1

1º Unidade

Capítulo IMatérias e Energia________________________________________________________________3

Capítulo IIEstrutura Atômica_________________________________________________________________10

Capítulo IIIA Classificação Periódica e Ligações Químicas dos Elementos_____________________________21

Capítulo IVFunções e Reações Químicas_______________________________________________________38

Capítulo VEstudos das Cadeias Carbônicas (Química Orgânica)_____________________________________53

Questões de Enem e Vestibulares___________________________________________________68

2

Organização: Apoio:

Do Que É Feito A Matéria?

Observe com atenção os materiais que usamos todos os dias. Note que existem materiais de todos os tipos: coloridos, duros, maleáveis, que se rasgam, que brilham, que se quebram, que servem como alimento, que são dúcteis, tóxicos, gases, líquidos, sólidos etc., etc. Todos os materiais são feitos a partir de substâncias que existem na natureza e são formados da união de partículas muito pequenas, que não conseguimos enxergar nem com microscópio, para ter uma idéia, se pudéssemos alinhar 100 milhões delas, obteríamos mais ou menos 1 centímetro. Essas partículas são chamadas de átomos. Toda matéria é feita de átomos. Se a matéria for dividida em pedacinhos cada vez menores, vai chegar num ponto em que não pode mais ser dividida. Apesar de serem muito pequenos, os átomos têm massa. E cada átomo tem massa fixa, que é diferente da massa de outro átomo. Por exemplo, o átomo de ferro tem massa diferente da massa do átomo de cobre. E cada um deles tem massa diferente da massa do átomo de alumínio.

Existem dois tipos de substâncias: as simples e as compostas. Substâncias simples são formadas por átomos de um mesmo elemento químico, por exemplo, o ferro é formado só de átomos de ferro; o cobre é formado só de átomos de cobre. Já as substâncias compostas

3

Capítulo I

são formadas por átomos de elementos químicos diferentes, como por exemplo, a água e o gás carbônico.

O gás que respiramos, o oxigênio é formado por dois átomos de oxigênio (O2). Essas partículas formadas por grupos de átomos são chamadas de moléculas.

As moléculas das substâncias compostas são formadas por vários tipos de átomos.

Transformações da MatériaTransformações ou Fenômenos Físicos

A transformação da água, de líquido para vapor e vice-versa, é um fenômeno reversível – basta cessar o aquecimento e o vapor de água volta ao estado líquido.

Transformações ou Reações QuímicasQuando queimamos o carvão não é possível recuperar o carvão inicial, ou seja, é um

fenômeno irreversível. Nas transformações ou reações químicas, as moléculas iniciais (reagentes) são quebradas e seus átomos são reagrupados para formarem as novas moléculas finais (produtos da reação).

4

Molécula de gás carbônico(CO2)

Molécula da água (H2O)

Mudanças de estado físico da água.

Capítulo I

Exemplo1. A reação química entre o carbono e o oxigênio

C(S) + O2(g) --> CO2(g)

(Reagentes) (Produto)

Lê-se assim: “carbono reage com oxigênio e forma dióxido de carbono”.

2. Quando colocamos comprimidos efervescentes em água, ocorre uma transformação química.

Transformação Química Com Produção de Energia Uma transformação química pode produzir energia térmica,

elétrica, luminosa...

Transformação química com produção de calor (energia térmica)Uma das mais importantes transformações químicas com produção de energia térmica

é a combustão. Combustão - é a queima das substâncias químicas, produzindo novas substâncias e

liberando calor. Você pode realizar a experiência:

5

Fenômeno reversível – não volta atrás

Fenômeno reversível – volta atrás

Queima da vela

Comprimido efervescente

em água.

Capítulo I

Por que a chama da vela foi diminuindo de intensidade até se apagar quando foi colocado o vidro sobre ela?

Isto ocorreu porque todo o oxigênio que havia dentro do vidro foi consumido na queima da vela. Através de observações desta experiência, pode-se afirmar que para ocorrer uma combustão são necessários: um combustível, no caso o pavio da vela e a parafina: um comburente, o oxigênio; uma energia para iniciar a combustão, que pode ser uma faísca elétrica ou a chama de um palito de fósforo.

Separação de MisturasDá para separar o sal da água do mar?

Para tentarmos separar o sal da água, podemos encher um copo com água do mar. e deixar a água em repouso para que a areia que está em suspensão na água se deposite lentamente no fundo do recipiente, este processo chama-se decantação.

6

Mais de 97% de toda água que existe na Terra estão no mar. Isso quer dizer que a cada 100 litros de água, 97 litros estão no mar. No entanto, nós não usamos a água do mar porque é salgada. Será que não dá para separar o sal dessa água?

Sobre água.

Combustível é a substância

que sofre a queima.

Comburente é a substância

que alimenta a queima.

Capítulo I

A decantação é um processo mecânico que serve para separar misturas heterogêneas de um sólido num líquido.

Depois, ele despejou a água num outro copo, mas sem cuidado, e acabou misturando tudo de novo. A separação do líquido, por decantação, precisa ser feita com cuidado.

Como não conseguiu separar a parte sólida da parte líquida por decantação, ele decidiu passar a água por uma peneira. Só as sujeiras maiores ficam na peneira. A areia não é separada com a peneira porque seus grãos são muito pequenos e passam pela peneira. A água que passa é turva porque está misturada com grãozinhos de areia.

Podemos também filtrar a água do mar para reter as partículas sólidas que não se dissolveram na água (neste caso, a areia).

O resultado da filtração é o seguinte:

7

Peneiração

Decantação.

Filtração

Capítulo I

Quando se compara a água pura com a água do mar filtrada, não se nota nenhuma diferença. Ambas são incolores e transparentes. A água ainda continuará salgada, pois o sal está dissolvido na água.

Quando uma mistura não apresenta uma superfície de separação visível entre os componentes, temos uma solução homogênea. Neste caso, a água é o solvente (componente em maior quantidade) e o sal o soluto (componente em menor quantidade).

Uma mistura que apresenta uma superfície de separação entre os componentes, como por exemplo, a mistura de gasolina e água, é chamada de solução heterogênea.

Há uma quantidade máxima de soluto que pode ser dissolvida numa quantidade de solvente. Acrescentando mais soluto, mesmo agitando bastante, ele não se dissolve. Ele vai para o fundo do recipiente. A solução saturada contém a máxima quantidade de soluto que pode ser dissolvida na quantidade de solvente usada para preparar a solução. A solução insaturada contém menos soluto do que a solubilidade da substância permite. As soluções que não conseguimos mais dissolver todo o soluto, se chama solução saturada e a solução em que a quantidade de solvente é grande é chamada de solução insaturada. Tanto na decantação como na filtração, conseguimos separar a areia da água, mas como podemos separar o sal que está dissolvido nela?

Podemos ferver a solução de água e sal. A água irá evaporar e não conseguiremos obter água pura porque o vapor que sai precisa ser captado e resfriado.

Para isso, temos que fazer uma destilação, que é um processo físico que serve para separar misturas homogêneas, como as soluções de sólidos em líquidos (destilação simples) O componente líquido se desprende na forma de vapor que é resfriado no condensador para retornar ao estado líquido. Em laboratório, o aparelho pode ser assim esquematizado:

8

Água com alguma coisa dissolvida chama-se

solução.

Destilador

Capítulo I

É possível também separar soluções de dois ou mais líquidos, devido a ordem crescente dos pontos de ebulição dos componentes, este processo chama-se destilação fracionada.

O quadro seguinte mostra os principais processos de separação de misturas homogêneas sólidas:

Processo Utilização Exemplo

Separação magnética Quando um dos componentes é capaz de ser atraído por ímã.

Separação de limalha de ferro do pó de enxofre.

Catação Quando os componentes forem partículas bem distintas.

Cozinheira catando feijão.

PeneiraçãoQuando os componentes

apresentam grande diferença no diâmetro das partículas.

Separação das impurezas do café.

LevigaçãoQuando os componentes

densos podem ser arrastados por um corrente de água.

Separação do ouro das areias auríferas.

Dissolução fracionadaQuando somente um

componente é solúvel em determinado solvente.

Adição de água para separar o as e areia.

Matéria e EnergiaOutro fato importante que podemos notar, durante os fenômenos físicos e químicos, é

a liberação ou absorção de energia, por exemplo:

• energia térmica (calor): - é a energia liberada na queima do carvão;- é absorvida para evaporar água.

• energia luminosa (luz):- é liberada na combustão de uma vela;- é absorvida na fotossíntese dos vegetais.

• energia elétrica (eletricidade):- é liberada numa pilha elétrica comum;- é absorvida na “carga” de uma bateria de automóvel.

9

Capítulo I

Modelo Atômicos

Modelo Atômico de DaltonTodos os materiais existentes na natureza são formados pela

união de minúsculas partículas chamadas de átomos. Em 1983, o cientista John Dalton expôs a sua teoria, partindo da concepção do átomo como uma esfera maciça e indivisível. Segundo Dalton, átomos de elementos diferentes seriam esferas de massas e tamanhos diferentes.

Modelo Atômico de ThomsonEm 1988, J.J Thomson, com base na descoberta do elétron e

do fenômeno da radioatividade, propôs que o átomo deveria ser formado por esfera positiva com elétrons incrustrados. Desse modo, teríamos os elétrons (partículas negativas) colocados nas esferas positiva.

Modelo Atômico de RutherfordEm 1911, Ernest Rutherford fez

uma experiência muito importante, que veio alterar e melhorar profundamente a visão do modelo atômico. Resumidamente, a experiência consistiu no seguinte:

10

Modelo atômico de Dalton.

Modelo atômico de Thomson

Experiência de Rutherford

Capítulo II

Um pedaço do metal polônio emite um feixe de partículas α, que atravessa uma lâmina finíssima de ouro. Rutherford observou então que a maior parte das partículas α atravessa a lâmina de ouro como se fosse uma peneira; algumas partículas desviavam ou até mesmo retrocediam.

O experimento levou Rutherford a tirar as seguintes conclusões:1. Existência de grandes espaços vazios no átomo, pois a maioria das partículas

atravessou a lâmina de ouro.2. Existência de um núcleo pequeno, denso e positivo, pois algumas partículas

foram rebatidas e desviadas.3. Existência de elétrons girando ao redor do núcleo, em órbitas circulares,

neutralizando a carga positiva do núcleo.Mais tarde, Niels Bohr aperfeiçoou modelo de Rutherford, propondo que os elétrons

estariam girando ao redor do núcleo em órbitas circulares de energia quantizada e, dessa forma, não perderiam a energia durante o movimento.

Hoje sabemos que o núcleo é constituído de prótons (partículas positivas) e de nêutrons (partículas sem carga elétrica) e que os elétrons se movimentam ao redor do núcleo na região chamada eletrosfera.

Bohr admitiu que os elétrons poderiam girar em órbita circular somente a determinadas distâncias permitidas do núcleo e assumiu que para mudar de órbita, o elétron deveria ganhar ou emitir quantidade fixa de energia

Partículas Subatômicas FundamentaisExperiências realizadas e cálculos matemáticos permitiram a determinação da massa e

da carga elétrica das partículas subatômicas. O quadro abaixo resume as principais características dessas partículas.

Partícula subatômica Massa relativa (em u) Carga relativa (em uec)

Próton 1 +1

Elétron 1/1840 -1

Nêutron 1 0

Nota:

• 1u = 1 unidade de massa atômica ≈ 1,67 x 10-24 g

• 1 uec = 1 unidade elementar de carga ≈ - 1,6 x 10-19 coulomb

• Em qualquer átomo, o número de prótons é igual ao número de elétrons.

11

Modelo atômico de Bohr

Capítulo II

Número Atômico (Z)

Os elementos químicos dispostos na tabela periódica, é caracterizado pelo seu número atômico. Num átomo normal, cuja carga elétrica é zero, o número de prótons é igual ao número de elétrons.

ExemploQuando de diz que o átomo de cálcio (Ca) tem número atômico 20, isso quer dizer que

no núcleo desse átomo existem 20 prótons e, consequentimente, existem 20 elétrons na eletrosfera.

Número de Massa (A)

ExemploUm átomo de bromo (Br) possui 35 prótons e 45 nêutrons.

Logo, teremos:

Z = p = 35

A = p + n = 35 + 45 = 80

Representação dos ÁtomosA notação geral de um átomo de um elemento X, cujo número atômico é igual a Z e o

número de massa é igual a A, pode ser feita:

AZ X ZX

A XAZ

12

É a soma do número de prótons (Z) e de nêutrons (N) existentes num átomo.

A = p + N ou A = Z + N

É o número de prótons existentes no núcleo do átomo.

Z = P

Capítulo II

Isótopos, Isótonos, Isóbaros e Íons Isótopos

Átomos que apresentam números atômicos iguais e número de massas diferentes.Exemplo

17Cl35 e 17Cl37

Nota:

• Átomos isótopos, devido à igualdade entre os números atômicos, pertencem ao mesmo elemento químico.

• Todos os elementos químicos possuem isótopos, porém somente os do hidrogênio possuem nomes especiais:

1H1 = Prótio

1H2 = Deutério

1H3 = Trítio

IsótonosÁtomos com o mesmo número de nêutrons e diferentes números atômicos e diferentes

números de massa.Lembre-se: A = Z + n

56Mn25 Manganês (31 nêutrons) 56 = 25 + nn = 56 – 25n = 31

57Fe26 Ferro (31 nêutrons) 58Co27 Cobalto (31 nêutrons)

Nota:Átomos isótonos pertencem a elementos químicos diferentes, pois os números

atômicos são diferentes.

IsóbarosÁtomos com o mesmo número de massa e diferente número de prótons.

Exemplo

6C14 (A=14 e Z=6) e 7N14 (A=14 e Z=7)

18Ar40 (A=40 e Z=18) e 20Ca40 (A=40 e Z=20)

13

Capítulo II

ÍonsComo vimos anteriormente, um átomo é eletricamente neutro quando o número de

prótons é igual ao número de elétrons, porém um átomo pode perder ou ganhar elétrons na eletrosfera, sem sofrer alteração no seu núcleo, originando partículas carregadas positiva ou negativamente, denominadas íons.

Se um átomo ganha elétrons, ele se torna um íon negativo, chamado ânion.

Se um átomo perde elétrons, ele se torna um íon positivo, chamado cátion.

Determinação da Massa Atômica de Um ElementoMassa atômica de um elemento: é a média ponderada das massas atômicas dos

isótopos de um elemento.

Eletrosfera Por que certos elementos químicos, quando convenientemente aquecidos , emitem luz

de uma só cor? Para explicar esses fatos, Bohr propôs o seguinte:

14

Capítulo II

a. Enquanto o elétron estiver girando na mesma órbita, ele não emite nem absorve energia;

b. Ao voltar ao nível mais interno, o elétron emite um quantum de energia, na forma de luz de cor bem definida ou outra radiação eletromagnética (fóton).

Mais tarde constatou-se que as órbitas eletrônicas de todos os átomos conhecidos se agrupam em sete camadas eletrônicas, que foram denominadas: K, L, M, N, O, P, Q. Em cada camada, os elétrons possuem uma quantidade fixa de energia; por este motivo, as camadas são também denominadas estados estacionários.

As camadas podem apresentar:K = 2 elétronsL = 8 elétronsM = 18 elétronsN = 32 elétronsO = 32 elétronsP = 18 elétronsQ = 2 elétrons

15

Um exemplo desse

fenômeno são fogos de

artifícios

Salto quântico

Emissão de fóton

Distribuição eletrônica: camadas em torno do núcleo atômico

Capítulo II

Distribuição Eletrônica O cientista Linus Pauling calculou a energia de

cada subnível e montou o digrama seguinte, onde o aumento de energia é indicado pelas setas.

O diagrama acima fornece a ordem crescente de energia nos subíveis:

(Ordenação de Pauling)1s 2s 3s 3p 4s 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f

6d

Exemplo Utilizando a ordenação de Pauling para

determinarmos a distribuição eletrônica por subníveis.

A distribuição eletrônica pode ser representada em ordem crescente de energia ou por camadas.

A distribuição eletrônica de íons é semelhante à dos átomos neutros. Lembrando que um íon é formado a partir da perda ou ganho de elétrons que ocorre com um átomo e que os elétrons serão retirados ou recebidos sempre da última camada eletrônica (mais externa), chamada camada de valência, e não do subnível mais energético, teremos, por exemplo, as seguintes distribuições:

16

Capítulo II

OrbitalOs subníveis são formados por orbital que são regiões do espaço atômico onde há

maior probabilidade de se encontrar elétrons. Os orbitais do subnível “s” são esféricos e o seu tamanho aumenta à medida que o número do nível aumenta.

O subnível p é constituído de três orbitais em forma de “halteres”, orientados segundo o sistema de eixos cartesianos, sendo chamados px, py e pz.

Formatos de orbitais de cada subnível

O Princípio de Exclusão de Pauli estabelece que um orbital apresenta, no máximo, dois elétrons com spins opostos. Na figura abaixo estão as representações dos orbitais primeiros cinco elementos O primeiro elétron a entrar no orbital possui spin negativo e é representado por uma seta pontada para cima.

Orbital incompleto – elétrons desemparelhados

Orbital completo – elétrons emparelhados

Orbital vazio

17

Sunível s Subível p Subnível d

Capítulo II

Subnível Número máximo de elétrons

Número de orbitais

s 2 1

p 6 3

d 10 5

f 14 7

O orbital só receberá o segundo elétron, depois que todos os outros orbitais do mesmo subnível já tiverem um elétron.

Exemplo

Números QuânticosSão quatro números utilizados para identificar um elétron na eletrosfera,que são

representados por: n, m, l, m e ms.

K L M N O P Q

n = 1 2 3 4 5 6 7

18

n = número quântico principalIndica o nível energético do elétron.

Capítulo II

s p d f

Valor de l 0 1 2 3

Os orbitais são identificados pelo número quântico magnético. Num dado subnível, o orbital central tem o número quântico magnético igual a zero, os orbitais da direita têm m = +1, +2, +3, os da esquerda têm m = -1, -2, -3.

Subnível s 2 elétrons- 1 orbitalSubnível p 6 elétrons - 3 orbitaisSubnível d 10 elétrons - 5 orbitaisSubnível f 14 elétrons - 7 orbitais

ms ou s – número quântico de spin. São os números que representam os movimentos de rotação do elétron, cujo os valores são: ↑- ½ e + ½. Normalmente , a apresentação dos elétrons nos orbitais é feita por meio de uma seta.

↓ - Spin positivo, ms = + ½↑ - Spin positivo, ms = - ½

ExemploDeterminação dos quatros números quânticos do elétron diferenciador (último elétron

da distribuição ou elétron mais energético) do átomo de cobalto (Co -> Z= 27).

A distribuição por subníveis é:

19

l – número quântico secundárioNúmeros que representam os subníveis.

m ou ml - número quântico magnético

Capítulo II

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d7

Subnível mais energético = 3d7, logo os números quânticos que o definem são:

n = 3

l = 2

ml= -1

ms = + ½

20

Capítulo II

Tabela PeriódicaA base da classificação periódica atual é a tabela de Mendeleev,

com a diferença de que as propriedades dos elementos variam periodicamente com seus números atômicos e não com os pesos atômicos, como era a classificação feita por Mendeleev.

MendellevA Tabela Periódica atual é formada por 109 elementos

distribuídos em 7 linhas horizontais, cada uma sendo chamada de período.

21

Capítulo III

As linhas horizontais são chamadas de período. Os elementos pertencentes ao mesmo período possuem o mesmo número de camadas de elétrons.

Vamos verificar?

K 2 K 2 K 2

L 1 L 4 L 8

Viu só, o lítio, o carbono e o neônio possuem 2 camadas (K e L); portanto são do segundo período.

As linhas verticais da Tabela Periódica são denominadas de famílias e estão divididas em 18 colunas. Os elementos químicos que estão na mesma coluna na Tabela Periódica possuem propriedades químicas e físicas semelhantes.

A família é caracterizada pelos elétrons do subnível mais energético, portanto os elementos de uma mesma família apresentam a mesma configuração na última camada.

Vamos verificar alguns exemplos?

O berílio e o cálcio tem a mesma configuração na última camada, isto é, s2; portanto ambos pertencem à família 2A ou 2.

Algumas colunas possuem nomes especiais. Vamos conhecer quais são elas?

Número da coluna Elementos Nome da família

1ª Li, Na, K, Rb. Cs, Fr Metais alcalinos

2ª Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra Metais alcalinos terrosos

6ª O, S, Se, Te, Po Calcogênios

7ª F, Cl, Br, I, At Halogênios

Zero He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn Gases nobres, raros ou inertes

Os elementos da Tabela Periódica podem ser classificados como:

22

Capítulo III

Metais - eles são a maioria dos elementos da tabela. São bons condutores de eletricidade e calor, maleáveis e dúcteis, possuem brilho metálico característico e são sólidos, com exceção do mercúrio.

Não-Metais (ametais) - são os mais abundantes na natureza e, ao contrário dos metais, não são bons condutores de calor e eletricidade, não são maleáveis e dúcteis e não possuem brilho como os metais.

Semi-metais - elementos com propriedades intermediárias entre os metais e os não metais. São eles: boro (B), silício (Si), germânio (Ge), arsênio (As), antimônio (Sb), telúrio (Te) e polônio (Po).

Gases Nobres - são no total 6 elementos e sua característica mais importante é a inércia química.

Hidrogênio - o hidrogênio é um elemento considerado à parte por ter um comportamento único.

Cor Classe

Amarelo Metais

Azul Semi-metais

Rosa Ametais

Verde Gases nobres

Alguns grupos recebem denominações especiais, conforme mostra o quadro seguinte:

Grupo Nome

1A Grupo metais alcalinos

2A Grupos metais alcalinos terrosos

6A Grupo dos calcogênios

7A Grupo dos halogênios

23

Capítulo III

Nota:

Exemplo1. O elemento lítio (Li) se encontra o segundo período. Logo, possui configuração

eletrônica com 2 níveis energéticos.

2. A distribuição eletrônica do átomo de um elemento pode ser expressa em função da configuração eletrônica do seu gás nobre precendente na Tabela Periódica.

19K - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s1

↓

18 elétrons

↓

[Ar]

Desse modo, a configuração eletrônica do potássio pode ser:

[Ar] 4s1

Blocos da Tabela PeriódicaBloco s

É o bloco dos elementos cuja distribuição eletrônica termina em subnível s. É formado pelos grupos 1 e 2 (IA e IIA).

Grupo Subnível Mais Energético

1A s1

2A s2

Bloco p É o bloco dos elementos cuja distribuição eletrônica termina em subnível . É formado

pelos grupos que vão de 3A a 8A.

24

Capítulo III

O número do período no qual o elemento se encontra é igual ao número de níveis energéticos (camadas eletrônicas) da distribuição de seu átomo.

número do período = número de níveis

Grupo Subnível Mais Energético

3A p1

4A p2

5A p3

6A p4

7A p5

8A p6

Bloco d É o bloco dos elementos cuja distribuição eletrônica termina em subnível d. É formado

pelos grupos que vão de 3 a 12.

Grupo Subnível Mais Energético

3B d1

4B d2

5B d3

6B d4

7B d5

8B d6

8B d7

8B d8

1B d9

2B d10

Bloco fÉ o grupo formado pelas duas séries da parte inferior da Tabela Periódica (série dos

lantanídeos e série dos actnídeos).

25

Capítulo III

Classificação dos Elementos

Elementos RepresentativosPossuem elétron diferenciador no último nível e ocupam os blocos s e p.

Ex: 19K – 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1

Elementos de Transição ExternaPossuem elétron diferenciador no último nível e ocupam os bloco d.

Ex: 26Fe - 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6

Elementos de Transição InternaPossuem elétron diferenciador no último nível e ocupam os bloco f.

ExemploQual é a estrutura eletrônica do enxofre (Z= 16), por níveis e subníveis eletrônicos?

Qual a posição desse elemento na tabela periódica?

De acordo com o diagrama de Pauling

S (Z = 16) → 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 (Subníveis)

Níveis eletrônicos → 2, 8, 6

26

Capítulo III

K0

K+

F-

Tendo 3 camadas eletrônicas podemos concluir que o enxofre pertence ao terceiro período da classificação periódica; sendo o último subnível do tipo “p” e estando ele incompleto, concluímos que o enxofre está localizado no BLOCO “p” da tabela, havendo 6 elétrons na última camada, concluímos também que o enxofre está na coluna 6A (calcogênio) da classificação periódica.

Propriedades PeriódicasPropriedades periódicas são aquelas cujos valores aumentam e diminuem

periodicamente com os números atômicos.

Raio AtômicoÉ difícil medir o raio de um átomo, pois a “nuvem de elétrons” que

o circunda não tem limites bem definidos. Costuma-se então medir com auxílio de raios X, a distância (d) entre dois núcleos vizinhos e dizer que o raio atômico (r) é a metade dessa distância.

O raio atômico varia periodicamente com o aumento do número atômico (de cima para baixo e da direita para esquerda).

Notas:1. O raio atômico diminui quando ele perde elétrons e aumenta quando ele ganha.

→ Perda de 1elétron Átomo neutro Cátion

→ Ganho de 1elétron Átomo neutro Ânion

27

F0

Capítulo III

2. Para espécies isoeletrônicas (mesmo número de elétrons), observa-se que o raio diminui com o aumento da carga nuclear (número de prótons).

K+1 → 18 elétrons, 19 prótons

Cl-1 → 18 elétrons,17 prótons

Raio: Cl-1> K+1

Potencial de Ionização (PI) ou Energia de IonizaçãoÉ a energia necessária para retirar um elétron de um átomo no estado gasoso.

X(g) + PI → X+(g) + é

O potencial de ionização aumenta para cima e para direita.

A energia necessária para retirar o primeiro elétorn de um átomo é denominada 1º potencial de ionização (1º PI)

1º PI < 2ºPI < 3ºPI...

Eletronegatividade ou caráter ametálicoÉ a capacidade que um átomo tem, de atrair elétrons

de outro átomo quando os dois formam uma ligação química.O seu aumento é, em termos gerais, da esquerda para direita, excluindo os gases nobres devido a sua inércia química) e de baixo para cima.

Eletropositividade o caráter metálicoEletropositividade é a tendência de perder elétrons,

apresentada por um átomo. Desse modo, sua variação é contrária a eletronegatividade. Quanto maior for seu valor, maior será o caráter metálico.

28

Capítulo III

Afinidade eletrônica ou eletroafinidade (AE ou EA)É a energia liberada por um átomo neutro, no estado gasoso, ao receber um elétron.

X(g) + é → X-(g)

- + AEHá, contudo, algumas propriedades cujos valores

só aumentam ou só diminuem com o número atômico e que são chamadas de propriedades periódicas. Dentre elas podemos citar:

A) a massa atômica, que aumenta com o número atômico;

B) o calor especifico do elemento no estado sólido, que diminui com o aumento do número atômico (calor específico é a quantidade de calor necessária para levar de 1۫ºC a temperatura de 1g do elemento).

Ligações Químicas

A regra do octeto estabelece que os átomos dos elementos ligam-se uns aos outros na tentativa de completar a sua camada de valência (última camada da eletrosfera). Essa tendência geral dos átomos em buscar uma configuração de 8 elétrons na última camada é denominada regra do octeto.

Para atingir tal estabilidade sugerida pela regra do octeto, cada elemento precisa ganhar ou perder (compartilhar) elétrons nas ligações químicas, dessa forma eles adquirem oito elétrons na camada de valência (configuração de um gás nobre).

ExemploOs átomos de oxigênio se ligam para atingirem a estabilidade sugerida pela Regra do

Octeto. As diferentes cores de eletrosfera mostradas na figura abaixo nos ajudam a interpretar o seguinte:

Composto estável: camada de valência completa

29

Como os átomos se ligam para atingir a estabilidade eletrônica?

Capítulo III

Ligação MetálicaSão uniões de dois ou mais metais, podendo ainda incluir semimetais ou não-metais,

mas sempre com predominância dos elementos metálicos.Podemos dizer que as ligas metálicas têm maiores aplicações que os próprios metais

puros. Exemplo

• o aço é uma liga de ferro e carbono;

• o inoxidável, além de ferro e carbono, contém também níquel e cromo;

• o bronze é uma liga de cobre e estanho

• o latão é uma liga de cobre e zinco

Ligação IônicaUma ligação iônica envolve forças eletrostáticas que atraem íons de cargas opostas.

Esse tipo de ligação geralmente ocorre entre um átomo ou agrupamento de átomos que tem tendência a ceder elétrons e um átomo ou agrupamento de átomos que tem tendência a receber elétrons. Os compostos iônicos em geral apresentam altos pontos de fusão e ebulição, são sólidos duros e quebradiços e solubilizam-se facilmente em solventes polares, por exemplo, a água..

Consideremos a reação química entre um átomo de sódio e um átomo de cloro, e vejamos o que ira acontecer com as suas configurações eletrônicas.

Sódio

11Na1s2 2s2 2p63s1 K=2 L=8 M=1

O sódio apresenta 1 elétron na última camada(3s1), se ele perder este elétron passará a ter como última, a segunda camada contendo 8 elétrons (2s2 2p6).

Cloro

17Cl1s22s2 2p63s2 3p5 K=2 L=8 M=7

O cloro apresenta 7 elétrons na última camada (3s2 3p5 ). Se ele ganhar um elétron passará a ter uma composição eletrônica semelhante à de um gás nobre.

Neste exemplo, o átomo de sódio entrega definitivamente um elétron ao átomo de cloro. Desse modo, forma-se um íon positivo (cátion Na+) e um íon negativo (ânion Cl-), ambos com o “octeto completo” ou com “configuração de gás nobre” (no caso, o neônio e argônio, respectivamente).

30

Capítulo III

Tendo cargas elétricas opostas, os cátions e os ânions se atraem e se mantêm unidos pela chamada ligação iônica, originando assim a substância cloreto de sódio ( Na+ Cl-), que é o sal comum usado na cozinha.

Nota:1. Representações

Representação de Lewis ou Eletrônica (• •)

Representação estrutural ou de Kekulé (—)

Ligação CovalenteNa ligação entre dois átomos de cloro (elemento que tem a tendência a ganhar um

elétron), se estabelece um par eletrônico entre os dois núcleos, resultante da atração mútuos por elétrons de último nível.

Outros exemplos:

Molécula do gás oxigênio (O2)

Molécula da água (H2O)

Os compostos covalentes são geralmente formados pela combinação de ametal com ametal, ametal com hidrogênio ou hidrogênio com hidrogênio, isto é, entre átomos que desejam receber elétrons para completar 8 na última camada eletrônica. Neste caso cada átomo atrai um elétron do outro átomo e vice-versa. Temos então um par de elétrons “presos” entre dois átomos. Possuem, em geral baixos pontos de fusão e ebulição e, na maioria dos casos, não conduzem corrente elétrica.

31

Transferência de elétrons

entre sódio e cloro.

Capítulo III

Exemplos

Alguns compostos de boro com 6 elétrons na camada de valência.

Alguns compostos de fósforo com 10 elétrons na camada de valência.

Nota:1. Ligação covalente normal ou simples – Os dois elétrons da ligação se originam,

um de cada átomo.Ex.: Cl – Cl

2. Ligação covalente dativa ou coordenada – Quando o par de elétrons compartilhado é formado por elétrons provenientes de um só átomo, sendo representada por uma seta.

3. Um elemento só efetua covalência dativa depois de esgotadas todas as possibilidades de formação de covalência simples.

4. O par eletrônico compartilhado na ligação (simples ou dativa) pertence simultaneamente aos dois ligantes.

Geometria MolecularA maior parte das moléculas são tridimensionais Muitas moléculas possuem um átomo

central, que é rodeado por outros átomos arrumados de modo a representarem a melhor

32

Ligação covalente dativa ou covalência dativa é a união entre átomos que é estabelecida por meio de pares de elétrons, porém de modo que o par eletrônico seja trazido apenas por um dos átomos. Normalmente, cada par eletrônico coordenado corresponde a duas unidades de valência, isto é, equivale a duas ligações covalentes normais.

Capítulo III

acomodação possível no espaço e melhor equilíbrio possível das forças elétricas e magnéticas que existem em seus núcleos.

Polaridade das LigaçõesQuando átomos com eletronegatividades diferentes se combinam, a nuvem eletrônica

da ligação é polarizada (deslocada) no sentido do elemento mais eletronegativo. Por exemplo: na molécula de cloreto de hidrogênio (HCl), o átomo de cloro (mais

eletronegativo) atrai densidade eletrônica da ligação, levando à formação de um dipolo elétrico. Neste caso, dizemos que o cloro assume uma carga parcial negativa, pois os elétrons estão mais próximos dele. Por outro lado o hidrogênio assume uma carga parcial positiva

Como a ligação gerou pólos elétricos na molécula, ela é chamada de ligação covalente polar.

Em compostos iônicos, os átomos apresentam uma grande diferença de eletronegatividade: átomos que perdem – cátions (+), e átomos que ganham – ânions (-), elétrons, toda molécula iônica é polar.

Polaridade de moléculas tri e poliatômicas depende da soma vetorial dos vetores individuais (de cada ligação). Essa soma vetorial só pode ser feita após a determinação da geometria molecular.

As moléculas CO2 (geometria linear), BF3 (geometria triangular ou trigonal plana) e CCl4

(geometria tetraédrica) são apolares, embora sejam constituídas de ligações covalentes polares. Veja a Figura 2 a seguir. Nessas moléculas, os momentos de dipolo individuais são

33

Capítulo III

cancelados mutuamente em virtude das geometrias moleculares, fazendo com que o vetor momento de dipolo resultante tenha módulo igual à zero. Uma molécula apolar é caracterizada por .

Nas moléculas de H2O, NF3 e CHCl3 (clorofórmio), por exemplo, os momentos de dipolo das ligações não se anulam, e as moléculas são ditas polares, já que (momento de dipolo resultante é diferente de zero).

Oxidação e ReduçãoNa formação de uma ligação iônica, um dos átomos cede definitivamene elétrons pra o

outro.

34

A polaridade de uma molécula depende não só da polaridade de suas ligações mas, também da forma geométrica da molécula. Quando uma molécula é totalmente simétrica, quer na distribuição dos átomos, quer na distribuição dos pares eletrônicos livres, ela será apolar. Pelo contrário, quando os “vetores-polaridade” não se anulam, a molécula será polar.

Capítulo III

ExemplosDizemos, então, que o sódio sofreu Oxidação (perda de elétrons) e o cloro sofreu

Redução (ganho de elétrons).

Número de Oxidação (Nox)É a carga que um átomo adquire numa substância.

ExemploNa formação da substância NaF (fluoreto de sódio), o sódio (Na) perde um elétron

para o flúor(F), logo teremos:

Na → Nox = +1

F → Nox = -1

Para calcularmos o Nox, devemos seguir algumas regras:

1. A soma dos Nox numa substância é igual a zero.

2. O Nox de um elemento numa substância simples é igual a zero.

Elementos de Nox constantes Valor do Nox

Metais alcalinos (grupo 1) e prata (Ag) +1

Metais alcalinos – terrosos (grupo 2, Zn e Cd) +2

Alumínio (Al) +3

Flúor -1

3. O hidrogênio (H) possui Nox = +1, a não ser nos compostos binários com metais, onde seu Nox é igual a -1.

35

Oxidação é a perda de elétrons.

Redução é o ganho de elétrons.

Reação de oxi-redução é quando há transferência de elétrons

Capítulo III

4. O oxigênio (O) possui Nox = -2. Porém nos peróxidos e superóxidos, que serão estudados nos próximos capítulos, o oxigênio possui número de oxidação igual a -1, e -1/2, respectivamente.

5. O cloro (Cl), o bromo(Br) e o iodo(I) possuem Nox = -1 em compostos não oxigenados e +1, +3, +5 e +7 nos compostos oxigenados.

6. O enxofre (S) possui Nox = -2 nos compostos não oxigenados e +2, +4 e +6 nos oxigenados.

ExemploCálculo do número de oxidação do manganês na substância KMnO4.

K+1 Mnx O 24−

+1 + x -8 = 0

x = +7Para praticar: Calcule o número de oxidação do elemento sublinhado:

H2CO3

Na2SO4

Ni2O3

Zn(NO3)2

Forças ou Ligações IntermolecularesSão interações que mantêm unidas moléculas de substâncias no estado sólido e

líquido.

Ligação dipolo-dipolo ou dipolo permanenteUne moléculas polares. As moléculas, por apresentarem

um dipolo permanente, ou seja, um pólo de carga positiva e outro de carga negativa, atraem-se mutuamente , de modo que o pólo positivo de uma molécula atrai o pólo negativo de outra molécula e assim sucessivamente.

Ligação de HidrogênioCaso particular da ligação dipolo-dipolo que ocorre

em substâncias que possuem o hidrogênio ligado ao flúor, oxigênio ou nitrogênio. Esse tipo de interação é mais forte que as demais ligações dipolo-dipolo. Por isso a água possui pontos de fusão e ebulição mais elevados do grupo 16.

36

Capítulo III

Força de Van der WallsUne moléculas apolares : Br—Br ....Br—Br

37

Dedo de lagartixa pode inspirar fabricação de adesivo Comprovado mecanismo que confere ao réptil habilidade de escalar paredes

Lagartixas são excelentes alpinistas: escalam paredes com uma velocidade que pode atingir um metro por segundo. Quando a lagartixa sobe pela parede, a geometria especial de seus dedos produz forças de Van der Waals, interações eletromagnéticas fracas que garantem adesão segura entre as patas do réptil e a superfície. A descoberta pode ajudar os engenheiros a desenvolverem novos tipos de adesivo.

Capítulo III

Ácidos

Os ácidos são muito comuns em nosso dia-a-dia: o vinagre (ácido acético), limão, laranja e demais frutas cítricas contém o ácido cítrico, a bateria de automóvel, contém ácido sulfúrico, ácido muriático, usado para a limpeza de azulejos, pisos, etc.

Ácidos são substâncias que, em solução aquosa, se ionizam produzindo como íon positivo apenas cátion hidrogênio (H+).

O H+ será, então, o radical funcional dos ácidos:HCl + H2O → H3O+ + Cl-

HNO3 + H2O → H3O+ + NO3

38

Capítulo IV

Os ácidos são encontrados em muitos produtos comuns.

No nosso dia-a-dia, já experimentamos substâncias que possuem sabor azedo, como o suco de limão. Outras apresentam sabor adstringente como caju verde. Esses tipos de sabores caracterizam dois grupos de substâncias: Ácido e Bases.

Classificação dos ÁcidosClassificação dos ácidos quanto ao número de hidrogênios ionizáveis:

a) Monoácidos - Apresentam apenas um hidrogênio ionizável.HBr, HCl, HNO3, HF.

b) Diácidos - Apresentam dois hidrogênios ionizáveis.H2SO4, H2CO3, H2S.

c) Triácidos - Apresentam três hidrogênios ionizáveis. H3BO3, H3PO4.

d) Tetrácidos - Apresentam quatro hidrogênios ionizáveis. H4SiO4, H4P2O7.

Classificação dos ácidos quanto à presença de oxigênio na moléculae) Hidrácidos - Não apresentam oxigênio na molécula.

HBr, HCl, HF.f) Oxiácidos - Apresentam oxigênio na molécula.

H4SiO4, H2SO4, H3PO4.

NomenclaturaÁcidos Não-Oxigenados (ou hidrácidos) - Para denominar esse tipo de ácido, basta

escrever o nome do elemento, seguido da terminação ídrico:HF - ácido fluorídricoHBr – ácido bromídricoHCl – ácido clorídrico

Ácidos Oxigenados (ou oxi-ácidos)- Exemplos de oxiácidos e seus respectivos nomes:

Subgrupo do Metal Nox Terminações

4 A+ 2 OSO

+ 4 ICO

5A e 7A+ 3 OSO

+ 5 ICO

6A+ 4 OSS

+ 6 ICO

39

Capítulo IV

Nomenclatura dos ácidosFórmula NomenclaturaH2SO4 ácido sulfúricoH2SO3 ácido sulfurosoHNO3 ácido nítricoHNO2 ácido nitroso

Alguns nomes terminam com o sufixo oso. O que será que isso quer dizer? À primeira vista, parece que tem a ver com o número de átomos de oxigênios na

estrutura.H2SO4 – 4 átomos de oxigênio – ácido sulfúricoH2SO3 – 3 átomos de oxigênio – ácido sulfuroso

HNO3 – 3 átomos de oxigênio – ácido nítricoHNO2 – 2 átomos de oxigênio – ácido nitroso

E como ficaria, então, a nomenclatura dos seguintes ácidos: HClO4, HClO3, HClO2 e HClO?

Apenas os sufixos ico e oso não são suficientes para diferenciar esses quatro ácidos, não é mesmo? O que fazer?

Fórmula NomenclaturaHClO4 ácido percloricoHClO3 ácido clóricoHClO2 ácido clorosoHClO ácido hipocloroso

Observa-se novamente que a diferença entre os quatro ácidos listados acima é o número de átomos de oxigênio. Mas não é só isso. Os diferentes sufixos e prefixos indicam o estado de oxidação (também chamado de número de oxidação) do átomo central do ácido.

Bases (ou Hidróxidos)

40

Capítulo IV

As bases sã o muito comuns em nossa vida diária. Vários líquidos de limpeza usados na cozinha contém base, como por exemplo, hidróxido de sódio. O chamado “leite de magnésia”, usado para combater a acidez estomacal, contém hidróxido de magnésio, Mg(OH)2.

- 1 átomo de oxigênio

- 1 átomo de oxigênio

Bases são compostos que, por dissociação iônica, liberam como íon negativo apenas o ânion OH-, também chamado de hidroxila.

O OH- será, então, o radical funcional das bases:NaOH → Na+ + OH-

Ca(OH)2 → Ca+2 + 2 OH-

Classificação das BasesDe acordo com o número de hidroxilas (OH-)

1. Monobases - possuem apenas uma OH-

NaOH, NH4OH2. Dibases - possuem duas OH-

Ca(OH)2, Fe(OH) 2

3. Tribases - possuem três OH-

Al(OH) 3, Fe(OH) 3

4. Tetrabases - possuem quatro OH-

Sn(OH) 4, Pb(OH) 4

De acordo com o grau de ionização - Bases fortes: quando o grau de ionização é praticamente 100%. É o caso dos hidróxidos dos metais alcalinos e dos metais alcalinos terrosos, que já são, iônicos por natureza.

NaOH, KOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2

Bases fracas - cujo grau de ionização é, em geral, inferior a 5%. É o caso do hidróxido de amônio e dos hidróxidos dos metais em geral - excluídos os metais alcalinos e alcalinos terrosos; que são moleculares por sua própria natureza.

NH4OHDe acordo com a solubilidade em água - Solúveis: hidróxido dos metais alcalinos e

hidróxido de amônio. Pouco solúveis - hidróxido dos metais alcalinos terrosos. Praticamente insolúveis - todos os demais.

NomenclaturaPara dar nome a uma base, escrevemos hidróxido de seguido do nome do metal

(cátion).Hidróxido de _______________ (nome do elemento)NaOH – hidróxido de sódioNH4OH – hidróxido de amônio

41

Capítulo IV

Quando um mesmo elemento forma cátions com diferentes cargas, o número de carga do íon é acrescentado no final do nome. Outra forma é acrescentar o sufixo -oso ao íon de menor carga e –ico ao íon de maior carga.

Hidróxido de _______________ (nome do elemento)

Fe(OH)3 – Hidróxido férricoFe(OH)2 – Hidróxido ferroso

SaisSão compostos iônicos que possuem, pelo menos, um cátion diferente do H+ e um

ânion diferente do OH-.

Um sal é formado por um cátion B, proveniente da baase,e um ânion A, proveniente do ácido, segundo o esquema:

NaCl, NaHSO4, Ca(OH)Cl

A reação entre um ácido e uma base de Arrhenius – chamada reação de neutralização – forma um sal e água.

HCl + NaOH → NaCl + H2OÁcido Base Sal Água

Classificação dos SaisQuanto à presença de oxigênio

1. Sal halóide - não possui oxigênioNaCl

2. Oxissal - Possui oxigênioKNO3

Quanto aos ânions presentes1. Sal ácido - possui hidrogênio ionizável

NaHCO3

2. Sal básico - possui hidroxilaMgOHBr

42

Capítulo IV

ICO – Nox maior

OSO – Nox menor

NomenclaturaO nome do sal é formado pela substituição do sufixo presente no nome do ácido de

origem pelo sufixo do radical presente no sal, segundo a tabela abaixo:

Ácido Base

ÍDRICO ETO

OSO ITO

ICO ATO

Notas:1º. Sais formados por metais de número de oxidação variável apresentam duas

formas de nomenclatura:FeCl2 – Cloreto de ferro II ou cloreto ferrosoFeCl3 - Cloreto de ferro III ou cloreto férrico

2º. A nomenclatura de sais ácidos e básicos seguem as formas apresentadas a seguir:

Sal ácidoNaHCO3 – Carbonato ácido de sódio Hidrogenocarbonato de sódio Bicarbonato de sódio

Sal básicoMgOHCl – Cloreto básico de magnésio Hidroxicloreto de magnésio

ÓxidosSão compostos binários nos quais o oxigênio é o elemento mais eletronegativo. Na

natureza são encontrados com grande freqüência, como por exemplo:H2O – ÁguaSiO2 – Sílica (areia)CO2 – Gás carbônicoFe2O3 – Hematita (minério de ferro)MnO2 – pirolusita (minério de manganês)

43

Capítulo IV

Classificação e nomenclatura dos óxidosÓxidos básicos ou anfóteros - São formados por metal + oxigênio e reagem com a

água para formar bases.Na2O - óxido de sódioAl2O3 - óxido de alumínioOs óxidos dos metais de número de oxidação variável recebem 3 nomes:Fe2O3 - Trióxido de diferro (contagem dos átomos) Óxido de ferro III (Nox do metal em algarismo romano) Óxido férrico (Terminção ICO para o maior Nox)

Óxidos ácidos (também chamados Anidridos) - São formados por oxigênio + ametal e reagem com a água para formar ácidos.

Os anidros mais importantes são formados por ametais com número de oxidação positivos que se encontram relacionados no quadro seguinte:

Subgrupo do Metal Nox Terminações

4 A

+ 2 OSO

+ 4 ICO

5A e 7A

+ 3 OSO

+ 5 ICO

6A + 4 OSS

+ 6 ICO

Nomenclatura dos Ácidos(Mono/Di/Tri/Tetra/etc...) + óxido de + (Mono/Di/Tri/Tetra/etc...)(Nome do Ametal)

CO2 - Dióxido de carbono; N2O3 - Trióxido de dinitrogênio Óxido de nitrogênio III Anidrido nitroso

Óxidos neutros - Não reagem com a águaCO - monóxido de carbono

44

Capítulo IV

Reações Químicas

No Flash Descartável Ocorre Uma Reação de SínteseOs flashes fotográficos descartáveis, bastante difundidos há

alguns anos, são fabricados com um filamento de magnésio metálico que, na hora do “clic”, sofre uma reação com o oxigênio do ar:

2 Mg + O2 → 2MgODois reagentes Um único produto

Antes de utilizar o flash descartável, vemos um filamento feito de magnésio metálico que depois do uso se transforma, por reação com o oxigênio, em óxido de magnésio. Deve-se à energia liberada na reação a intensa luz branca que chega a ofuscar nossos olhos. Alguns foguetes sinalizadores de socorro para aviões e navios também se baseiam nesse processo. Trata-se do que os químicos chamam de reação de síntese ou de adição, aquela em que existem dois ou mais reagentes e um único produto.

IntroduçãoNuma reação química, as moléculas (ou aglomerados iônicos) iniciais são

“desmontadas” e seus átomos são reaproveitados para “montar” as moléculas (ou aglomerados iônicos) finais.

→

Podemos escrever essa reação mais rapidamente, escrevendo:2 H2 + O2 → 2 H2O

A essa representação damos o nome de equação química.

45

Capítulo IV

Duas moléculas de hidrogênio (H2)

Uma molécula de hidrogênio (O2)

Duas moléculas de água (H2O)

São os reagentes que vão “desaparecer” durante a reação.

São os produtos que “aparecem” após a reação.

+

Quando substâncias são transformadas em outras, dizemos que ocorreu um fenômeno químico, isto é, ocorreu uma equação química.

Os coeficientes (2,1,2) indicam a proporção de moléculas que participam da reação. (Não é costume escrever o coeficiente 1, que então, subentendido). O objetivo dos coeficientes é igualar o número total de átomos de cada elemento no primeiro e no segundo membro da equação.

Equações IônicasQuando uma reação envolve substâncias iônicas, podemos escrever apenas os íons

que nos interessam na explicação do fenômeno químico. Por exemplo:H+ + OH- → H2O equação iônica

Classificação Das Relações QuímicasAs reações químicas podem ser classificadas segundo vários critérios. No momento

vamos classificá-las em:

• Reações de síntese ou adição;

• Reações de análise ou decomposição;

• Reações de deslocamento ou de substituição ou de troca simples;

• Reações de dupla troca ou dupla substituição.

Reações de Síntese (ou Adição)Ocorre quando uma substância se divide em duas ou mais substâncias de estruturas

mais simples. Por exemplo: Δ 2 HgO → 2 Hg + O2

Δ 2 KClO3 → 2KCl + 3O2

MnO2

Certas reações de análise ou de decomposição recebem n.

Reações de Análise (ou Decomposição)Ocorre quando uma substância se divide em duas ou mais substâncias de estruturas

mais simples. Por exemplo:2 HgO → 2 Hg + O2

Δ 2 KClO3 → 2 KC + 3 O2

46

Capítulo IV

MnO2

Certas reações de análise ou de decomposição recebem nomes especiais como:Pirólise – decomposição pelo calor (na indústria é chamada também de calcinação);Fotólise – decomposição pela luzEletrólise – decomposição pela eletricidade

Reações de Deslocamento (ou de Substituição, ou de Troca Simples)Ocorrem quando uma substância simples reage com uma substância composta e

“desloca” desta última uma nova substância simples:

Fe + CuSO4 → FeSO4+ Cu↓

Fe + 2 HCl → FeCl2 + H2

Reações de Dupla Troca (ou Dupla Substituição)Ocorrem quando dois compostos reagem, permutando entre si dois elementos ou

radicais e dando origem a dois novos compostos:NaCl + AgNO3 → AgCl ↓ + NaNO3

FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S

Reações de OxirreduçãoSão reações que se processam com variação do número de oxidação de um ou mais

elementos. O aumento do número de oxidação e provocado pela perda de elétrons, sendo denominado oxidação. A redução é a diminuição do número de oxidação, provocado por um ganho de elétrons.

Exemplo de reação de oxirredução:

SnCl2 + 2 FeCl3 → SnCl4 + 2 FeCl2

Escrevendo os números de oxidação dos elementos sobre seus símbolos, teremos:

47

Capítulo IV

OxidaçãoAumento do NoxPerda de elétrons

ReduçãoDiminuição do NoxGanho de elétrons

REDUÇÃO

SnCl2 + 2 FeCl3 → SnCl4 + 2 FeCl2Nessa reação podemos identficar:

a) Elemento oxidado: Sn (sofre aumento do Nox)b) Elemento reduzido: Fe ( sofre diminuição do Nox)c) Elemento oxidante: Fe (se reduz, oxidando um outro elemento)d) Elemento redutor: Sn ( se oxida, reduzindo um outro elemento)e) Agente oxidante: FeCl3 (substância que contém o elemento oxidante)f) Agente redutor: SnCl2 (substância que contém o elemento redutor)

Quando Ocorre Uma Reação Química?Para duas substâncias reagirem quimicamente, é necessário que os reagentes tenham

uma certa afinidade química. Embora seja fácil constatar que existem reagentes “mais reativos” e outros “menos reativos”.

Reações de Oxi-reduçãoUm reagente deve ter “vontade de ceder elétrons” e outro, “vontade de receber

elétrons”.a) Os matais têm sempre a tendência para ceder elétrons, consequentimente, os

metais se oxidam e agem como redutores. Comparando vários metais, foi possível determinar quais os metais com “maior tendência” e os que têm “menor tendência” para ceder elétrons. Daí surgiu a “Fila da Reatividade”:

48

Capítulo IV

+2 -1 +3 -1 +4 -1 +2 -1

OXIDAÇÃO

Por exemplo:

Os não-metais têm sempre a tendência para receber elétrons, consequentimente, os não-metais se reduzem e agem como oxidantes. Podemos também arrumar os não-metais numa Fila de Reatividade:

Por exemplo:

No primeiro copo ocorreu reação formando bromo (Br2), comprovando-se que o cloro deslocou o bromo, sendo, portanto, mais reativo que ele:

Cl2 + 2 NaBr → Br2 + 2 NaCl Reatividade Cl > Br

49

Capítulo IV

O cloro consegue deslocar o bromo

Já no segundo copo não houve reação, evidenciando- se que o bromo é menos reativo que o cloro e, dessa forma, não consegue deslocá-lo:

Br2 + 2 NaCl → não ocorre Reatividade Cl > Br

Balanceamento Das Reações QuímicasO número total de átomos deve ser o mesmo nos dois membros da equação química.

Método Direto (ou das “tentativas”)Conforme o próprio nome sugere, consiste em “tentar” encontrar os coeficiente

adequados fazendo elemento por elemento. Para facilitar o processo, devemos ajustar os elementos na seguinte ordem:

1º. Metais2º. Ametais3º. Hidrogênio4º. Oxigênio

Por exemplo: para balancear a equação: H2SO3 + Al(OH)3 → Al2(SO3) 3 + H2O Seguiremos os seguintes passos:

1º. Balancear o alumínio (metal)

H2SO3 + 2 Al(OH)3 → Al2(SO3) 3 + H2O

2º. Balancear o enxofre (ametal)

3H2SO3 + 2 Al(OH)3 → Al2(SO3) 3 + H2O

3º. Balancear o hidrogênio

50

Capítulo IV

O bromo não consegue deslocar o cloro

3H2SO3 + 2 Al(OH)3 → Al2(SO3) 3 + 3 H2O

4º. Conferir o oxigênio, que nesse caso, já se encontra ajustado.

Desta forma, a equação balanceada fica:3H2SO3 + 2 Al(OH)3 → Al2(SO3) 3 + 3 H2O

Método de Oxi-ReduçãoAs reações de oxirredução têm um número próprio de balanceamento, que se baseia

em igualar o número de elétrons cedidos pelo redutor ao recebido pelo oxidante. Por exemplo:Balancear os coeficientes da seguinte reação de oxirredução:

S + HNO3 → H2SO4 + NO2 + H2O

Primeiramente, verificar os elementos que sofrem variação do número de oxidação:

S + HNO3 → H2SO4 + NO2 + H2O

Em seguida, igualamos os números de elétrons cedidos aos recebidos:

S → S (x 1)

N → N (x 6)-----------------------------------------------

1 S + 6 N → 1 S + 6 N

51

Capítulo IV

OXIDAÇÃO

REDUÇÃO

0 +1 +5 -2 +1 +6 -2 +4 -2 +1 -2

0 -6é +6

6 hidrogênios

+5 +1é +4

0 +5 +6 +4

Depois, fixamos os coeficientes obtidos na equação original: 1 S + 6 HNO3 → 1 H2SO4 + 6 NO2 + 2 H2O

Outros Tipos de Reações

Reações com Oxigênio (Combustões)O oxigênio é um ametal bastante reativo que consegue reagir com quase todos os

demais elementos químicos; a reação é, em geral, denominada queima ou combustão é produz óxidos de vários tipos. Por exemplo:

2 Cu + O2 → 2 CuO

Reações com HidrogênioO hidrogênio reage com metais e com ametais de alta reatividade, formando hidretos.

Por exemplo:H2 + Cl2 → 2 HCl

Reações com ÁguaOs metais alcalinos e alcalinos-terrosos reagem com água em temperatura ambiente,

formando hidróxidos correspondentes:2Na + 2 H2O → 2 NaOH + H2

52

Capítulo IV

A Chuva ÁcidaA chuva ácida contém um certo grau natural de acidez, que não prejudica o

ambiente. No entanto, essa acidez pode sofrer alterações e aumentar muito quando a água da chuva reage com dióxido de enxofre (SO2) e dióxido de nitrogênio (NO2). Esses gases resultam, principalmente, da combustão do carvão mineral, do petróleo e de seus derivados.

A reação desses dois gases com a água, podem se formar dois ácidos: o sulfúrico e o nítrico, os quais são absorvidos pelas gotas de chuva, preciptando-se sob a forma de chuva ácida.

Conseqüências - florestas podem ser destruídas, monumentos e paredes de edifícios, estatuas e veículos são corroídos e etc.

Propriedades do CarbonoO carbono apresenta quatro elétrons em sua camada de

valência, isso significa que ele pode formar quatro ligações, sendo assim pode se unir a outros átomos como: H, O, N, Cl. Essa propriedade que o carbono tem explica a variedade de compostos orgânicos existentes na natureza, por isso se diz que o carbono é tetravalente.

Cadeia CarbônicaÉ toda estrutura formada por átomos de carbono ligados entre si. Os elementos mais

comuns nas cadeias carbônicas são:Carbono - é tetravalente e efetua sempre quatro ligações, que são

representadas por traços ao seu redor. Apesar de poder fazer até quatro ligações, com um mesmo átomo ele pode efetuar somente três.

Hidrogênio - é monovalente e efetua somente uma ligação, que é representada por um traço.

Oxigênio - é divalente e efetua duas ligações, que são representadas por dois traços. Pode se ligar a dois átomos ao mesmo tempo ou efetuar suas duas ligações com o mesmo átomo.

Nitrogênio - é trivalente e efetua três ligações, que são representadas por três traços. Pode se ligar a dois ou três átomos ao mesmo tempo, ou ainda, efetuar suas três ligações com o mesmo átomo.

53

Capítulo V

Os átomos de carbono das cadeias podem ser classificados de acordo com o número de outros carbonos a que se encontrem ligados.

Carbono primário - ligado a somente um outro átomo de carbono.

Carbono secundário - ligado a dois outros átomos de carbono.

Carbono terciário - ligado a três outros átomos de carbono.

Carbono quaternário - ligado a quatro outros átomos de carbono.

Para este tipo de classificação não se considera se a ligação entre os carbonos é simples, dupla ou tripla, somente o número de carbonos a que se encontra ligado.

Tipos de Representações das CadeiasExiste maneiras diferentes de representar a cadeia de um composto orgânico:

• As ligações entre os carbonos indicados por traços (-)

54

Capítulo V

Ciclopropano 1-buteno

• Representação em bastão 1-buteno

• Podemos também simplificar por meio de índices: H3C - CH2 - O - CH2 - CH3

• Fórmula molecular: C4H10

Tipos de Ligações

Os diferentes tipos de ligações que ocorrem entre os átomos de carbono foram representados da seguinte forma:

Ligação Simples

Ligação Dupla

Ligação Tripla

Classificação das Cadeias Carbônicas

Cadeia Aberta, Acíclica (ou Alifática)Apresenta pelo menos duas extremidades e nenhum ciclo ou anel.

55

Capítulo IV

Cadeia Fechada (ou Cíclica)Não apresenta extremidades e os átomos originam um ou mais ciclos (anéis).

Cadeia RamificadaPossui pelo menos um carbono terciário ou quaternário.

Cadeia NormalPossui carbonos primários e secundários.

H3 - CH2 - CH2 – CH3

Cadeias Alicíclicas (ou Não Aromáticas)São cadeias que não apresentam o núcleo aromático ou benzênico

Cadeias Aromáticas

56

Capítulo IV

Cadeia SaturadaApresenta somente ligações simples entre os átomos da cadeia

Cadeia Insaturada (ou Não Saturada)Apresenta pelo menos uma dupla ou tripla ligação entre átomos da cadeia.

Quanto à Natureza dos Átomos Que Compõem a CadeiaPodem ser classificadas em homogênea ou heterogênea

Cadeia HomogêneaÉ constituída somente por átomo de carbono

Cadeia HeterogêneaApresenta pelo menos um heteroátomo na cadeia.

Funções OrgânicasOs compostos orgânicos se encontram distribuídos em diversas funções orgânicas,

que são grupos de substâncias com propriedades semelhantes, normalmente caracterizados por um grupamento de átomo comum, que é denominado grupamento funcional.

57

Capítulo V

HidrocarbonetosSão compostos que apresentam em sua composição átomos

de carbono e hidrogênio. Vejamos as características dos principais hidrocarbonetos:

Alcanos - são hidrocarbonetos alifáticos saturados, isto é, apresentam cadeia aberta com simples ligações apenas.

Fórmula geral: CnH2n+2

Nomenclatura dos AlcanosPrefixo indicativo dos números de carbonos + sufixo ANO

Nº de carbonos 1 2 3 4 5

Prefixo met et prop but pent

Nº de carbonos 6 7 8 9 10

Prefixo hex hept oct non dec

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A celulose das verduras também tem a mesma fórmula molecular do amido, porém o aparelho digestivo humano não consegue digeri-la, aproveitando apenas os sais minerais e as vitaminas. Por isso, as verduras cruas não têm valor calórico, constituindo-se de fibras alimentares. Porém, quando cozidas, elas podem ser digeridas, tornando-se calóricas, ou seja, engordam.A molécula de glicose tem a fórmula estrutural:

Nessa molécula, estão presentes as funções orgânicas álcool e aldeído.

A parafina é composta por alcanos.

Capítulo V

Ciclohexano: C5H12

C4H10

Alcenos (ou olefinas) - são hidrocarbonetos alifáticos insaturados que apresentam uma dupla ligação.

Fórmula geral: CnH2n

Eteno: C2H4

Alcinos - são hidrocarbonetos alifáticos insaturados por uma tripla ligação. Fórmula geral: CnH2n-2

Etino: C2H2, também conhecido como Acetileno.

Alcadienos - são hidrocarbonetos alifáticos insaturados por duas ligações duplas. Fórmula geral: CnH2n-2

1,3-Butadieno: C4H6

Hidrocarbonetos CíclicosCicloalcanos - apresentam cadeia fechada com apenas simples ligações.

Ciclohexano: C5H12

59

Capítulo V

Anel

Cicloalcenos - são hidrocarbonetos cíclicos insaturados por uma dupla ligação.Ciclobuteno: C4H6

Aromáticos (ou Arenos) - são hidrocarbonetos em cuja estrutura existe pelo menos um anel benzênico (aromático).

Anel Benzeno: C6H6

Álcoois - são compostos orgânicos que apresentam um ou mais grupos hidroxilas

(OH) ligados a átomos de carbono saturados. Os álcoois são mais reativos que os hidrocarbonetos e apresentam caráter praticamente neutro. Na nomenclatura dos álcoois utilizamos o sufixo ol para indicar o grupo funcional -OH.

Classificação dos AlcoóisQuanto a Posição do Grupo -OH

Álcool primário - a hidroxila está ligada a um átomo de carbono primário.Álcool secundário - a hidroxila está ligada a um átomo de carbono secundário.Álcool terciário - a hidroxila está ligada a um átomo de carbono terciário.

60

Obs.: Note que a cadeia deve ser enumerada a partir da extremidade mais próxima do grupo funcional. Se a hidroxila estiver ligada a um carbono insaturado o composto é chamado de enol (altamente instável).

Capítulo V

Quanto ao Número de HidroxilasMonoálcool - possui somente 1 grupo funcional -OH.Diálcool - possui 2 grupos funcionais -OH.Triálcool - possui 3 grupos funcionais -OH.

Fenóis - são compostos orgânicos em que o grupo -OH se liga diretamente ao anel benzênico. Os fenóis apresentam caráter ácido, em sua nomenclatura usamos o prefixo hidroxi.

Aldeídos - são compostos orgânicos que apresentam o grupo carbonila na extremidade do composto. Os aldeídos são desidratantes, em sua nomenclatura usamos o sufixo al.

Fórmula Geral:

61

trinitro fenol (nomenclatura usual)

ou 2-metil-fenol ou orto-metil-fenol1-hidroxi-2-metil-benzeno

O//

R – C \ H

Capítulo V

Cetonas - são compostos orgânicos que apresentam o grupo carbonila entre carbonos. Em sua nomenclatura usamos o sufixo ona.

Fórmula Geral:

Haletos Orgânicos: - são compostos derivados dos hidrocarnonetos pela troca de um ou mais hidrogênios por halogênios (F, Cl, Br, I).

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propana butanodial

pentanona pentanodiona-2,3

A História do ChanelPrimeiro perfume de CHANEL, criado em 1921, o nº 5 revolucionou o

mundo das fragrancias pela utilização em sua fórmula de corpos sintéticos, os aldeídos, em proporções até então inéditas. Da família dos florais-aldeídos, o perfume se transformou em um mito e permanece um best-seller até os dias de hoje. A embalagem que permanece imutável foi considerada inovadora e moderna para a sua época, em vidro com transparência de 100%.

As cetonas podem ser encontradas na natureza em flores e frutos e até em nossos organismos (em pequena quantidade), fazendo parte dos corpos cetônicos na corrente sanguínea. Esse composto é empregado para fabricar alimentos e perfumes.

O//

H3C – CH2 – C \ H

O O \\ //

C – CH2 – CH2 – C / \

H H

R – C – R || O

Capítulo V

Fórmula Geral: R-X

Éteres - são compostos orgânicos que apresentam um oxigênio ligado a dois

radicais orgânicos. Os éteres são obtidos a partir da desidratação intermolecular dos álcoois. Sua nomenclatura é composta pelo radical menor escrito com a terminação oxi, seguido do nome do hidrocarboneto correspondente ao radical maior.

Fórmula Geral: R - O - R

Ácidos Carboxílicos - são compostos orgânicos que apresentam a hidroxila ligada ao grupo carbonila. Os ácidos carboxílicos tem caráter ácido, em sua nomenclatura usamos o prefixo ácido e o sufixo óico.

Fórmula Geral:

Fique atento

63

1-cloro-butano oucloreto de butila (nomenclatura usual)

metóxi-etano ou éter-metil-etílico (nomenclatura usual)

metóxi-benzeno

ácido metanóico ácido 3-metil-pentanóico

Obs: os ácidos carboxílicos com mais de 10 carbonos na cadeia principal são chamados de ácidos graxos (constituintes de óleos e gorduras animais e vegetais).

Haletos orgânicos proporcionam a ação

spray

dicloro-diflúor-metano

F|

CL – C – CL|F

H3C – O – CH2 – CH3

O //

R – C \

OHO //

H – C \

OH

Capítulo V

Esteres - são compostos orgânicos usados como essências. Constituem também óleos vegetais e animais, ceras e gordura. São obtidos a partir da reação entre álcool ou fenol e ácido carboxílico. Sua nomenclatura é composta pelo nome do ácido formador trocando a terminação ico por ato seguido pela preposição de e pelo nome do radical correspondente ao álcool ou fenol.

Fórmula Geral:

Sais de Ácidos Carboxílicos - são compostos orgânicos que derivam dos ácidos carboxílicos pela substituição do hidrogênio da hidroxila por um metal. Em sua nomenclatura, dá-se o sufixo ato ao nome da cadeia de origem (igual aos ésteres) seguido da preposição de e do nome metal. Os sais de ácidos carboxílicos de cadeia longa são denominados de sabões.

Fórmula Geral:

64

propanoato de metila butanoato de fenila

etanoato de sódio

O ácido metanóico provém das formigas

Ésteres são usados para dar sabor a balas e gomas de

mascar.

O //

R – C \ O – R

O //

H3C – CH2 – C \ O – CH3

O //

H3C – C \

O Na+

O //

R – C \

O Na+

Capítulo V

Haletos de Ácidos - são compostos orgânicos que derivam dos ácidos carboxílicos pela substituição da hidroxila por um halogênio. Em sua nomenclatura, o nome do ânion correspondente ao haleto seguido da preposição de e do nome do acido de origem com a terminação ila.

Fórmula Geral:

Anidridos de ácido carboxílico - são compostos orgânicos obtidos pela desidratação inter-molecular de dois ácidos carboxílicos. Sua nomenclatura é composta pela palavra anidrido seguido do nome do menor ácido e por fim o nome do maior ácido. Caso o anidrido possuir cadeias iguais, não se deve repetir o nome do ácido.

Fórmula Geral:

Aminas - são compostos orgânicos derivados da amônia (NH3) pela substituição de um ou mais hidrogênios por radicais alquila ou arila. As aminas são usadas como corantes. Em sua nomenclatura usa-se o nome do radical seguido da palavra amina.

Fórmula Geral:

Amina primária Amina secundária Amina terciária

metil-etil-vinil-amina fenil-amina

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brometo de propanoila

Ácido Propanóico --> Anidrido Etanóico

O//

R – C \ X

H/

R – N \ H

H/

R – N \ R

R/

R – N \ R

NH2

Capítulo V

Amidas - são compostos orgânicos obtidos normalmente da reação de um ácido carboxílico e uma amina. Em sua nomenclatura, substitui-se a terminação óico do ácido carboxílico por amida. São usados na preparação de medicamentos.

Fórmula Geral:

Nitrilas - são compostos orgânicos obtidos do ácido cianídrico pela substituição do hidrogênio por um radical derivado de hidrocarboneto. Em sua nomenclatura, usa-se o nome do hidrocarboneto correspondente seguido do sufixo nitrila.

Fórmula Geral: R-C NH2C = CH - C N H3C - C Npropeno nitrila etano nitrila

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propanamida

Aminas incluem compostos biológicos de maior importância, respondendo por várias funções em organismos vivos, como regulação biológica, neurotransmissores e defesa contra predadores. Por seu alto grau de atividade biológica, muitas aminas comuns são utilizadas como drogas ou medicamentos. Como exemplo de neutransmissores, podemos citar a adrenalina, que é secretada pelas glândulas sob condições de stress ou medo.

O //

R – C \ NH2

A amida mais importante é a uréia, que é um dos produtos finais do metabolismo dos animais, sendo eliminada pela urina.

Capítulo V

Nitro composto: - são compostos orgânicos derivados do ácido nítrico pela substituição da hidroxila por um radical alquila ou arila. Em sua nomenclatura, usa-se o prefixo nitro seguido do nome do hidrocarboneto correspondente.

Fórmula Geral : ou

2-nitropentano 2,4,6 trinitrotolueno (T.N.T)

Tiocompostos - são compostos orgânicos em que ocorre a troca do oxigênio por enxofre.

tio éter

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Luva de nitrila

Esses compostos orgânicos são utilizados na fabricação de

luvas

O//

R – N O

R – NO2

H3C – S – CH2 – CH3

Capítulo V

Seguem abaixo alguns trechos de uma matéria da revista “Superinteressante”, que descreve hábitos de um morador de Barcelona (Espanha), relacionando-os com o consumo de energia e efeitos sobre o ambiente.

I. "Apenas no banho matinal, por exemplo, um cidadão utiliza cerca de 50 litros de água, que depois terá que ser tratada. Além disso, a água é aquecida consumindo 1,5 quilowatt-hora (cerca de 1,3 milhões de calorias), e para gerar essa energia foi preciso perturbar o ambiente de alguma maneira....”

II. “Na hora de ir para o trabalho, o percurso médio dos moradores de Barcelona mostra que o carro libera 90 gramas do venenoso monóxido de carbono e 25 gramas de óxidos de nitrogênio ... Ao mesmo tempo, o carro consome combustível equivalente a 8,9 kwh.”

III. “Na hora de recolher o lixo doméstico... quase 1 kg por dia. Em cada quilo há aproximadamente 240 gramas de papel, papelão e embalagens; 80 gramas de plástico; 55 gramas de metal; 40 gramas de material biodegradável e 80 gramas de vidro.”

No trecho I, a matéria faz referência ao tratamento necessário à água resultante de um banho. As afirmações abaixo dizem respeito a tratamentos e destinos dessa água. Entre elas, a mais plausível é a de que a água:

A) passa por peneiração, cloração, floculação, filtração e pós-cloração, e é canalizada para os rios.

B) passa por cloração e destilação, sendo devolvida aos consumidores em condições adequadas para ser ingerida.

C) é fervida e clorada em reservatórios, onde fica armazenada por algum tempo antes de retornar aos consumidores.

D) passa por decantação, filtração, cloração e, em alguns casos, por fluoretação, retornando aos consumidores.

E) não pode ser tratada devido à presença do sabão, por isso é canalizada e despejada em rios.

Também com relação ao trecho I, supondo a existência de um chuveiro elétrico, pode-se afirmar que:

A) a energia usada para aquecer o chuveiro é de origem química, transformando-se em energia elétrica.

B) a energia elétrica é transformada no chuveiro em energia mecânica e, posteriormente, em energia térmica.

C) o aquecimento da água deve-se à resistência do chuveiro, onde a energia elétrica é transformada em energia térmica.

D) a energia térmica consumida nesse banho é posteriormente transformada em energia elétrica.

E) como a geração da energia perturba o ambiente, pode-se concluir que sua fonte é algum derivado do petróleo.

Uma moda atual entre as crianças é colecionar figurinhas que brilham no escuro. Essas figuras apresentam em sua constituição a substância sulfeto de zinco. O fenômeno ocorre porque alguns elétrons que compõem os átomos dessa substância absorvem energia luminosa e saltam para níveis de energia mais externos. No escuro, esses elétrons retomam

68

Questões

aos seus níveis de origem, liberando energia luminosa e fazendo a figurinha brilhar. Essa característica pode ser explicada considerando o modelo atômico proposto por:

A) Dalton.

B) Thomson.

C) Lavoisier.

D) Rutherford.

E) Bohr.

“O coração artificial colocado em Elói começou a ser desenvolvido há quatro nos Estados Unidos e já é usado por cerca de 500 pesssoas. O conjunto, chamado de Hearmate, é formado por três peças principais. A mais importante é uma bolsa importante com 1,2 quilo, 12 centímetros de diâmetro e 3 centímetros de espessura,

feita de titânio – um metal branco pesado, leve e resistente.”Revista Veja, julho de 1999.

Entre os metais abaixo, aquele que apresenta, na última camada, número de elétrons igual ao do titânio é o:

A) C

B) Na

C) Ga

D) Mg

E) Xe

O Fim do Mau CheiroAlgodão que elimina odor desagradável é a novidade entre os tecidos inteligentes. O mau cheiro é causado por bactérias que proliferam com o calor e umidade. O tecido é tratado com um composto químico à base de cloro, que mata esses microorganismos, eliminando o calor.

Para evitar as propriedades desse composto, basta colocar o vestruário em uma solução com água sanitária, produto de uso doméstico que contém hipoclorito de sódio – NaClO.

A) Com base na Tabela de Classificação Periódica, escreva onome da família e o grupo a que pertence o elemento cloro.

B) Determine o número de oxidação do oxigênio e do hipoclorito de sódio.

69

Questões

O Mg(OH)2 em água (leite de magnésia) é consumido popularmente como laxante e antiácido. De acordo com a equação abaixo, pede-se apontar as afirmativas corretas sobre Mg(OH)2.

Mg(OH)2 (s) + H2O (l) → Mg+2(aq) + 2OH-

(aq)

A) É uma substância básica.

B) Em água é pouco solúvel.

C) Em água produz uma solução neutra.

D) Em água produz um cátion e dois ânions.

E) Tem duas cargas positivas e uma negativa.

Em 1984, a Estátua da Liberdade, em Nova York, Estados Unidos, teve de ser restaurada porque a poluição ácida corroeu a sua estrutura metálica. A precipitação ácida ocorre quando aumenta, na atmosfera, a concentração de:

A) SO2

B) CO

C) MgO

D) NaOH

E) CaCO3

Antes de um funileiro soldar peças de zinco galvanizadas, ele as limpa com uma solução de ácido muriático (ácido clorídrico). Assinale a equação que mais bem representa a reação, bem como sua classificação.

A) Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 , reação de dupla troca

B) ZnO + 2HCl → ZnCl2 + H2O; reação de decomposição

C) ZnO + 2HCl → ZnCl2 + H2O; reação de dupla troca

D) Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 , reação de decomposição

E) ZnO + 2HCl → ZnCl2 + H2O; reação de oxidação

Alguns cuidados devem ser tomados por quem decide iniciar o cultivo do girassol. A oleaginosa deve ser plantada em solos descompactados, com pH acima de 5,2 (que indica menor acidez da terra). Conforme as recomendações da Embrapa, o agricultor deve colocar, por hectare, 40 kg a 60 kg de nitrogênio, 40 kg a 80 kg de fósforo. O pH do solo, na região do agricultor, é de 4,8. Dessa forma, o agricultor deverá fazer a "calagem".

Suponha que o agricultor vá fazer calagem (aumento do pH do solo por adição de cal virgem - CaO). De maneira simplificada, a diminuição da acidez se dá pela interação da cal (CaO) com a água presente no solo, gerando hidróxido de cálcio (Ca(OH)2) que reage com os íons H1+ (dos ácidos), ocorrendo, então, a formação de água e deixando os íons Ca2+ no solo.

Considere as seguintes equações:

I. CaO + 2H2O => Ca(OH)3

II. CaO + H2O => Ca(OH)2

III. Ca(OH)2 + 2H+ => Ca2+ + 2H2O

IV. Ca(OH)2 + H+ => CaO + H2O

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Questões

O processo de calagem descrito acima pode ser representado pelas equações:

A) I e II

B) I e IV

C) II e III

D) II e IV

E) III e IV

Uma região industrial lança ao ar gases como o dióxido de enxofre e óxidos de nitrogênio, causadores da chuva ácida. A figura mostra a dispersão desses gases poluentes.

Considerando o ciclo da água e a dispersão dos gases, analise as seguintes possibilidades:

I. As águas de escoamento superficial e de precipitação que atingem o manancial poderiam causar aumento da acidez da água do manancial e provocar a morte dos peixes.

II. A precipitação na região rural poderia causar aumento de acidez do solo e exigir procedimentos corretivos, como a calagem.

III. A precipitação na região rural, embora ácida, não afetaria o ecossistema, pois a transpiração dos vegetais neutralizaria o excesso ácido.

A) pode ocorrer apenas a I.

B) pode ocorrer apenas a II.

C) podem ocorrer tanto a I quanto a II.

D) podem ocorrer tanto a I quanto a III.

E) podem ocorrer tanto a II quanto a III.

Considere os compostos etanol e seu isômero dimetil-éter e respectivos pontos de ebulição:

Etanol: + 78,3º C

Dimetil – éter: -24ª C

Não obstante terem a mesma fórmula molecular (C2H6O), o ponto de ebuição do etanol é tão maior que o dimetil-éter porque:

A) apenas no etanol podem formar-se pontes de hidrogênio

B) a molécula do etanol é apolar e a do dimetil-éter, polar

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Questões

C) a molécula do dimetil-éter é polar e forma pontes de hidrogênio

D) no dimetil-éter a molécula é apolar e, no etanol, polar

E) no etanol predominam Forças de Van der Walls

As características dos vinhos dependem do grau de maturação das uvas nas parreiras porque as concentrações de diversas substâncias da composição das uvas variam à medida que as uvas vão amadurecendo. O gráfico a seguir mostra a variação da concentração de três substâncias presentes em uvas, em função do tempo.

O teor alcoólico do vinho deve-se à fermentação dos açúcares do suco da uva. Por sua vez, a acidez do vinho produzido é proporcional à concentração dos ácidos tartárico e málico.

Considerando-se as diferentes características desejadas, as uvas podem ser colhidas:

A) mais cedo, para a obtenção de vinhos menos ácidos e menos alcoólicos.

B) mais cedo, para a obtenção de vinhos mais ácidos e mais alcoólicos.

C) mais tarde, para a obtenção de vinhos mais alcoólicos e menos ácidos.

D) mais cedo e ser fermentadas por mais tempo, para a obtenção de vinhos mais alcoólicos.

E) mais tarde e ser fermentadas por menos tempo, para a obtenção de vinhos menos alcoólicos

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Questões