Matéria é energia condensada O que é matéria? ENERGIA MATÉRIA Matéria é energia condensada (E = mc2)

CONVENÇÕES: Tudo que ocupa lugar no espaço e possui massa. MATÉRIA Tudo que ocupa lugar no espaço e possui massa. ENERGIA Tudo que não ocupa lugar no espaço, não possui massa e é capaz de realizar trabalho.

CONVENÇÕES: É uma porção da matéria. CORPO É uma porção da matéria. OBJETO É uma porção da matéria transformada em em algo útil.

ESTRUTURA DA MATÉRIA MISTURAS SUBSTÂNCIAS ELEMENTO QUÍMICO ÁTOMO

Modelos Atômicos 1803 - Dalton 1903 - Thomson 400 a.C.-Leucipo Demócrito 1803 - Dalton 1903 - Thomson 1911/1913 Rutherford - Bohr 1923 - Planck Heizenberg 1916 - Sommerfeld

Teoria Atômica - Dalton A matéria é formada por partículas indivisíveis chamadas ÁTOMOS. LEI DE LAVOISIER: Lei da conservação das massas. LEI DE PROUST: Lei das proporções constantes. LEI DE DALTON: Lei das proporções múltiplas.

LEI DE LAVOISIER Lei da Conservação das Massas C + O2  CO2 + Partículas iniciais e finais são as mesmas  massa iguais.

LEI DE PROUST Lei das Proporções Constantes C + O2  CO2 + 2C + 2O2  2CO2 + Duplicando a quantidade de átomos todas as massas dobrarão.

LEI DE DALTON Lei das Proporções Múltiplas C + O2  CO2 + 2C + O2  2CO + Mudando a reação, se a massa de um participante permanecer constante, a massa do outro varia segundo valores múltiplos.

Estrutura Atômica Rutherford O ÁTOMO é um sistema oco análogo ao Modelo Planetário. O núcleo contém prótons e neutrons. Em torno do núcleo giram os elétrons .

Estrutura Atômica Rutherford O ÁTOMO é um sistema oco análogo ao Modelo Planetário. O núcleo contém prótons e neutrons. Em torno do núcleo giram os elétrons .

Características das partículas subatômicas: Carga Massa Próton + 1 1 Elétron - 1 1/1840 Nêutron O átomo é eletricamente neutro  (p = e-). A massa do átomo está concentrada no núcleo. O núcleo é cerca de 10000 X menor que o átomo.

Notação Química do Átomo: Número Atômico (Z): n° prótons (p) Número de Massa (A): A = p + n (neutrons) zXA N° de massa Símbolo do elemento N° atômico

Íons: Definição: é o átomo que perdeu ou ganhou elétrons. Classificação: Cátion (+): átomo que perdeu elétrons. Ex. átomo: 11Na23  cátion Na+1 + e- Ânion (-): átomo que ganhou elétrons. Ex. átomo: 17Cl35 + e-  ânion Cl-1

Exercícios de fixação: Dê o número de Prótons, elétrons e nêutrons das espécies a seguir: 26Fe56 26Fe56 (+2) 15P31 (-3) 2. (UCSal) O que decide se dois átomos quaisquer são de um mesmo elemento químico ou de elementos químicos diferentes é o número de: prótons b) nêutrons c) elétrons d) carga. e) oxidação.

Exercícios de fixação: 3. O elemento de número atômico 16 é constituído de vários nuclídeos, sendo que o mais abundante é o 32. Quantos prótons e nêutrons, respectivamente, possui esse nuclídeo? a) 8 e 8. b) 8 e 16. c) 16 e 8. d) 16 e 16 e) 24 e 8 Nota: núclideo é o nome dado ao núcleo.

ISÓTOPOS: São átomos com o mesmo número de PRÓTONS. Exemplos: 6C12 e 6C14 8O15 e 8O16 1H1 1H2 1H3 Hidrogênio Deutério Trítio 99,98% 0,02% 10-7 %

ISÓBAROS: ISÓTONOS: São átomos com o mesmo número de MASSA Exemplos: 18Ar40 e 20Ca40 21Sc42 e 22Ti42 ISÓTONOS: São átomos com o mesmo número de NÊUTRONS Exemplos: 15P31 e 16S32 18Kr38 e 20Ca40

RESUMO: ÁTOMO Isótopos = Z (= p), A e  n Isóbaros  Z (p), = A e  n Isótonos  Z (p),  A e = n Obs. Existem ainda as chamadas espécies isoeletrônicas, que possuem o mesmo número de elétrons. Exemplo: 11Na23(+1) 8O16(-2) e 9F19(-1)

Exercícios de fixação: 1. Dados os átomos: 40A80 40B82 42C80 41D83 a) Quais são os isótopos? b) Quais são os isóbaros? c) Quais são os isótonos? 2. Tem-se três átomos genéricos A, B e C. De acordo com as instruções: A é isótopo de B / B é isóbaro de C / A é isótono de C Calcule o n° de massa do átomo A, sabendo - se que o n° atômico de A é 21, o n° de massa de B é 45 e o número atômico de C é 22.

Exercícios de fixação: 3. Tem - se dois átomos genéricos e isótopos A e B, com as seguintes características: Determine a soma total do número de nêutrons dos dois átomos. (nA + nB)

Estrutura Atômica Atual Bohr complementou o modelo atômico de Rutheford implementando a idéia de níveis ou camadas eletrônicas. Postulados: 1°) Os elétrons descrevem órbitas circulares em torno do núcleo atômico, sem absorverem ou emitirem energia. 2°) O elétron absorve uma quantidade definida de energia quando salta de um nível energético para outro mais externo, ao retornarem aos níveis originais, devolvem essa energia na forma de ondas eletromagnéticas. ) ) ) ) ) + -

Números Quânticos Números Quânticos - Definem a energia e a posição mais provável de um elétron na eletrosfera. São eles: Número quântico Principal. Número Quântico Secundário. Número Quântico Magnético. Número Quântico Spin.

Número Quântico Principal (n) Define o nível de energia ou camada: ) ) ) ) ) ) ) K L M N O P Q n = 1 2 3 4 5 6 7

Número Quântico Principal (n) Número máximo de elétrons por camada: n° max. e- = 2n2 . Camada K L M N O P Q n 1 2 3 4 5 6 7 n° max. e- 8 18 32 Obs. A expressão n° e- = 2n2, na prática só é válida até a quarta camada.

Número Quântico Secundário (l) Define o subnível de energia: l = n –1, apenas quatro foram observados: Subnível s p d f l 1 2 3 n° max. e- 6 10 14 Obs. O Número máximo de elétrons por subnível é dado por: n° max. e- = 2(2 l +1)

Número Quântico Magnético (m) Define a orientação espacial, região mais provável de se encontrar um elétron (orbital), m varia de – l a + l. s = 1 orbital -1 +1 p = 3 orbitais -2 -1 +1 +2 d = 5 orbitais -3 -2 -1 +1 +2 +3 f = 7 orbitais

Número Quântico Spin (s) Define o sentido da rotação do elétron sentido horário s = - ½ anti-horário s = + ½ Horário Anti-horário

Distribuição Eletrônica Linus Pauling Regras e pricípios gerais para distribuição dos elétrons no átomo: Energia total do elétron: E = n + l. O elétron tende a ocupar as posições de menor energia. 3. Princípio da Exclusão de Pauling – o átomo não pode conter elétrons com números quânticos iguais. 4. Regra de Hund – em um subnível os orbitais são preenchidos parcialmente com elétrons do mesmo spin depois completados com elétrons de spins contrários.

Diagrama de Linus Pauling Níveis K 1 L 2 M 3 N 4 O 5 P 6 Q 7 s p d f e- 2 8 18 32 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 6s 6p 6d 7s 7p 2 6 10 14 Max. de e-

Exercícios de fixação: 1. Indique os quatro números quânticos para os elétrons: a) b) (camada L) (4° nível) c) (nível 6)   2. Qual o número de subníveis e o número de orbitais, respectivamente, presentes no 3° nível? a) 1 e 3 b) 3 e 3 c) 3 e 9 d) 9 e 9 e) 9 e 18

Exercícios de fixação: 3. Indique qual dos conjuntos de números quânticos abaixo citados é impossível: a) 2, 0, 0, -1/2 b) 3, 2, +1, +1/2 c) 3, 0, +1, -1/2 d) 4, 1, 0, -1/2 e) 3, 2, -2, -1/2

Exercícios de fixação: 1. Assinale a opção que contraria a regra de Hund: a) b) c) d) e)   2. Qual o número atômico do elemento cujo elétron de diferenciação do seu átomo neutro apresenta o seguinte conjunto de números quânticos: (n = 2, l = 1, m = 0, s = + 1/2) 2 b) 4 c) 6 d) 8 e) 9 Obs. Considere como spin negativo o 1° elétron que entra no orbital.

Exercícios de fixação: 3. Para o elemento cuja configuração eletrônica de nível de valência é 3s2 3p5, pode-se afirmar: (01) Seu número atômico é 7. (02) Existem 5 elétrons desemparelhados em sua estrutura. (04) No 3° nível encontramos apenas um orbital incompleto. (08) No 3° nível existem 3 elétrons p com número quântico de spin iguais. (16) Sua configuração eletrônica poderia ser representada como 1s2 2s2 3s2 3px2 3py2 3pz1. (32) O elétron de diferenciação localiza-se no subnível 3pz.

5) Um átomo que no estado fundamental apresenta configuração eletrônica “4s2” na camada mais externa, tem número atômico igual a: a) 20 b) 34 c) 28 d) 19 e) 18 6) O número de orbitais semi-preenchidos no átomo de número atômico 26 é igual a: a) 5 b) 4 c) 3 d) 2 e) 1

7) São dadas as seguintes informações relativas aos átomos hipotéticos X, Y e W: · o átomo Y tem número atômico 46, número de massa 127 e é isótono de W; · o átomo X é isótopo de W e possui número de massa igual a 130; · o número de massa de W é 128. Com essas informações é correto concluir que o número atômico de X é igual a a) 47 b) 49 c) 81 d) 83 8 O átomo de um elemento X apresenta, no seu estado fundamental, a seguinte distribuição eletrônica nos níveis de energia. K = 2, L = 8, M = 2 Sabendo que um dos isótopos desse elemento tem 12 nêutrons, a sua representação é a) 12X12 b) 12X24 c) 24X12 d) 24X24

9) Fogos de artifício utilizam sais de diferentes íons metálicos misturados com um material explosivo. Quando incendiados, emitem diferentes colorações. Por exemplo: sais de sódio emitem cor amarela, de bário, cor verde e de cobre, cor azul. Essas cores são produzidas quando os elétrons excitados dos íons metálicos retornam para níveis de menor energia. O modelo atômico mais adequado para explicar esse fenômeno é o modelo de a) Rutherford. b) Rutherford-Bohr. c) Thomson. d) Dalton. e) Millikan. 10) Os diversos modelos para o átomo diferem quanto às suas potencialidades para explicar fenômenos e resultados experimentais. Em todas as alternativas, o modelo atômico está corretamente associado a um resultado experimental que ele pode explicar, EXCETO em a) O modelo de Rutherford explica por que algumas partículas alfa não conseguem atravessar uma lâmina metálica fina e sofrem fortes desvios. b) O modelo de Thomson explica por que a dissolução de cloreto de sódio em água produz uma solução que conduz eletricidade. c) O modelo de Dalton explica por que um gás, submetido a uma grande diferença de potencial elétrico, se torna condutor de eletricidade. d) O modelo de Dalton explica por que a proporção em massa dos elementos de um composto é definida.

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