Matéria e modelos atômicos Prof. MSc. Alonso Goes Guimarães Química Geral Farmácia

MATÉRIA E SUAS PROPRIEDADES                                                                  O QUE É MATÉRIA? É tudo o que tem massa e ocupa lugar no espaço (volume).

O QUE É UM FENÔMENO PARA AS CIÊNCIAS? Tudo o que nos parece extraordinário. O QUE É UM FENÔMENO PARA AS CIÊNCIAS? É qualquer acontecimento que possa ser observado e que ocorra na natureza ou seja provocado experimentalmente.

Podemos classificar os fenômenos em : QUÍMICOS Alteram a estrutura ou a constituição da matéria, resultando na formação de novas substâncias; ex: queima de uma vela FÍSICOS Não alteram a estrutura ou a constituição da matéria, portanto não a transformam em outra substância; ex: corante na água

O que forma as substâncias? CORPO uma porção limitada de matéria: com a madeira, o carpinteiro faz o cabo do martelo com o metal, se pode moldar uma chave as diferentes variedades de matéria. SUBSTÂNCIA O que forma as substâncias? ?

A água apresenta algumas características: A molécula é a menor porção possível de uma substância pura, formada por um conjunto de átomos num arranjo definido e mantidos juntos por forças especiais. Exemplo: água. A água apresenta algumas características: ao nível do mar e à temperatura de 30 0C, é : líquida, incolor, inodora e insípida. É formada por um conjunto de moléculas iguais, cada uma delas constituída por 3 átomos: 2 hidrogênios e 1 oxigênio. H O

Comportamento das partículas no Atração entre as partículas da matéria: Comportamento das partículas no ESTADO SÓLIDO: tem pouca liberdade de movimento Comportamento das partículas no ESTADO LÍQUIDO: estão mais livres

Comportamento das partículas no ESTADO GASOSO: deslocam-se livremente Atração entre as partículas da matéria: Comportamento das partículas no ESTADO GASOSO: deslocam-se livremente

Nos corpos sólidos: As partículas estão bem próximas umas das outras; Existe uma força de atração de grande intensidade entre elas; Elas tem movimentos apenas vibratórios; Ocupam, em geral, uma disposição regular, o que faz com que os sólidos apresentem uma estrutura bem organizada. Essas quatro características relacionadas determinam que os sólidos tenham FORMA e VOLUME bem definidos.

Nos corpos líquidos: As partículas ficam mais distantes umas das outras do que nos corpos sólidos; Entre elas existe uma força de atração de pequena intensidade; Além da vibração, elas tem movimentos mais livres que nos corpos sólidos; Não ocupam disposição muito regular, já que o movimento é mais livre,o que faz com que os líquidos não apresentem uma estrutura muito organizada. Essas quatro características relacionadas determinam que os líquidos não tenham VOLUME bem definidos e FORMA variada.

Nos corpos em estado gasoso: As partículas estão bem afastadas umas das outras; Entre elas quase não existe uma força de atração; Além da vibração, elas tem movimentos bastante desorganizados e aleatórios; Não ocupam posição regular, já que o movimento é aleatório: isso faz com que os gases apresentem uma estrutura desorganizada.                                                                    Essas quatro características determinam que os gases não tenham FORMA nem VOLUME definidos.

Mudanças de fase

Propriedades da matéria: ESPECÍFICA GERAIS COR ODOR SABOR BRILHO ESTADO FÍSICO OU DE AGREGAÇÃO DA MATÉRIA CONDUTIBILIDADE DUREZA EXTENSÃO INÉRCIA MASSA IMPENETRABILIDADE COMPRESSIBILIDADE ELASTICIDADE DIVISIBILIDADE INDESTRUTIBILIDADE

Propriedades gerais da matéria: EXTENSÃO – é a propriedade que a matéria tem de ocupar um lugar no espaço. INÉRCIA - é a propriedade que a matéria tem de permanecer na situação em que se encontra, seja de repouso, seja de movimento. MASSA – é a quantidade de matéria que um corpo possui. Para medí-la precisamos compará-la com uma medida padrão (quilograma) IMPENETRABILIDADE – dois corpos não podem ocupar, simultaneamente, um mesmo lugar no espaço. COMPRESSIBILIDADE – é a propriedade da matéria que consiste em ter o seu volume reduzido quando submetida a determinada pressão.

ELASTICIDADE - é a propriedade que a matéria tem de retomar seu volume inicial – após cessada a força que causa a compressão DIVISIBILIDADE – a propriedade que a matéria tem de reduzir-se a partículas extremamente pequenas. INDESTRUTIBILIDADE – a matéria não pode ser criada nem destruída, apenas transformada.

Propriedades específicas da matéria: COR ODOR SABOR BRILHO ESTADO FÍSICO OU DE AGREGAÇÃO DA MATÉRIA Sólido, líquido, gás CONDUTIBILIDADE DUREZA

Densidade é a relação da massa deste corpo e o volume que ele ocupa (g/cm³).

Determinação da densidade Substâncias sólidas A massa é facilmente determinada através de uma balança. Se o sólido apresentar forma geométrica perfeita, o volume é determinado através da multiplicação das suas dimensões: V = Altura x Largura x Profundidade

Métodos de Separação dos componentes de uma mistura Filtração Decantação Destilação Outros: Catação, Tamisação ou peneiração, ventilação, Levigação e separação magnética.

Átomo Foi utilizada pela primeira vez na Grécia antiga, por volta de 400 aC; Demócrito (um filósofo grego); Acreditava que todo tipo de matéria fosse formado por diminutas partículas que denominou átomos (sem divisão); Que representavam a menor porção de matéria possível, ou seja, eram indivisíveis; As idéias de Demócrito permaneceram inalteradas por aproximadamente 2.200 anos.

Átomo Teoria Atômica de Dalton (1808) Toda matéria é formada por entidades extremamente pequenas, os átomos. Os átomos são indivisíveis. O nº de átomos existentes na natureza é relativamente pequeno. A formação dos materiais se dá pela associações entre átomos iguais ou não (moléculas).

Átomo Elemento químico: é o conjunto de átomos quimicamente iguais. Berzelius (1814) Enxofre: S Nome oficial: Sulfur Ouro: Au Aurum Chumbo: Pb Plumbum Molécula: é a associação de átomos de um mesmo elemento químico ou não. Caracterizando uma substância. Simples: formadas por átomos do mesmo elemento. Composta: formadas por átomos de dois ou mais elementos.

Modelo Atômico de Thomson (1897) Thomson mediu a razão da carga pela massa da partícula que chamou de elétrons (e-).

Experimento de Rutherford

Conclusões O átomo não é maciço, apresentando mais espaço vazio do que preenchido; A maior parte do átomo se encontra numa pequena região central; Ao redor do núcleo estão os elétrons (eletrosfera). Muito mais leves que os prótons; O raio atômico do ouro (núcleo e eletrosfera) é cerca de dez mil vezes maior que o raio do núcleo.

Modelo de Rutherford (1911)

Número Atômico (Z) e Número de massa (A) Z=p A=Z+N Obs.: Símbolo representa Elemento químico representa Fórmula Substância pura Símbolo Índice de atomicidade

Modelo de Rutherford-Bohr

Postulados Os elétrons descrevem órbitas circulares ao redor do núcleo, com energia fixa e determinada, chamadas órbitas estacionárias (níveis ou camadas de energia). O movimento dos elétrons não emitem energia espontaneamente. O elétron salta para outra órbita quando recebe energia externa suficiente. Após receber essa energia, volta à sua órbita original e libera a energia recebida (na forma de luz ou calor).

Teoria Quântica    Max Planck (1900), quando uma partícula passa de uma situação de maior energia para outra de menor energia ou vice-versa, a energia é perdida ou recebida em "pacotes" que recebe o nome de quanta (quantum é o singular de quanta). O quantum é o pacote fundamental de energia e é indivisível. A Teoria Quântica permitiu a identificação dos elétrons de um determinado átomo, surgindo assim  os "números quânticos".

Princípio da incerteza de Heisenberg: é impossível determinar com precisão a posição e a velocidade de um elétron num mesmo instante. Orbital é a região onde é mais provável encontrar um életron

- Modelo Atômico de Sommerfeld (1916)     Ao pesquisar o átomo, Sommerfeld concluiu que os elétrons de um mesmo nível, ocupam órbitas de trajetórias diferentes (circulares e elípticas) a que denominou de subníveis, que podem ser de quatro tipos:  s , p , d , f .

Modelo atômico de Schrödinger (1927) - A partir das equações de Schrödinger não é possível determinar a trajetória do elétron em torno do núcleo, mas, a uma dada energia do sistema, obtém-se a região mais provável de encontrá-lo.

Dalton Rutherford Thompson Bohr Atual