INTRODUO QUMICA

Teoria AtmicaProf. Carlos Carone

Os antigos filsofos foram os pioneiros na elaborao de teorias para explicar a natureza do mundo e nossas relaes com ele. Perguntar de onde viemos, qual a origem da perfeio da natureza, at onde podemos ir e como se do as inter-relaes universais, foram os questionamentos que impulsionaram o pensamento.

Tales de Mileto : de que constituda a matria? gua seria o elemento primordial, a matria bsica para a formao dos demais materiais.

Aristteles: O universo seria formado pela combinao de elementos fundamentais: gua, ar, fogo e terra.

Leucipo e Demcrito ( 400 a.c.) impossvel dividir infinitamente a matria.

Ao atingir esse limite, encontraramos partculas indivisveis, as quais denominaram tomo (a= prefixo de negao, tomo= diviso). Essa teoria ficou conhecida como atomismo.

3CONSTITUIO DA MATRIAToda matria constituda porpartculas minsculas chamadasTOMOS MODELO DA DALTONA matria formada por partculas esfricas, indivisveis, indestrutveis e intransformveis chamada tomoTeoria Atmica de Dalton:

a matria formada por partculas extremamente pequenas chamadas tomos;

os tomos so esferas macias, indestrutveis e imutveis;

tomos que apresentam mesmas propriedades (tamanho, massa e forma) constituem um elemento qumico;

tomos de elementos diferentes possuem propriedades diferentes;

os tomos podem unir-se formando "tomos compostos";

- uma reao qumica nada mais do que a unio e separao de tomos.

A partir de 1885, o fsico J. J. Thomson aplicando um campo eltrico aos tubos de Crookes props que as partculas componentes dos raios catdicos fossem negativamente carregadas.

Em 1897, Thomson provocou uma mudana radical na viso de tomo (modelo de Dalton) conhecida at ento, a descoberta do eltron.

Para a proposio do modelo, Thomson considerou tambm as experincias de Eugen Goldstein de 1886, que mostraram a existncia de carga positiva no tomo atravs da descrio dos Raios Canais. O modelo proposto por Thomson ficou conhecido como pudim de passas.

Para Thomson o tomo uma esfera homognea,no macia, de cargas positivas (os prtons) na qual estariam incrustadas algumascargas negativas (os eltrons),garantindo assim a neutralidade do tomoMODELO DE THOMSONEm 1908 Ernest Rutherford, realizava experimentos nos quais bombardeava materiais, como uma folha de ouro, com partculas alfa ().a grande maioria das partculas atravessava a folha de ouro, contudo, algumas partculas eram desviadas.

Em menor quantidade, eram observadas reflexes de algumas partculas, que acabavam por atingir um anteparo de ZnS com ngulos maiores que 90.

O ouro, assim como uma srie de outros materiais, possuam espaos vazios pelos quais as partculas passavam e atingiam o anteparo ao fundo. Por outro lado, as poucas partculas que eram refletidas deveriam atingir algum objeto slido.

Em 1911, Rutherford props uma viso revolucionria do tomo.

o tomo era como um sistema solar em miniatura, com um ncleo no centro, positivamente carregado, contendo quase toda a massa atmica, e tendo eltrons leves e negativamente carregados girando em torno desse ncleo, em rbitas circulares.

O ncleo era to denso que seria capaz de refletir as partculas , mas os eltrons seriam muito pequenos e estariam bastante espalhados que permitiriam as partculas passarem sem maiores problemas.

Os tomos apresentam duas partes fundamentais: O ncleo e a eletrosferancleoeletrosferaPosteriormente, Bohr passou a analisar as dificuldades tericas apresentadas pelo modelo atmico de Rutherford: a instabilidade dos eltrons orbitais;

dimenses dessas rbitas.

A instabilidade da eletrosfera decorria de que o eltron acelerado irradia energia. Ora, se os eltrons giram em torno do ncleo, eles esto sujeitos a aceleraes centrpetas e, portanto, devem perder energia por irradiao, fazendo com que suas rbitas se tornem espiraladas no sentido do ncleo.

Bohr lanou mo das idias iniciais de quantizao de Planck e Einstein, incorporando em seu desenvolvimento a hiptese da existncia de nveis quantizados de energia para os eltrons num tomo, tambm chamados estados estacionrios.

Modelo de BohrParadoxo: O eltron poderia apresentar o comportamento de onda e de partcula.Louis de Broglie: Todo corpsculo atmico pode comportar-se de duas formas, como onda e como partcula.

Heisenberg, em 1925, postulou o princpio da incerteza.

Todos estes modelos foram, na verdade, precursores do atual modelo atmico, cujas rbitas bem definidas dos eltrons foram substitudas por zonas de probabilidade eletrnica os orbitais.

Em 1932, James Chadwick evidenciou a existncia de uma terceira partcula sub-atmica,nutrons.

Elas tem a funo de estabilizar o ncleo uma vez que prtons so cargas positivas que deveriam repelir-se mutuamente. Os nutrons no possuem carga.

DaltonThomsonRutherfordBohrAtualFigura 1: Representao dos diferentes modelos atmicos.

PartculaMassa (grama)Massa relativaCarga eltrica (Coulomb)Carga relativaPrton (p+)1,7.10-241+1,6.10-19+1Nutron (n0)1,7.10-24100Eltron (e-)9,1.10-281/1840-1,6.10-19-1Tabela 1: Partculas subatmicas.

Elemento Qumico

Elemento Qumico um conjunto de tomos com o mesmo nmero atmico.

Ex.:Oxignio o elemento qumico constitudo por todos os tomos que possuem nmero atmico 8, isto , com oito prtons.

Clcio o elemento qumico constitudo por todos os tomos que possuem nmero atmico 20, isto , com vinte prtons.

Dessa forma, o nmero atmico caracterstica de cada elemento qumico, sendo como seu nmero de identificao. Oficialmente so conhecidos 112 elementos qumicos, atualmente. Dentre esses, 91 so naturais e 21 so artificiais.

OcorrnciaAlguns elementos qumicos como ouro, platina, cobre, gases nobres e outros, existem em estado natural. Entretanto, a maioria ocorre combinado com outros elementos constituindo os compostos qumicos como, por exemplo, hidrognio e oxignio constituindo a gua.

Simbologia ou RepresentaoCada elemento qumico, natural ou sintetizado, representado por um smbolo que o identifica graficamente, adotado de acordo com critrios internacionais. Sendo que esses smbolos so reconhecidos em qualquer lugar, independente de idioma.

Desde o tempo dos alquimistas os elementos qumicos conhecidos j eram representados por smbolos. Por exemplo: o ouro era identificado pelo smbolo do Sol e a prata pelo smbolo da Lua.

Atualmente adota-se o mtodo de J. J. Berzelius sugerido em 1811:

Os smbolos dos elementos qumicos so abreviaturas de seus nomes em Grego e em Latin, sempre tendo a primeira letra maiscula e, quando necessrio, as outras em minscula.

O Oxignio Do grego oxys

Pb Chumbo Do latim plumbum

Li Ltio Do grego lithos

Au Ouro Do latim aurum

REPRESENTAO DE UM TOMOComo praticamente toda a massa do tomo est contida em seu ncleo, denominamos o nmero de prtons (p) mais o nmero de nutrons (n) de um tomo, como sendo, o seu nmero de massa, simbolizado pela letra A. Ento: A = p + n , ou ainda, se p = Z, ento: A = Z + n

ISBAROS: mesmo nmero de massa.

ISTONOS: mesmo nmero de nutrons.

ONS: so tomos que ganharam ou perderam eltrons * O tomo formado por um ncleo e nveis de energia quantizada (onde esto os eltrons), num total de sete.Camadas Eletrnicas ou Nveis de EnergiaA coroa ou eletrosfera est dividida em 7 nveis ou camadas designadas por K, L, M, N, O, P, Q ou pelos nmeros: n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, respectivamente. O nmero de camada chamado nmero quntico principal (n). Nmero mximo de eltrons em cada nvel de energia:

O elemento de nmero atmico 112 apresenta o seguinte nmero de eltrons nas camadas energticas:

K LMNOPQ28183232182

Camada de valncia (C.V.) ou nvel de valncia o nvel mais externo, isto , ltima camada do tomo e pode contar no mximo 8 eltrons.

Camada de Valncia o ltimo nvel de uma distribuio eletrnica, normalmente os eltrons pertencentes camada de valncia, so os que participam de alguma ligao qumica.

Subnveis ou Subcamadas de Energia

Uma camada de nmero n ser subdividida em n subnveis: s, p, d, f

Nmero mximo de eltrons em cada subnvel experimental:

s p d f261014

Distribuio dos eltrons nos subnveis (configurao eletrnica)

Os subnveis so preenchidos em ordem crescente de energia (ordemenergtica).

Linus Pauling descobriu que a energia dos subnveis cresce na ordem:1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d

nessa ordem que os subnveis so preenchidos. Para obter essa ordem basta seguir as diagonais no Diagrama abaixo:

Distribuio Eletrnica em Ction

Retirar os eltrons mais externos, isto , da ltima camada do tomo correspondente.

Exemplo: Ca ( z=20 )

Ordem energtica: Z = 26 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 (estado fundamental = neutro)

Perceba que 4s2 a ltima camada (C.V.)

Desta forma a distribuio para o ction Ca ficar: (ction perde 2 eltrons)

Ca2+ 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 (estado inico) mais estvelDistribuio Eletrnica em nion

Colocar os eltrons no subnvel incompleto.

Exemplo:Oxignio (O)

Ordem energtica: Z = 8 1s2 2s2 2p4 (estado fundamental = neutro)

Desta forma a distribuio para o nion bivalente oxignio, que recebe 2 eltrons ficar:

O2- 1s2 2s2 2p6 (estado inico e mais estvel)