p1 Miguel Guiot e Bruno Vaz

Tema 4 : Estrutura Atômica
1. Partículas Atômicas
  1. As principais partículas do átomo estão distribuídas em duas regiões.
    1. O núcleo ,onde há nêutrons (n) e prótons (p)
    2. A eletrosfera, na qual os elétrons (e-) se movem continuamente em torno do núcleo
    3. O número de prótons que existe no núcleo de um átomo é denominado número atômico, representado pela letra Z.
      1. A soma do número de prótons e nêutrons de um átomo determina seu número de massa, é representado pela letra A.
        A=P+N
2. Os íons
  1. Um átomo é eletricamente neutro, pois apresenta a mesma quantidade de cargas positivas (prótons) e negativas (elétrons). No entanto, podem ser removidos de um átomo ou adquiridos por ele. Nessa situações, o átomo passa a ter carga elétrica e é chamado de ÍON.
  2. Cátions
    1. Os átomos que tiveram seus elétrons removidos passam a ter mais prótons que elétrons e por isso ficam com excesso de cargas elétricas positivas. São chamados de CÁTIONS. Retirar elétrons do átomo requer que se forneça energia a eles, como uma descarga elétrica
  3. Ânions
    1. Átomos que receberam elétrons, ficando com mais elétrons do que prótons, são chamados de ÂNIONS. esse processo geralmente acompanha a liberação de energia pelos átomos
  4. A carga de um íon é indicada pelo sinal de + ou - presente no canto superior direito do simbolo do elemento químico
    1. * se um átomo de hidrogênio, simbolizado por H, tiver um elétron removido, passará a ser um íon positivo (ou cátion) simbolizando por H+ e denominado Cátion hidrogênio
      1. * se um átomo de cloro, simbolizado por CL, receber um elétron, passará a ser um íon negativo (ou ânion) simbolizado por CL- e chamado de ânion cloreto
        * caso a diferença na carga seja maior que 1 elétron, o número
Tema 5 OS ELEMENTOS QUÍMICOS E A TABELA PERIÓDICA
1. O QUE É UM ELEMENTO QUÍMICO?
  1. Atualmente, define-se elemento químico como o conjunto de todos os átomos que têm o mesmo número atômico (mesmo Z). Por exemplo: o número atômico do elemento hidrogênio é 1, o que indica que todos os átomos que possuem número atômico igual a 1 são agrupados no conjunto chamado elemento químico hidrogênio. De todos os elementos químicos conhecidos, 92 são encontrados na natureza; os demais foram produzidos em laboratório. Cada elemento químico recebe um nome e um símbolo.
2. ORIGEM DO NOME DOS ELEMENTOS QUÍMICOS
  1. Fatores diversos podem influenciar a designação de um elemento químico, como:
    1. * conceitos mitológicos ou astronômicos: hélio vem do grego hélios, que significa Sol, porque foi identificado em um estudo da luz do Sol.
      1. * o nome de algum material: berílio recebeu esse nome porque foi obtido do mineral berilo.
        * um local ou uma região geográfica: polônio é uma homenagem ao país natal da química polonesa Marie Curie (1867-1934), que o descobriu em pesquisas realizadas com o marido, Pierre Curie (1859-1906).
        * um cientista: o rutherfórdio e o bóhrio receberam seus nomes em homenagem a cientistas (Ernest Rutherford e Niels Bohr).
3. OS ISÓTOPOS
  1. Isótopos são átomos de um mesmo elemento químico, isto é, que apresentam o mesmo número atômico, mas diferente número de nêutrons.
    1. A maioria dos elementos químicos naturais é formada pela mistura de isótopos. Para representar os isótopos de um elemento químico, devemos indicar, com seu símbolo, o número de massa (A) e o número atômico (Z).
      1. A seguir, estão representados os três isótopos do elemento hidrogênio: com nenhum nêutron (A = 1), chamado prótio; com um nêutron (A = 2), chamado deutério; e com dois nêutrons (A = 3), chamado trítio. O número de prótons (Z) dos três isótopos é 1 porque são todos átomos do elemento hidrogênio, que tem um único próton no núcleo.
4. A CLASSIFICAÇÃO PERIÓDICA DOS ELEMENTOS
  1. Em 1869, trabalhando de maneira independente, dois cientistas – Julius Lothar Meyer (1830-1895), na Alemanha, e Dmitri Ivanovich Mendeleev (1834-1907), na Rússia – sugeriram um sistema de classificação para os elementos químicos conhecidos na época. Eles foram organizados em uma tabela de acordo com seu peso atômico e propriedades. Esses cientistas observaram uma periodicidade em algumas dessas propriedades. Devido a isso, essa organização ficou conhecida como tabela periódica.
    1. A tabela periódica, em 2018, contava com 118 elementos, 51 a mais do que Mendeleev conhecia. Desses, 92 são considerados naturais e 26 são sintéticos, pois foram produzidos em laboratório. Os elementos químicos estão dispostos na tabela em linhas horizontais numeradas de 1 a 7 e em colunas numeradas de 1 a 18. Muitos cientistas, principalmente os químicos, usam a tabela constantemente em seus trabalhos, tendo um exemplar sempre à mão.
5. OS GRUPOS DE ELEMENTOS DA TABELA PERIÓDICA
  1. De acordo com as propriedades de materiais que formam, os elementos químicos da tabela periódica podem ser divididos em metais e não metais. Os metais são substâncias simples que apresentam boa condutibilidade elétrica e térmica, são sólidos a 25 °C e 1 atm (com exceção do mercúrio) e podem ser moldados e transformados em lâminas e fios. Os elementos químicos não metálicos formam substâncias simples que, de maneira geral, não conduzem bem calor ou eletricidade.
    1. Os elementos de algumas linhas ou colunas da tabela periódica apresentam características comuns e recebem nomes especiais.
  2. METAIS ALCALINOS E ALCALINOTERROSOS
    1. Os elementos da primeira coluna formam cátions de carga 1+. Com exceção do hidrogênio, são chamados de metais alcalinos.
      1. Os metais alcalinos interagem com água liberando gás hidrogênio, que é altamente inflamável. Os elementos da segunda coluna são chamados metais alcalinoterrosos.
        Como os metais alcalinos, eles interagem com água liberando gás hidrogênio. Mas, enquanto os metais alcalinos fazem isso com a água explosivamente, os alcalinoterrosos o fazem lentamente.
        Embora esteja na mesma coluna dos metais alcalinos, o hidrogênio não é um metal e apresenta propriedades diferentes.
    2. METAIS DE TRANSIÇÃO
      1. Os elementos do bloco central da tabela periódica são conhecidos como metais de transição. Todos os metais de transição, com exceção do mercúrio, que é líquido, são bastante duros e sólidos nas temperaturas comumente encontradas no ambiente.
        Os metais de transição são relativamente estáveis no ar. Alguns, como o ferro, oxidam lentamente, fenômeno que conhecemos como formação de ferrugem. Outros, como o ouro e a platina, são valorizados por sua extrema resistência à corrosão.
  3. HALOGÊNIOS E GASES NOBRES
    1. Os elementos da décima sétima (penúltima) coluna são chamados de halogênios. Todos eles são substâncias que interagem com outros elementos facilmente. O gás flúor é bastante corrosivo. O gás cloro foi usado como gás venenoso na Primeira Guerra Mundial. Mas na forma de compostos presentes na pasta de dentes (fluoreto de sódio) e no sal de cozinha (cloreto de sódio), por exemplo, os halogênios são totalmente seguros para uso doméstico.
      1. Na última coluna estão os gases nobres, com exceção do elemento de número 118, que é sólido. Eles quase nunca formam compostos uns com os outros ou com outros elementos. Por serem inertes, os gases nobres são frequentemente usados para proteger elementos que passam por transformações químicas facilmente. Se um material estiver envolvido por um gás nobre, dificilmente ele se transformará. Por exemplo, ao comprar sódio, um elemento que reage com o ar, de um fornecedor químico, ele virá em um recipiente selado e preenchido com gás argônio.
    2. LANTANÍDEOS E ACTINÍDEOS
      1. Esses dois grupos são conhecidos coletivamente como terras raras, apesar de alguns deles não serem raros.
        Todos os actinídeos são radioativos, ou sejam, emitem espontaneamente uma forma de energia, sendo o urânio e o plutônio os mais famosos.
Tema 6 :LIGAÇÕES QUÍMICAS
1. Atualmente, são conhecidas mais de 80 milhões de substâncias, a maioria formada por diferentes combinações de elementos químicos. Uma substância é um composto estável que tem um ou mais átomos. Nem todas as substâncias são formadas pela combinação de átomos, algumas são compostas de átomos isolados.
  1. As combinações entre os átomos dos elementos químicos ocorrem por meio de ligações químicas. Uma ligação química corresponde ao ganho, à perda ou ao compartilhamento de elétrons entre dois átomos.
2. A LIGAÇÃO IÔNICA
  1. A ligação iônica resulta da atração entre metais e não metais, que se mantêm fortemente unidos quando estão em suas formas iônicas e têm cargas elétricas de sinais contrários. A ligação iônica acontece geralmente entre cátions de metais e ânions de não metais.
    1. Substâncias formadas por íons são chamadas substâncias iônicas ou compostos iônicos. Cátions e ânions se combinam de forma que o composto iônico obtido não possua carga, ou seja, ele é eletricamente neutro.
      1. O cloreto de sódio, por exemplo, é formado pela ligação iônica entre o metal sódio e o não metal cloro. No cloreto de sódio, esses elementos se encontram na forma iônica: cátions de sódio, Na+ , e de ânions de cloro, Cl− . A ligação desses átomos é representada pela fórmula química NaCl. Em uma fórmula química, sempre aparecem os símbolos e a proporção do número de átomos dos elementos presentes na ligação formada.
        No caso do NaCl, os íons Na+ e Cl− têm cargas elétricas de mesma intensidade, mas de tipos opostos, 1+ e 1–. Portanto, ligando um cátion e um ânion, a soma das cargas elétricas é igual a zero. Isso significa que o composto formado é eletricamente neutro. Dizemos que eles se atraem na proporção de um para um (1 : 1). Em outros casos, a proporção pode ser diferente.
        Quando o número de átomos de um elemento é igual a 1, ele pode ser omitido na fórmula química. Por isso, dificilmente você verá a representação Na1 Cl1 , mas apenas NaCl.
        amos analisar o composto formado pelo metal cálcio e pelo não metal cloro, chamado cloreto de cálcio. Nessa substância, a ligação é feita entre os cátions Ca2+ e os ânions Cl−
        Se há apenas um cátion e um ânion, as cargas não se anulam, pois, com a união de dois íons com cargas 2+ e 1–, resta uma carga positiva. Para formar um composto estável, são necessários um cátion Ca2+ e dois ânions Cl− . Assim, são duas cargas positivas e duas cargas negativas, que se anulam. Dizemos, então, que eles formam um composto na proporção de 1 : 2. A fórmula química da substância obtida é CaCl2 .
  2. A LIGAÇÃO COVALENTE
    1. A ligação covalente é a união entre átomos de não metais. Como vimos nas ligações iônicas, a tendência dos elementos não metálicos é formar ânions. Para que isso aconteça, eles precisam receber elétrons. Mas, se todos os átomos de uma substância são de elementos não metálicos, não há elétrons disponíveis. Para que ocorra a ligação, é preciso haver um compartilhamento de pares de elétrons entre os átomos, formando, então, as ligações covalentes.
      1. Vamos analisar como se forma a ligação covalente entre dois átomos de hidrogênio. O átomo de hidrogênio tende a formar um ânion com carga 1–. Ao compartilharem os elétrons, cada átomo passa a ter, além de seu próprio elétron, mais um elétron do átomo ao qual está ligado.
        A água também tem seus átomos unidos por ligações covalentes. Mas, como o átomo de oxigênio tem tendência para formar um ânion com carga 2–, ele precisa compartilhar dois pares de elétrons, sendo cada um desses formado por um elétron do hidrogênio e outro do oxigênio. Isso explica por que cada molécula de água tem dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio (H2 O).
        Grupos de átomos que se unem por ligação covalente são chamados de moléculas. As substâncias formadas por moléculas são denominadas substâncias covalentes ou substâncias moleculares
    2. A LIGAÇÃO METÁLICA
      1. Em um átomo de um metal, a atração entre o núcleo e os elétrons da camada mais externa da eletrosfera é muito fraca, de modo que eles podem transferir elétrons facilmente, formando cátions. Isso permite que os elétrons se movimentem livremente pelo material, formando uma “nuvem eletrônica”. Essa “nuvem eletrônica” é responsável pela forte atração entre os cátions e uma das explicações para a formação da ligação metálica que existe entre os átomos de um pedaço de ferro ou de um fio de cobre. Ela também é responsável pelo fato de os metais serem bons condutores térmicos e de eletricidade e apresentarem temperaturas de fusão e de ebulição elevados.

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