MATRIA ENERGIA O que matria ENERGIA MATRIA Matria

MATÉRIA & ENERGIA O que é matéria? ENERGIA MATÉRIA Matéria é energia condensada (E = mc 2)

CONVENÇÕES: • Tudo que ocupa lugar no espaço e possui massa. MATÉRIA 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 transformada em em algo útil. OBJETO

ESTRUTURA DA MATÉRIA v MISTURAS v SUBST NCIAS v ELEMENTO QUÍMICO v ÁTOMO

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

Teoria Atômica - Dalton v 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 + O 2 CO 2 + v Partículas iniciais e finais são as mesmas massa iguais.

LEI DE PROUST Lei das Proporções Constantes C + O 2 2 O 2 CO 2 + 2 CO 2 + v Duplicando a quantidade de átomos todas as massas dobrarão.

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

Estrutura Atômica Rutherford v 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: Partícula Próton Carga +1 Massa 1 Elétron -1 1/1840 Nêutron 0 1 • 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) N° atômico A X z N° de massa Símbolo do elemento

Íons: • Definição: é o átomo que perdeu ou ganhou elétrons. • Classificação: Cátion (+): átomo que perdeu elétrons. Ex. átomo: 11 Na 23 cátion Na+1 + e nion (-): átomo que ganhou elétrons. Ex. átomo: 17 Cl 35 + e- ânion Cl-1

Exercícios de fixação: 1. Dê o número de Prótons, elétrons e nêutrons das espécies a seguir: ESPÉCIES p e- n 56 26 Fe 56 (+2) 26 Fe 31 (-3) P 15 2. (UCSal) O que decide se dois átomos quaisquer são de um mesmo elemento químico ou de elementos químicos diferentes é o número de: a) prótons b) d) carga. b) nêutrons c) elétrons 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) 24 e 8 Nota: núclideo é o nome dado ao núcleo.

ISÓTOPOS: v. São átomos com o mesmo número de PRÓTONS. Exemplos: 12 e C 6 14 C 6 1 H 1 15 e O 16 O 8 8 2 H 1 Hidrogênio Deutério 99, 98% 0, 02% 3 H 1 Trítio 10 -7 %

ISÓBAROS: v São átomos com o mesmo número de MASSA Exemplos: 40 e Ar 18 40 Ca 20 42 e Sc 21 42 Ti 22 ISÓTONOS: v São átomos com o mesmo número de NÊUTRONS Exemplos: 31 e P 15 32 S 16 38 e Kr 18 40 Ca 20

RESUMO: Isótopos = Z (= p), A e n Isóbaros Z ( p), = A e n ÁTOMO Isótonos Z ( p), A e = n Obs. Existem ainda as chamadas espécies isoeletrônicas, que possuem o mesmo número de elétrons. Exemplo: 23(+1) Na 11 16(-2) O 8 e 19(-1) F 9

Exercícios de fixação: 1. Dados os átomos: 80 A 40 82 B 40 80 C 42 83 D 41 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 nêutros dois átomos. (n. A + n. B)

Estrutura Atômica Atual v 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 v Números Quânticos - Definem a energia e a posição mais provável de um elétron na eletrosfera. São eles: 1. Número quântico Principal. 2. Número Quântico Secundário. 3. Número Quântico Magnético. 4. Número Quântico Spin.

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

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

Número Quântico Secundário (l) v Define o subnível de energia: l = n – 1, apenas quatro foram observados: Subnível s p d f l 0 1 2 3 n° max. e- 2 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) v Define a orientação espacial, região mais provável de se encontrar um elétron (orbital), m varia de – l a + l. 0 -1 s = 1 orbital 0 +1 p = 3 orbitais -2 -1 0 +1 +2 d = 5 orbitais -3 -2 -1 0 +1 +2 +3 f = 7 orbitais

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

Distribuição Eletrônica Linus Pauling v Regras e pricípios gerais para distribuição dos elétrons no átomo: 1. Energia total do elétron: E = n + l. 2. 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 1 s 2 s 3 s 4 s 5 s 6 s 7 s 2 p 3 p 4 p 5 p 6 p 3 d 4 d 5 d 6 d 4 f 5 f 2 6 10 14 Max. de e- e 2 8 18 32 32 18 2

Exercícios de fixação: 1. Indique os quatro números quânticos para os elétrons: a) b) (camada L) c) (4° nível) (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 d) 9 e) 9 e 18 c) 3 e 9

Exercícios de fixação: 3. Indique qual dos conjuntos de números quânticos abaixo citados é impossível: a) 2, 0, 0, -1/2 b) 3, 2, +1/2 c) 3, 0, +1, -1/2 d) 4, 1, 0, -1/2 e) 3, 2, -1/2 Exercícios página 38 e 39 vide módulo.

Exercícios de fixação: 1. Assinale a opção que contraria a regra de Hund: a) b) d) e) c) 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) a) 2 b) 4 c) 6 d) 8 e) 9 b) 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 3 s 2 3 p 5, 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 1 s 2 2 s 2 3 px 2 3 py 2 3 pz 1. (32) O elétron de diferenciação localiza-se no subnível 3 pz.