QUÍMICA GERAL Aula 2

1. QUÍMICA GERALAula 2 Dra. Eliane M. Ferrarezzo

2. MODELO ATÔMICO • ÁTOMO("atomon") significa (a=não; tomo: divisão) que não pode ser dividido. • Histórico do Átomo: • Modelo dos gregos - Atomismo; • Modelo de 1808 - Dalton • Modelo de 1898 – Thompson • Modelo de 1911 – Rutherford • Modelo de 1913 – Bohr • Modelo de 1916 – Sommerfeld • Modelo Atual

3. O Átomo dos Gregos A= não Tomos= divisão + . Átomo = indivisível A idéia inicial do que era Átomo, surgiu a partir de afirmações feitas por dois grandes filósofos gregos: Demócrito de Abdera 420a.c. Atomismo Obs: Idéia filosófica usado para explicar o universo, onde uma pequena partícula era formadora de tudo. Leucipo – Afirmou que a matéria podia ser dividida em partículas menores. Demócrito – defendeu a idéia de Leucipo e chamou de ÁTOMO. Átomo: Era uma partícula indivisível, compacta e indestrutível.

4. O Átomo de 1808 - Dalton Procurando explicar as leis de Lavoisier e Proust, o cientista John Dalton, criou uma teoria baseada na idéia do atomismo. Essa teoria dizia: John Dalton • Matéria era formada por átomos; • Átomos de símbolo possuem propriedades diferentes; • Compostos químicos = combinação de dois ou mais átomos. Átomo: Obs: Era uma esfera indivisível, maciça, homogênea, de massa e volume variando de acordo com o elemento.

5. O Átomo de 1898 - Thompson • Usando um aparelho chamado de AMPOLA DE CROOKES, o cientista derrubou o modelo de Dalton. • Experiências com descargas elétricas de gases e radioatividade, comprovou a natureza elétrica, tanto positiva (massa da esfera), como a negativa (partículas contida nessa massa); Essa teoria dizia: Joseph John Thompson • A matéria tende a ficar neutra; • O nº de cargas positivas era igual ao de cargas negativas; • Stoney nomeou a unidade de carga negativa de ELÉTRON e Thompson comprovou sua existência. Átomo: Obs: Era uma esfera, não maciça, mas “incrustada de elétrons” de modo que a carga total fosse nula.

6. O Átomo de 1911 - Rutherford Ernest Rutherford bombardeou uma finíssima lâmina de ouro com partículas alfa ( - positiva) emitidas de elemento Polônio. Ele deduziu que: • A maioria das partículas atravessavam a lâmina; • Poucas partículas desviavam seus caminho; • Algumas partículas bateram em algo forte e firme e retornaram. Ernest Rutherford A partir dessa dedução, ele concluiu que • O átomo era um grande espaço vazio, onde chamou de eletrosfera; • No centro dessa espaço, há uma entidade pequena, o qual o chamou de núcleo; • Esse núcleo é pequeno, denso e de carga positiva.

8. Átomo: Era uma grande vazio contendo um núcleo denso,minúsculo e positivo em seu centro. Os:

9. O Átomo de 1913 - Bohr O modelo de Rutherford foi muito criticado pelos físicos. Bohr tentando justificar as críticas, aperfeiçoou o desenho e deduziu o seguinte: Niels Bohr Baseado na experiência dos ESPECTROS DE EMISSÃO. Bohr deduziu: • A eletrosfera era dividida em camadas ou órbitas ou níveis; • Havia 7 níveis, denominado K,L,M,N,O,P,Q, onde maior era a energia,mais distante era o nível do centro; • Núcleo e a eletrosfera se atraiam, por seres de cargas opostas; • O elétron em sua órbita não consome, nem libera energia(estado fundamental); • Se alguma energia externa fosse emitida, o elétron absorveria essa energia, saltando para um nível mais forte. Ao fim dessa emissão o elétron voltada para o seu nível e liberava essa energia na forma de luz (fóton).

10. Átomo: Era uma grande vazio dividido em 7 níveis,contendo um núcleo dividido em prótons e nêutrons.

11. O Átomo de 1916 - Sommerfeld Observando espectros de emissão mais complexos, Sommerfeld deduziu teorias sobre os níveis de energia que alterariam algumas idéias dos modelos passados. Ele deduziu que: • Os níveis de energia eram divididos em regiões ainda menores – surge os SUBNÍVEIS; • As denominações dos subníveis eram de acordo com a forma geométrica em que eram observados (circulares ou elípticas). S = Sharp P = principal D = diffuse F = fine

12. Teorias Finais De Broglie • Propôs que os elétrons tinham comportamento duplo: PARTÍCULA-ONDA Núcleo Órbitas (níveis) Heisenberg • Sugeriu que os elétrons não estavam em órbitas, mas em regiões de maior possibilidade de encontrá-los (ORBITAL). Orbital

13. O Átomo Atual Eletrosfera: Elétrons Prótons Núcleo Nêutrons Nucleons

14. NOVA TEORIA SOBRE O ATOMO • teoria correta que descreve o átomo se baseia na mecânica quântica • Os eletrons estão em constante movimento em torno do núcleo; • os prótons e os nêutrons vibram dentro do núcleo • os quarks vibram dentro dos prótons e nêutrons.

15. NOVA TEORIA SOBRE O ATOMO

16. NOVA TEORIA SOBRE O ATOMO • Ao mesmo tempo que um átomo é pequeno, o núcleo é dez mil vezes menor que o átomo, e os quarks e elétrons são pelo menos dez vezes menores que eles. • Não se sabe quão menores os quarks e elétrons são; eles são definitivamente menores, e podem ser literalmente pontos, mas não há certeza. • É possível que os quarks e os elétrons não sejam fundamentais de fato, e eventualmente acabem sendo constituídos de outras partículas mais fundamentais!!!!!

17. NOVA TEORIA SOBRE O ATOMO • O CERN, até agora, já descobriu cerca de duzentas partículas (a maioria delas não é fundamental). • Essas partículas, são representadas pelas letras dos • alfabetos grego e romano. • A maioria destas partículas existe por apenas frações de segundo, e algumas delas combinam-se para formar outras compostas mais estáveis. Algumas partículas são envolvidas nas forças que mantêm o núcleo do átomo unido e outras não. • Pósitron = antimatéria

18. De acordo o modelo sugerido, a matéria pode ser dividida nos seguintes blocos: • Férmions - partículas subatômicas que torna conhecida a matéria e a antimatéria • Matéria: que por sua vez se divide em: • Léptons - partículas elementares que não ajudam a manter o núcleo unido (exemplos: elétron, neutrino). • Quarks - partículas elementares que ajudam a manter o núcleo unido • Antimatéria - antipartículas dos quarks e léptons (antiquarks, antileptons). • Hádrons - partículas compostas (exemplos: próton, nêutron). • Bósons - partículas que carregam forças (quatro tipos conhecidos).

20. O Bóson de Higgs -a partícula de Deus

21. O Bóson de Higgs, • é uma partícula responsável pela existência de um campo que se estende por todo o Universo, um objeto que surgiu de forma espontânea e foi designado como o responsável pelo surgimento da massa das partículas, deste modo, sem essa partícula, a matéria não teria massa. • homenagem ao físico britânico Peter Higgs, 1964 - havia tido uma "grande ideia" e tinha encontrado uma resposta para o enigma de por que a matéria tem massa.

22. O ÁTOMO

23. FOTOGRAFIA DE UM ÁTOMO NEUTRO!!!! •  Rubídio 85 Um átomo é tão pequeno que 10 bilhões deles, colocados em fila, teriam um metro de comprimento. Os átomos movem-se geralmente em velocidades próximas às do som, o que torna muito difícil manipulá-los, ainda mais individualmente.

24. IMAGEM DE UMA MOLÉCULA Acima, a primeira imagem gerada de uma molécula individual, uma molécula orgânica chamada pentaceno. Abaixo, a estrutura teórica do pentaceno. [Imagem: IBM Research - Zurich

25. A TABELA PERIÓDICA • Na tabela periódica atual, os elementos químicos: • 1 - estão dispostos em ordem crescente de número atômico ( z ) = número de prótons. • 2 - originam os períodos na horizontal (em linhas ). • 3 – originam as famílias ou grupos na vertical (em colunas ).

26. TABELA PERIÓDICA

28. ELEMENTOS QUÍMICOS • ZXA ou   AzX • Símbolo do elemento: X • Número de massa (massa atômica) : A é soma da massa de prótons e nêutrons) • Número atômico: Z (número de prótons) • As partículas atômicas são representadas assim: Número de prótons: P Número de elétrons: e Número de nêutrons: n • ONDE: P = Z             P = Z = e              A = p + n         n = A - Z

29. ELEMENTOS QUÍMICOS • 20Ca40 • Número atômico → Z = 20 Número de prótons → P = Z = 20 Número de elétrons → P = Z = e = 20 Número de nêutrons → n = A – Z                                                n = 40 – 20                                                 n = 20 Número de massa → A = P + n                                           A = 20 +20                                            A = 40 • PORTANTO: O Cálcio (Ca) possui: Z = 20, P = 20, e = 20, n= 20 e A = 40.

30. ELEMENTOS QUÍMICOS • 9F19Os dados da Tabela fornecem Z e A, cálculo de n, e, P: Número de prótons → P = Z = 9 Número de elétrons → P = e = 9 • Calcule n e P? Número de nêutrons → n = A – Z                                             n = 19 – 9                                             n = 10 Só para confirmar o número de massa → A = P + n                                                                               A = 9 + 10                                                                                A = 19 

31. NOMECLATURA DAS FAMÍLIAS: • 1 ou IA metais alcalinos • 2 ou IIA metais alcalinos terrosos • 13 ou IIIA família do boro • 14 ou IVA família do carbono • 15 ou VA família do nitrogênio • 16 ou VIA calcogênios • 17 ou VIIA halogênios • 18 ou VIIIA gases nobres

32. Tabela Periódica • 1 - Metais: apresentam brilho metálico, conduzem corrente elétrica e são maleáveis. • 2 - Ametais: não apresentam brilho metálico, não conduzem corrente elétrica e fragmentam-se. • 3 - Semimetais: apresentam brilho metálico, têm pequena condutibilidade elétrica e fragmentam-se. • 4 - Hidrogênio: é um elemento atípico, pois possui a propriedade de se combinar com metais, ametais e semimetais. • 5 - Gases nobres: sua principal característica química é a grande estabilidade, ou seja, possuem pequena capacidade de se combinar com outros elementos.

33. Estrutura da Tabela Periódica • Propriedades periódicas: ocorrem à medida que o número atômico de um elemento químico aumenta • assume valores que crescem e decrescem em cada período da Tabela Periódica. Entre as propriedades periódicas temos: • raio atômico, • energia de ionização, • eletroafinidade, • eletronegatividade

34. Estrutura da Tabela Periódica • Propriedades aperiódicas: os valores desta propriedade variam à medida que o número atômico aumenta, mas não obedecem à posição na Tabela, • não se repetem em períodos regulares. Exemplos de propriedades aperiódicas: • calor específico, • índice de refração, • dureza • massa atômica

35. Período Estrutura da Tabela Periódica • Períodos: são as linhas horizontais, definem o número de camadas dos elementos K L M N O P Q

36. Família Estrutura da Tabela Periódica • Grupos ou Famílias: são as linhas verticais, definem o número de elétrons da camada de valência - ultima camada.

37. RAIO ATÔMICO • É a distância que vai do núcleo do átomo até o seu elétron mais externo.

38. RAIO ATÔMICO

39. RAIO ATÔMICO • Número de níveis (camadas): quanto maior o número de camadas, maior será o tamanho do átomo. Caso os átomos comparados apresentem o mesmo número de níveis (camadas), devemos usar outro critério. • Número de prótons:o átomo que apresenta maior número de prótons exerce uma maior atração sobre seus elétrons, o que ocasiona uma redução no seu tamanho.

40. RAIO ATÔMICO Li Na K Rb Cs Fr

41. ENERGIA DE IONIZAÇÃO • É a energia necessária para remover um ou mais elétrons de um átomo isolado no estado gasoso. X (g) + Energia → X+(g) + e-

42. Quanto maior o tamanho do átomo, menor será a energia de ionização. H He Ne Ar Kr Xe Rn Fr

43. AFINIDADE ELETRÔNICA OU ELETROAFINIDADE • É a energia liberada quando um átomo isolado, no estado gasoso,“captura” um elétron. X (g) + e-→ X-(g) + Energia

44. AFINIDADE ELETRÔNICA H F Fr EXCETO GASES NOBRES

45. ELETRONEGATIVIDADE A força de atração exercida sobre os elétrons de uma ligação.

46. ELETRONEGATIVIDADE H B CN OF Cl Br I Fr

47. ELETROPOSITIVIDADE • CARÁTER METÁLICO:Propriedade periódica associada à reatividade química. • Capacidade de reagir – contrario da eletronegatividade

48. ELETROPOSITIVIDADE Fr

49. PROPRIEDADES FÍSICAS DOS ELEMENTOS DENSIDADE • É relação entre a massa e o volume de uma amostra

50. DENSIDADE Os Ósmio (Os) é o elemento mais denso (22,57 g/cm3)