Átomos, moléculas e íons

O MUNDO SUBMICROSCÓPICO

Equipe:Frank Santos Oliveira – 17002André Silveira Turrioni - 16990

Professor: Élcio R. Barrak

Capítulo 2

Introdução

• O mundo e a

química.

• A importância

deste conteúdo.

O Estudo da Química

• Demócrito (460-370 a.c): Pensava que o mundo material

deveria ser constituído de particulas indivisíveis muito pequenas

que eram chamadas de átomos, o que significa indivisíveis.

• Platão e Aristóteles: Mais tarde, Platão e Aristotéles formularam

a hipótese de que não poderia haver partículas indivisíveis.

• John Dalton (1766-1844): No século XVII, a teoria atômica volta

a se fortalecer através das tentativas de cientistas europeus de

explicarem as propriedades dos gases. O famoso cientista Isaac

Newon defendia a teoria atômica. Quando os químicos aprenderam

a medir a quantidade de matéria que reagia com outra para formar

uma nova substância, a base da teoria atômica estava proposta,

essa teoria surgiu com John Dalton e seus 4 postulados.

Os 4 postulados de Dalton

1) Cada elemento é composto de partes extremamente pequenas

chamada átomos.

2) Todos os átomos de um dado elemento são idênticos; os átomos

de diferentes elementos são diferentes e têm diferentes

propriedades (e também diferentes massas).

3) Os átomos de um elemento não se convertem em diferentes tipos

de átomos por meio de reações químicas; os átomos não são

criados nem destruídos nas reações químicas.

4) Os compostos são formados quando átomos de mais de um

elemento se combinam; um determinado composto tem sempre o

mesmo número relativo dos mesmos tipos de átomos.

• Lei da composição constante: Baseada no quarto postulado de

Dalton, afirma que, num dado composto são constantes as

espécies e os números relativos de átomos.

• Lei da conservação da massa (matéria): Baseada no terceiro

postulado de Dalton afirma que os produtos de uma reação

química é igual à massa dos reagentes iniciais.

• Lei das proporções múltiplas: Quando dois elementos A e B se

combinam, isso ocorre com uma relação constante de massas

com números inteiros e pequenos.

Leis simples de combinação química conhecidas na época

A descoberta da estrutura atômica

• Dalton baseou-se em um mundo macrosocópico, por isso não tinha evidências suficientes em relação à existência do átomo.

• Com o desenvolvimento dos métodos científicos, o átomo que se supunha indivisível, mostrou sinais de ser uma partícula mais complexa, hoje já se conhece vários tipos de partículas subatômicas.

• O átomo é composto por pequenas partículas eletricamente carregadas; algumas positivamente e outras negativamente.

• Em meados dos século XVII, os cientistas começaram a estudar descargas elétricas através de tubos parcialmente evacuados. Uma alta voltagem produzia uma certa radiação que foi nomeada de raios catódicos, justamente por originar-se do elétrodo negativo, o cátodo.

• Experiências de Millikan e Thomson.

• Início da radioatividade: Becquerel e Marie Curie.

• Rutherford (prosseguidor) estudou as características dos raios alfa, beta, gama e descobriu o núcleo atômico e os prótons.

Experimento de Thomson

Experimento de Millikan

1º Experimento de Rutherford

• Comportamento dos raios alfa, beta e gama:

2º Experimento de Rutherford

Átomo moderno

• Basicamente adotamos uma visão muito simplesde átomo constituído por três partículas subatômicas:

* Prótons* Elétrons* Nêutrons

Isótopos, número atômico e número de massa

• Todos os átomos de um elemento têm o mesmo número de

prótons no núcleo.

• O número específico de prótons é diferente para variados

elementos.

• Isótopos: os átomos de um dado elemento cujo número de

nêutrons difere e, conseqüentemente, de massa também,

são chamados isótopos (em específico, nuclídeo).

• Número atômico: É o número de prótons de um átomo.

• Número de massa: É o número total de prótons mais o

número total de nêutrons.

Massa atômica média

• Hoje podemos determinar as massas individuais dos

átomos com uma alto grau de precisão.

• A maioria dos elementos são encontrados na natureza

como mistura de isótopos.

• Para calcular as massas atômicas médias utiliza-se a massa

dos vários isótopos do elemento dado e suas abundâncias

relativas.

Ex: carbono

Espectômetro de massa

Tabela Periódica

Moléculas e compostos moleculares

• A molécula é a reunião de dois ou mais átomos ligados firmemente entre si.

• Fórmula molecular: fórmula química que indica os tipos efetivos de átomos em uma molécula.

• Fórmula mínima: Número relativo de átomos de cada tipo em uma molécula.

Exemplos:

Fórmula molecular:

Fórmula mímima:

• Fórmula estrutural: A fórmula estrutural de uma substância indica sua composição, mas não mostra como os átomos se unem para formar moléculas.

Modelos de representação

• Desenho em perspectiva de uma molécula:

• Modelo de bola e palito:

• Modelo de preenchimento do espaço:

Íons e compostos iônicos

Tipos de compostos

• Íons poliatômicos: Esses íons são constituídos de átomos

unidos em uma molécula, mas eles tem carga líquida

positiva ou negativa.

• De maneira geral podemos dizer se um composto é iônico

(constituído de íons) ou molecular (formado por moléculas)

a partir de sua composição.

Nomenclatura de compostos inorgânicos

• Os compostos inorgânicos estão agrupados em famílias químicas segundo a sua estrutura, ou seja, de acordo com determinados grupos de átomos neles existentes, os quais são responsáveis pelos seus comportamentos químicos.

• Temos então as seguintes famílias:

- óxidos

- ácidos

- hidróxidos

- sais

- hidretos

• O nome do composto vem em função da família química a

que pertence de acordo com regras de nomenclatura

oriundas da IUPAC.

Nomenclatura dos óxidos

• Os óxidos iônicos são formados por íons óxido e íons

metálicos nas devidas proporções estequiométricas,

sendo o nome formado pelo termo óxido seguido do

nome do íon metálico presente.

Exemplos de óxidos:

- Óxido de sódio

- Óxido de magnésio

- Óxido de zinco*

• Os óxidos moleculares são formados por moléculas em

que entra, para além do elemento oxigênio, um

elemento não metálico, tendo o seu nome o termo

óxido seguido do nome do não-metal, acrescentando

um prefixo indicativo do número de átomos de

oxigênio ou do não-metal presentes na molécula.

Exemplos de óxidos moleculares:

- Monóxido de carbono*

- Dióxido de carbono

- Dióxido de enxofre

Nomenclatura dos ácidos

Ex:

Nomenclatura dos hidróxidos

• Os hidróxidos são constituídos por íons metálicos

(cátions) e íons hidróxido (ânions), OH-, possuindo as

suas soluções aquosas propriedades básicas ou

alcalinas.

• O seu nome forma-se acrescentando ao termo hidróxido

o nome do cátion metálico presente.

• Por definição, base é toda a substância que em solução

aquosa origine íons hidróxido, OH-, embora numa

definição mais abrangente base seja toda a substância

que funcione como um aceitador de prótons.

• Exemplos de hidróxidos:- Hidróxido de sódio- Hidróxido de magnésio

Nomenclatura dos sais

• Os sais são compostos iônicos constituídos por cátions, exceto o íon hidrogênio H+, e por ânions, exceto o íon hidróxido OH-.

• O nome de um sal obtém-se acrescentando ao nome do ânion o nome do cátion.

• Exemplos de sais:

- Cloreto de potássio

- Nitrato de sódio

- Fluoreto de cálcio

Nomenclatura dos hidretos

• Os hidretos são compostos que apresentam, alguns

natureza iônica, outros natureza molecular, dependendo da

ligação estabelecida entre os átomos, em função da

diferença de eletronegatividade entre eles.

• Um hidreto iônico caracteriza-se pela presença do íon

hidreto, ânion H-, acompanhado de um cátion metálico,

sendo o seu nome formado através do acréscimo do nome

do cátion metálico presente na substância ao termo hidreto.

Exemplos de hidretos:

- Hidreto de potássio

- Hidreto de cálcio

• Um hidreto molecular é um hidreto em que a

diferença de electronegatividade entre o átomo de

hidrogênio e o átomo metálico a que se liga

determina o estabelecimento de uma ligação

covalente, sendo a fórmula química igual à fórmula

molecular. O nome obtém-se acrescentando o nome

do átomo metálico ao termo hidreto.

• Exemplos:

- Hidreto de lítio*

- Hidreto de berílio

- Hidreto de boro

Compostos Orgânicos

• PREFIXO + AFIXO + SUFIXO:

• Prefixo: indica o número de átomos de carbono

pertencentes à cadeia principal. Ex:

1C = met- 6C = hex- 11C = undec-2C = et- 7C = hept- 12C = dodec-3C = prop- 8C = oct- 13C = tridec-4C = but- 9C = non- 15C = pentadec-5C = pent- 10C = dec- 20C = eicos-

Da química orgânica, a química do carbono.

• Afixo ou infixo: indica o tipo de ligação entre os carbonos:

todas simples = an duas duplas = dien uma dupla =en

três duplas = trien uma tripla = in duas triplas = diin

• Sufixo: indica a função química do composto orgânico.

• Hidrocarboneto = -oÁlcool = -olAldeído = -alCetona = -onaÁcido carboxílico: -óicoAmina: -aminaÉter: -óxi

Conclusão

• Em suma, apresentamos a importância da química no cotidiano, as teorias e idéias de pensadores do mundo antigo ao contemporâneo. Abordamos alguns experimentos, e reafirmamos que os átomos são os componentes básicos da matéria, constituída de partículas subatômicas e de variadas propriedades.

• A tabela periódica foi analisada brevemente e a partir desta análise, conseguimos obter informações relevantes sobre a mesma.

• Diversas características de compostos iônicos e moleculares foram citadas, dentre elas sua formulação e o tipo de ligação, junto à análise, os íons e nomenclaturas de compostos inorgânicos também receberam ênfase.

• Por fim, elaboramos uma sucinta discussão sobre as nomenclatura básica da química orgânica.

Fonte Bibliográfica

• http://profs.ccems.pt/PauloPortugal/CFQ• http://www.vestibular1.com.br/revisao• http://pt.wikipedia.org/wiki• Livro-texto: Química – A Ciência Central,Brown, 9º edição