Unidade I Átomos, Moléculas e íons

Unidade I – Átomos,

Moléculas e íons

Profª Drª Karine P. Naidek

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS

DEPARTAMENTO DE QUÍMICA – DQMC QUÍMICA GERAL I - QGE1001

Estrutura Atômica

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Por volta de 1900, na Inglaterra...

• Vários experimentos foram feitos pelos cientistas:

Joseph John Thomson Ernest Rutherford

• Estabeleceu um modelo de átomo que ainda é a base da teoria atômica moderna.

Estrutura Atômica

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Os átomos são feitos de partículas subatômicas...

átomo

• Prótons: +

• Nêutrons: ?

• Elétrons:

-Número atômico e massa atômica

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• Número atômico (Z)

• Massa atômica Relativa e a unidade de massa atômica...

Número atômico e massa atômica

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• Massa atômica Relativa e a unidade de massa atômica...

A escala de massa atômica mudou desde 1800...

1743-1794 1766-1844

Dalton simplificou propondo uma escala relativa, escolhendo a massa 1

para o H, para basear sua escala.

1

2

Número atômico e massa atômica

Massas de partículas atômicas fundamentais são frequentemente expressas em unidades de massa atômica (u). Uma unidade de massa atômica, 1 u, é um duodécimo da massa de um átomo de carbono com seis prótons e seis nêutrons. Assim, tal átomo de carbono tem uma massa de exatamente 12 u. A unidade de massa atômica pode ser relacionada a outras unidades de massa usando a unidade de massa atômica do fator de conversão 1 (u) = 1,661 × 10−24_g.

Número atômico e massa atômica

• Sódio (Na) de massa 23 (A = 11p + 12n) • O urânio (U) ficaria com 92 p + 146 n = 238.

A = número de massa = número de prótons + número de nêutrons

Número atômico e massa atômica

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• Exemplo

Qual é a composição de um átomo de fósforo com 16 nêutrons? Qual é seu número de massa? Qual é o símbolo desse átomo?

Se o átomo tem uma massa real de 30,9738 u, qual é a sua massa em gramas? Finalmente, qual é a massa desse átomo de fósforo em relação à massa de um átomo de carbono com um número de massa de 12?

Número atômico e massa atômica

•Um átomo de fósforo tem 15 prótons e, por ser eletricamente neutro, também possui 15 elétrons. Um átomo de fósforo com 16 nêutrons tem um número de

massa de 31.

•Número de massa = número de prótons + número de nêutrons = 15 + 16 = 31 •O símbolo completo do átomo é

•Massa de um átomo de 31_{P = (30,9738 u) × (1,661 × 10}−24_{g / u) = 5,145 × 10}−23_g

•Massa de 31_{P relativa à massa de um átomo de} 12_{C: 30,9738 / 12,0000 = 2,58115}

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Isótopos

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1_{H = 99,985% - hidrogênio} 2_{H = 0,015% - Deutério}

3_{H = 0,000% - Trítio  isótopo radioativo} 10_{B = 19,91%} 11_{B = 80,09%} • Abundância Isotópicas...

?

O que é isótopo

Peso atômico

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• Determinando a massa atômica exata e a abundância isotópica... 10_{B = 19,91%  massa = 10,0129 u}

11_{B = 80,09%  massa = 11,0093 u}

7

8

Peso atômico

?_{Br = 50,69%  massa = 78,918338 u} ?_{Br = 49,31%  massa = 80,916291 u}

Peso atômico

• Determinando a massa atômica exata e a abundância isotópica...

IMPORTANTE:

Peso atômicodeve ser substituído pormassa atômica relativa, símbolo Ar. Esta é definida como a razão entre a massa média de

cada átomo de um elemento por 1/12 da massa de um átomo de 12_C.

OBS: A massa atômica relativa não tem unidade porque se trata de uma razão.

Tabela periódica

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• Características da tabela periódica...

O ano de 1869 é considerado o ano da descoberta do Sistema Periódico, pelo cientista russo Dmitri Mendeleev.

O ano de 2019 como o Ano Internacional da Tabela Periódica dos Elementos Químicos (International Year of the

Periodic Table of Chemical Elements –

IYPT 2019).

Tabela periódica

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• Características da tabela periódica...

Estados Unidos –enumera de 1 a 8 com cada número seguido pela letra A ou B.

Grupos A = são elementos do grupo principal.

Grupos B = são os elementos de transição.

OBS: Em outras partes do mundo, os grupos são numerados de 1 a 18.

Tabela periódica

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• Características da tabela periódica...

As fileiras horizontais são chamadas de períodos e são numeradas começando com 1 para o período que contém somente o H e He.

Exemplo = O sódio, Na, está no grupo 1ª e é o primeiro elemento

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Uma breve descrição da tabela periódica

e dos elementos químicos

Uma breve descrição da tabela periódica

e dos elementos químicos

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Todos os metais alcalinos (1A) são sólidos à t.a. e reativos. Reagem com água para produzir hidrogênio e solução alcalina. Nunca são encontrados na natureza na forma simples.

Uma breve descrição da tabela periódica

e dos elementos químicos

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Todos os metais alcalinoterrosos (2A) são sólidos à T.A. e reativos. Reagem com água para produzir soluções alcalinas com exceção do Be. Os óxidos (CaO) forma também soluções alcalinas.

Nunca são encontrados na natureza na forma simples.

O Mg e o Ca são 7 e 5 mais abundantes na crosta terrestre.

Uma breve descrição da tabela periódica

e dos elementos químicos

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Metais alcalinoterrosos (2A).

CaCO3

Uma breve descrição da tabela periódica

e dos elementos químicos

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Grupo (3A) Alumínio, Gálio, índio e tálio são metais, enquanto Boro é um

metaloide.

Al mais abundante da crosta terrestre.

B ocorre no bórax mineral  produto de limpeza, antisséptico, etc.

P.F. 29,8˚C

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Uma breve descrição da tabela periódica

e dos elementos químicos

Grupo (4A) existe 1 não metal C, 2 metaloides Si e Ge, e 2 metais Sn e Pb.

Devido esta mudança de comportamento não metálico para metálico existe mais variação nas propriedades dos elementos desse grupo que na maioria dos outros. Semelhanças  fórmulas análogas CO2, SiO2, GeO2e PbO2.

Uma breve descrição da tabela periódica

e dos elementos químicos

IMPORTANTE:

A química dos não metaisum determinado elemento pode existir sob formas distintas,chamadas alótropos, Cada um com suas propriedades individuais.

Uma breve descrição da tabela periódica

e dos elementos químicos

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Grupo (5A) ocorre naturalmente na forma de moléculas diatômicas N2. N  produção de fertilizantes. P  essencial à vida. DNA, dentes e ossos.

As  ? Sb  ? Bi  ?

Uma breve descrição da tabela periódica

e dos elementos químicos

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Grupo (6A) oxigênio constitui 20% da

atmosfera terrestre.

S  produção H2SO4.essencial à vida

Se essencial à vida.

Te  ? Po  ?

Uma breve descrição da tabela periódica

e dos elementos químicos

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Grupo (7A) todos são diatômicas. São os

mais reativos de todos os elementos. Halogênios, Hals = sal, genes = que formam.

F  gases Cl  gases Br  líquidos I  sólidos

Uma breve descrição da tabela periódica

e dos elementos químicos

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Grupo (8A) São os menos reativos de

todos os elementos. Chamados de Gases nobres. Todos são gases.

He  170 bilhões de L/ ano Ne  Ar  Kr  Xe 

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Uma breve descrição da tabela periódica

e dos elementos químicos

Grupo 1B - 8B São metais. Todos têm utilização

comercial.

Fe, Ti, Cr e Cu usados em materiais estruturais. Ti e Cr usados em pintura.

Pt e Rd usados em conversores catalíticos em sistemas de exaustão de automóveis. Cu, Ni e Zn usados em moedas. Mn, Ni, Cd e Hg usados em baterias. Etc...

Uma breve descrição da tabela periódica

e dos elementos químicos

Lantanídeos e actinídeos Chamados de

terras raras.

Neodímio usado em ímãs, telas de LCD, baterias de carros híbridos e no polimento de vidros. É extraído na China e existe grande preocupação com a escassez.