2O. b) MO. c) MO2. d) M2O2. e) M2O3 11) O tomo neutro de um certo elemento X tem trs eltrons de valncia. Considerando-se o xido, o hidreto e o cloreto desse elemento, o composto que est com a frmula correta : a) XO3. b) X3Cl. c) X2O3. d) X3Cl3. e) X3H. 12) (Mackenzie-SP) Para reciclar o alumnio, a partir de latinhas de refrigerantes descartadas, usam-se apenas 5% da energia necessria para produzi-las a partir do xido de alumnio presente na bauxita. A frmula do xido de alumnio : Dados: O (Z = 8); Al (Z = 13). a) AlO. b) AlO3. c) AlO2. d) Al2O. e) Al2O3 14) Dois elementos qumicos X e Y combinam-se formando uma substncia molecular: XY3.

QumicaPortanto X e Y podem ter, respectivamente, os seguintes nmeros atmicos: a) 1 e 7. b) 2 e 9. c) 13 e 16. d) 15 e 35. e) 20 e 36. 15) (FEI-SP) A frmula N N indica que os tomos de nitrognio esto compartilhando trs: a) Prtons. b) Eltrons. c) Pares de prtons. d) Pares de nutrons. e) Pares de eltrons. 16) (UNICID-SP) O hidrognio (Z = 1) e o nitrognio (Z = 7) devem formar o composto de frmula: a) N2H. b) NH2. c) NH3. d) NH4. e) NH5. 17) (UFPA) Na reao de xido de ltio com cido clordrico, ocorre a formao de cloreto de ltio e gua: Li2O + 2 HCl 2 LiCl + H2O As substncias envolvidas nessa reao apresentam os seguintes tipos de ligaes qumicas: Li2O HCl LiCl H2O a Covalente Covalente Inica Inica b Covalente Inica Inica Covalente c Inica Covalente Covalente Inica d Inica Covalente Inica Inica e Inica Inica Covalente Covalente 18) O selnio e o enxofre pertencem famlia VIA da tabela peridica. Sendo assim, o seleneto e o sulfeto de hidrognio so representados, respectivamente, pelas frmulas: a) HSe e HS.. b) H2Se e HS. c) HSe e H2S. d) H2Se e H2S. e) H3Se e H3S. 19) (UFRJ) Observe representada abaixo: a estrutura genrica

Para que o composto esteja corretamente representado, de acordo com as ligaes qumicas indicadas na estrutura, X dever ser substitudo pelo seguinte elemento:

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Pr Vestibular DiferencialDados: P (z = 15), S (Z = 16), C (Z = 6), N (Z = 7) e H (Z = 1). a) Fsforo. b) Enxofre. c) Carbono. d) Nitrognio. e) Hidrognio 20) Com base em nosso estudo sobre ligao qumica, escreva a frmula estrutural e eletrnica para o composto formado entre o tomo de carbono (famlia 4A) e o cloro(famlia 7A) , cuja frmula molecular CCl4 . Justifique o tipo de ligao formada nessa unio. a) Frmula eletrnica b)Frmula estrutural Justifique o tipo de ligao: 21) Um metal, representado pela letra x, com 2 eltrons na camada de valncia, combina-se com um no-metal, representado pela letra y, com 6 eltrons na camada de valncia. Qual a frmula do composto formado? O composto covalente ou inico? R: 22) (UEL) As estruturas representadas a seguir, para as molculas de H2O, NH3, CO2, O2 e CH4, esto corretas quanto s ligaes, EXCETO: (Dados H1, O8, N7, C6) a) b) HOH H N H | H OCO H | H C H | H O=O

Qumica25) (CEFET-PR) Os elementos qumicos hidrognio, flor e sdio combinam-se entre si formando os compostos HF, NaF e F2. O tipo de ligao existente, respectivamente, em cada caso : a) Covalente, inica, covalente. b) Covalente, covalente, inica. c) Inica, inica, covalente. d) Inica, covalente, inica. e) Covalente, inica, inica. 26) Dois elementos, representados por X e Y combinam-se. As distribuies de eltrons De X e Y so as seguintes: NVEIS X Y K 2 2 L 8 8 M 8 7 N 2

Que alternativa apresenta a frmula e o tipo de ligao do composto formado? a) X2 Y, covalente b) XY2, inica c) X2 Y7, inica d) X2Y, inica e) X7Y2, covalente 27) Um metal, representado pela letra w, com 3 eltrons na camada de valncia, combina-se com um no-metal, representado pela letra y, com 5 eltrons na camada de valncia. Qual a frmula do composto formado? O composto covalente ou inico? R: 28) Indique a frmula qumica do composto entre nitrognio com nmero atmico 7 e hidrognio com nmero atmico 1 (estrutural, eletrnica e molecular). Esse composto conhecido como gs amonaco, que constitui uma tima matriaprima para a indstria qumica. a) Frmula molecular b) Frmula eletrnica c) Frmula estrutural 29) (CEFET-PR) Os elementos qumicos hidrognio, flor, sdio e cloro combinam-se entre si, formando os compostos HF, NaF e NaCl. O tipo de ligao existente, respectivamente, em cada caso : a)Covalente, inica, covalente. b)Covalente, covalente, inica. c)Inica, inica, covalente. d)Inica, covalente, inica. e)Covalente, inica, inica. 30) Dois elementos, representados por X e Y, combinam-se. As distribuies de eltrons de X e Y so as seguintes: NVEIS K L M N X 2 8 8 3 Y 2 8 6

c)

d)

e)

23) Indique a frmula qumica do composto entre carbono com nmero atmico 6 e hidrognio com nmero atmico 1 (estrutural, eletrnica e molecular). Esse composto conhecido como gs metano, cuja frmula CH4 a) Frmula molecular b) Frmula eletrnica c) Frmula estrutural 24) Escreva a frmula eletrnica (Lewis) mais simples a ser formada pela frmula molecular CO2, de acordo com suas configuraes fundamentais. 2 2 2 tomo C: 1s , 2s , 2p 2 2 4 tomo O: 1s , 2s , 2p

495


Qumica

Que alternativa apresenta a frmula e o tipo de ligao do composto formado ? a)X2 Y3, inica b)X 6Y2, covalente c)Y 3 X 2, inica d)X2Y3, covalente e)X3Y6, covalente A mquina pode substituir 100 pessoas comuns. Nenhuma mquina pode substituir uma pessoa criativa. Elbert Hubbard

Funes Qumica.

O termo funo qumica utilizado para agrupar as substncias que apresentem as mesmas propriedades qumicas tais como sabor, tipos de reaes caractersticas etc...

cidos

2.1. Conceito e propriedades dos cidos Os cidos so muito comuns em nosso dia-a-dia: o vinagre contm cido actico (C2H4O2); o limo, a laranja e demais frutas ctricas contm cido ctrico (C6H8O7); a bateria de um automvel contm cido sulfrico (H2SO4); o cido muritico, usado para a limpeza de pisos, azulejos, etc., contm cido clordrico; e assim por diante. Mas ateno: de um modo geral, os cidos so txicos e corrosivos, devendo-se nesse caso evitar ingeri-los, respir-los ou que entrem em contato com a pele. Podemos listar aqui algumas propriedades funcionais dos cidos, como: Possuem sabor azedo; Modificam a cor dos indicadores cidobase; Conduzem a corrente eltrica em soluo aquosa; Reagem com as bases produzindo sal e gua; Decompem os carbonatos e bicarbonatos, produzindo sal, dixido de carbono e gua; Os cidos no oxidantes reagem com a maioria dos metais, produzindo sal do metal e gs hidrognio. Segundo Arrhenius: cidos so compostos que em soluo aquosa se ionizam produzindo como on positivo + apenas ction hidrognio (H ). O H ser ento, responsvel pelas propriedades comuns a todos os cidos, sendo chamado, por esse motivo, de radical funcional dos cidos, Exemplos: + HCl H + Cl+

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Pr Vestibular DiferencialHNO3 H + NO + 2H2SO4 2H + SO4 3+ H3PO4 3H + PO4+ 3-

QumicaHNO2 (Nox = +3) = cido Nitroso H2SO4 (Nox = +6) = cido Sulfrico H2SO3 (Nox = +4) = cido Sulfuroso Nesses casos, o Nox maior em geral coincide com o nmero da coluna onde o elemento est situado na Classificao Peridica e o Nox menor igual a esse nmero menos dois. Freqentemente, o cido em Nox maior o mais comum e o mais importante. Quando o elemento forma trs ou quatro oxicidos: cido per .......................................... ico cido .................................................ico cido ................................................ oso cido hipo ....................................... oso HClO4 (Nox = +7) = cido Perclrico HClO3 (Nox = +5) = cido Clrico HClO2 (Nox = +3) = cido Cloroso HClO (Nox = +1) = cido Hipocloroso Certos elementos formam vrios oxicidos que diferem entre si, no pelo Nox do elemento central, e sim pelo chamado Grau de Hidratao, que indica a "quantidade de gua" que estaria envolvida na formao do oxicido. Neste caso usam-se os prefixos: ORTO PIRO Indica a quantidade de gua perdida pela molecula META Por exemplo, existem os trs oxicidos do fsforo, H3PO4, H4P2O7 e HPO3, onde o Nox do fsforo sempre o mesmo, ou seja, +5: H3PO4, chama-se ortofosfrico, pois o mais hidratado dos trs (o prefixo orto optativo); H3P2O7 chama-se cido pirofosfrico, pois:

Atualmente a definio de Arrhenius deveria ser alterada, pois sabemos que, em + soluo aquosa, o ction H se une a uma + molcula de gua formando o on H3O , chamado hidrnio ou hidroxnio: H + H2O+

H3O

+

Alguns autores chamam o H3O de hidrnio ou, tambm, de hidroxnio. Outros preferem utilizar este ltimo nome para designar o + + + H3O hidratado, a saber, H3O .3 H2O, ou H9O4 . De qualquer maneira, ainda continua sendo muito comum o costume de equacionar a + ionizao de um cido usando apenas o H . + Embora no seja plenamente correto, o uso do H + em lugar do H3O simplifica, sem dvida, a nossa escrita.

+

2.2 Nomenclatura dos cidos Hidrcidos O nome dos hidrcidos feito com a terminao drico: cido.......................................... drico (nome do nion) HCl = cido Clordrico HI = cido Ioddrico H2S = cido Sulfdrico HCN = cido Ciandrico Nos hidrcidos muito comum usarmos: um nome para indicar a substncia pura e outro para indicar sua soluo aquosa. Por exemplo, HCl puro um gs chamado de gs clordrico, cloreto de hidrognio ou cloridreto; sua soluo aquosa que, na verdade, recebe o nome de cido clordrico. Oxicidos Quando o elemento forma apenas um oxicido, usa-se a terminao ico: cido .......................................... ico (nome do elemento) H2CO3 = cido Carbnico H3BO3 = cido Brico Quando o elemento forma dois oxicidos: cido .......................................... ico (Quando o elemento tem Nox maior) (nome do elemento) cido .......................................... oso (Quando o elemento tem Nox menor) (nome do elemento) HNO3 (Nox = +5) = cido Ntrico

Nesse caso uma molcula de gua de duas molculas do cido H3PO4. O HPO3 chama-se cido metafosfrico, pois:

O HPO3 , sem dvida o menos hidratado dos trs, pois subtramos uma molcula de gua de apenas uma molcula do cido H3PO4. 2.2. Classificao dos cidos De acordo com o Nmero de Hidrognios Ionizveis:

497

Pr Vestibular DiferencialMonocidos: na ionizao, a molcula + produz apenas um H (HCl, HNO3, etc.). - Dicidos: na ionizao, a molcula produz + dois H (H2SO4, H2CO3, etc.). - Tricidos: na ionizao, a molcula produz + trs H (H3PO4, H3BO3, etc.). - Tetrcidos: na ionizao, a molcula produz + quatro H (H4P2O7, H4SiO4, etc.). No so comuns cidos com mais de quatro hidrognios ionizveis por molcula. Observao Quando o cido possui dois ou mais hidrognios ionizveis, ele denominado + "policido", e na verdade os H se ionizam em etapas sucessivas. Por exemplo, o H3PO4 um tricido, onde temos: + primeira etapa: H3PO4 H + H2PO4 + 2segunda etapa: H2PO4 H + HPO4 23+ terceira etapa: HPO4 H + PO4 De acordo com a Presena ou No de Oxignio na Molcula De acordo com a Volatilidade:

Qumica

- cidos fixos: ou so slidos ou so lquidos pouco volteis. Por exemplo: H2C2O4 um slido; H2SO4 um lquido que ferve a 338C ( o mais fixo dos cidos comuns). - cidos Volteis: ou so lquidos volteis ou gases. Por exemplo: HNO3 um lquido que ferve a 86C; HCl, H2S, HCN so gases.

Exerccios

I Assinale com um X, nos parnteses , a alternativa correta. 1. a.( b.( c.( H2SO4 um ) oxicido, diprtico, fixo e forte. ) oxicido, monoprtico, fixo e fraco. ) oxicido, poliprtico, voltil e fraco.

Hidrcidos: no contm oxignio. Exemplos: HCl, HBr, H2S, etc. Oxicidos: contm oxignio. Exemplos: HNO3, H2SO4, H3PO4, etc. De acordo com o Grau de Ionizao

- cidos fortes: quando > 50%. Exemplos: HCl ( = 92%), H2SO4 ( = 61%), etc. - cidos moderados ou semifortes: quando 5% < ( < 50%. Exemplos: HF ( = 8%), H3PO4 = 27%), etc. - cidos fracos: quando a cido muito forte ( = 97%) HNO3 3 - 1 = 2 => cido forte ( = 92%) H2SO4 4 - 2 = 2 => cido forte ( = 61%) H3PO4 4 - 3 = 1 => cido moderado ( = 27%) H3BO3 3 - 3 = 0 => cido fraco ( = 0,025%) Uma exceo importante o cido = 0,18%), carbnico (H2CO3), que fraco ( contrariando, pois, a regra acima.

2. Sendo os potenciais de ionizao dos cidos a seguir, podemos dizer que A( =93,5%) B(= 61%); C(= 8,5%); D(= 1,34%) a.( ) A forte e B moderado. c.( ) apenas A fraco. b.( ) C e D so fracos. d.( ) C cido moderado. 3. a.( b.( c.( d.( 4. a.( b.( c.( d.( So cidos fortes ) H4Fe(CN)6, H3BO3, H3PO4, HCN. ) HNO3, H2SO4, HCl, HBr ) H2S, HCl, HCN, H2SO4. ) H3PO2, H4SiO4, H2Se, H3PO3. So cidos volteis ) os que tm alto ponto de ebulio. ) os que so slidos ) todos os que so gasosos. ) Nenhuma resposta est correta.

5. Sobre as funes j estudadas, podemos dizer que a.( ) o elemento funcional dos xidos o oxignio com Nox negativo. b.( ) para se ter uma base segundo Arrhenius, temos que ter um ction ligado hidroxila (OH ). c.( ) a caracterstica fundamental dos cidos a existncia do radical funcional H+. d.( ) Todas as alternativas esto corretas. II Faa o que se pede. 6. D a nomenclatura dos cidos. a.HCl b. HI c. HBr -

d. H2S e. H2Se f. HF

498

Pr Vestibular Diferencial7. D a nomenclatura dos oxicidos. a.HmnO4 b.HClO3 c.HIO4 d.H2CO3 e.H2MnO4

Qumica

f.H3PO4 g.HClO2 h.H4SiO4 i.HIO j.H2SiO3

Bases ou Hidrxidos so compostos que, por dissociao inica liberam, como on negativo, apenas o nion hidrxido, OH , tambm chamado de oxidrila ou hid

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21 QUIMICA I E II 2009