NDICE

01- tomo........................................................................................................................02 02- Texto: Estrutura Atmica..........................................................................................02 03- Chave de Correo....................................................................................................06 06- Texto: ons.................................................................................................................07 07 -Texto: Elementos Qumicos......................................................................................08 08- Texto: Istopos, Isbaros e Istonos.........................................................................12 09- A Eletrosfera.............................................................................................................14 10- Matria Substncia e Mistura....................................................................................24 11- Texto: Substncia As Vrias Qualidades da Matria.............................................26 12- Texto: Substncias x Misturas...................................................................................33 13- Texto: Misturas Homogneas e Heterogneas- Fases de um sistema.......................36 14- Tabela Peridica........................................................................................................42 15- As Propriedades Peridicas dos Elementos..............................................................52 16- Valncia.....................................................................................................................63 17- Texto: Ligaes Inicas Busca de Equilbrio entre Metais e Ametais...................67 18- Ligao Covalente Normal........................................................................................73 19- Texto: Ligao Covalente Dativa e Ligaes Covalentes Polar e Apolar................78 20- Auto-Avaliao Mdulo 02....................................................................................86 21- Funes Inorgnicas: Bases, xidos, cidos e Sais.................................................93 22-Texto: Bases ou Hidrxidos - OH- ligado a Ction...................................................96 23- Texto:xidosCompostos Binrios de oxignio eletronegativo............................ 102 24- Funo xido .........................................................................................................105 25- cidos Compostos de Hidrognio Eletropositivo................................................107 26- Texto: Sais a Neutralizao de cidos e Bases..................................................... .117 27- cidos Carboxlicos................................................................................................132 28- Nomenclatura Usual: Um Costume........................................................................134 29- Bibliografia..............................................................................................................137

TOMO 1

Nestas atividades de ensino, voc vai ler textos e resolver exerccios que lhe permitiro atingir os seguintes objetivos: 1 CARACTERIZAR TOMO: CONCEITO, PARTCULAS FUNDAMENTAIS, LOCALIZAO, CARGA ELTRICA, MASSA E SMBOLO DESSAS PARTCULAS. 2 CARACTERIZAR ON: CONCEITO E TIPOS. 3 DISTINGUIR NMERO ATMICO (Z) E NMERO DE MASSA (A) E OS DIVERSOS ELEMENTOS QUMICOS. 4 CARACTERIZAR ISTOPOS, ISBAROS E ISTONOS.

1

TEXTO: A ESTRUTURA ATMICA

Conceito Sabemos que tudo que nos rodeia e ocupa lugar no espao matria. Mas de que constituda a matria? Filsofos gregos, no sculo V antes de Cristo, admitiam, intuitivamente, que a matria seria constituda de partculas indivisveis, a que chamaram de tomo. Somente por volta de 1803 apareceu uma teoria, com bases experimentais, que comprovou a existncia do tomo: a teoria atmica de John Dalton. Verificou-se, enfim, que o tomo o componente de toda a matria: a Terra o Universo, todos os seres vivos so constitudos de tomos. . TOMO A UNIDADE FUNDAMENTAL DA MATRIA Depois de Dalton, outras teorias ou modelos surgiram, aprofundando o conhecimento sobre o tomo. O modelo atualmente aceito chamado tomo nuclear. Partculas constituintes do tomo O modelo nuclear admite que o tomo formado por uma regio central extremamente pequena, o ncleo, em torno do qual giram diminutas partculas, constituindo uma outra regio, a eletrosfera. Porm o tomo no macio: a maior parte dele composta por espaos vazios, ou seja, o tomo descontnuo. O ncleo contm basicamente dois tipos de partculas: os prtons e os nutrons. Os prtons tm massa aproximadamente igual massa do nutron: cerca de 0,000 000 000 000 000 000 000 001 670 gramas. uma grandeza to pequena que se convencionou represent-la por 1. A eletrosfera contm apenas eltrons. Verificou-se, experimentalmente, que a massa dos eltrons 1.836 vezes menor que a dos prtons; por isso considerado como partcula de massa desprezvel, representada por 0. Ento: PARTCULAS MASSA PRTON 1 NUTRON 1 ELTRON DESPREZIVEL ou 0 Assim, o tomo no indivisvel como se supunha: compe-se de vrias 2

partculas e pode ser quebrado, como acontece nas exploses atmicas. Veja a figura a seguir representando um tomo de hlio, que possui 4 partculas no ncleo: 2 prtons (p+) e 2 nutrons (n). Na eletrosfera esto 2 eltrons (e -), que giram em torno do ncleo a tal velocidade que no se pode determinar exatamente as suas posies. p+ n p+ Observao: Em 1914, o fsico Niels Bohr comparou o movimento dos eltrons com o dos planetas ao redor do Sol. Os eltrons estariam em rbitas fixas como os planetas. Hoje, acredita-se que o movimento dos eltrons seja como o das abelhas ao redor da colmia: ora estariam prximos, ora estariam mais afastados, formando uma espcie de nuvem eletrnica ao redor do ncleo. A velocidade dos eltrons to grande que impossvel determinar simultaneamente sua posio e sua quantidade de movimento (Princpio da Incerteza de Heisenberg). Por isso, dissemos antes que os eltrons estariam em algum lugar ao redor do ncleo. TODOS OS PRTONS SO IGUAIS, TODOS OS ELTRONS SO IGUAIS E TODOS OS NUTRONS SO IGUAIS. O QUE TORNA UM TOMO DIFERENTE DO OUTRO A QUANTIDADE DESTAS PARTCULAS EM CADA TOMO. Carga eltrica das partculas Os eltrons giram ao redor do ncleo, e isto significa que existe uma fora que atrai os eltrons para o ncleo. Essa fora vem das cargas eltricas que as partculas atmicas possuem: PRTON CARGA POSITIVA (+1) ELTRON CARGA NEGATIVA (-1) NUTRON CARGA NULA (0) O ncleo, sendo positivo, devido presena dos prtons, atrai os eltrons (carga negativa) que esto na eletrosfera. No entanto, o tomo isolado um sistema eletricamente neutro, porque o nmero de cargas positivas igual ao nmero de cargas negativas. NO TOMO ELETRICAMENTE NEUTRO, O NMERO DE PRTONS IGUAL AO NMERO DE ELTRONS, O NMERO DE NUTRONS (PARTCULAS NEUTRAS) NO INFLUI NESSE ASPECTO, O NMERO DE NUTRONS NO NCLEO PODE SER MENOR OU MAIOR QUE O DE PRTONS. n

Smbolo das partculas As partculas atmicas so simbolizadas por sua letra inicial minsculas, antecedida de 3

dois ndices: o ndice do alto indica a massa da partcula; o ndice de baixo indica sua carga. Assim: Prton nutron eltron 1 1 0 0n + p e Vamos resumir as caractersticas das partculas na tabela seguinte, para voc ter uma viso global do que dissemos at agora: PARTCULAS LOCALIZAO Prton Ncleo Nutron Eltron Ncleo Eletrosfera CARGA +1 0 -1 MASSA 1 1 desprezvel SMBOLO 1 + p1 0 0

n

e

O dimetro do tomo de aproximadamente 0,000 000 03 cm. to pequeno que, se cada ser humano fosse do tamanho de um tomo, toda populao mundial caberia na cabea de um alfinete. E os ncleos atmicos, ento, so bem menores: medem geralmente cerca de 0,000 000 000 000 1 cm. Por exemplo: se tomssemos o maracan como modelo do tomo, conservando a escala, o ncleo seria do tamanho de um pulga. Como j dissemos, entre o ncleo e os eltrons no existe nada, s um grande vazio. Se fosse possvel pegar todos os tomos da terra e comprimi-los, de modo que os eltrons se juntassem ao ncleo, caberiam todos num dedal de costureira. Devido a essas dimenses to pequenas, o tomo invisvel, mesmo ao microscpio eletrnico, mas os cientistas dispem de mtodos capazes de permitir a construo de modelos dele, baseados em dados experimentais. 1 EXERCCIOS VOC, ESTAR PREPARADO PARA RESOLVER OS EXERCCIOS SE, APS O ESTUDO DO TEXTO, SOUBER: O QUE TOMO. QUAIS AS CARACTERSTICAS DO TOMO. QUAIS AS PARTCULAS FUNDAMENTAIS DO TOMO. QUAL A, LOCALIZAO, A CARGA ELETRICA, A MASSA E O SMBOLO DAS PARTCULAS SUBATMICAS. QUAL A RELAO ENTRE O NMERO DE PRTONS E ELTRONS NO TOMO ELETRICAMENTE NEUTRO.

CASO TENHA DVIDAS, REESTUDE A PARTE DO TEXTO QUE TRATA DO ASSUNTO, QUANDO SE SENTIR SEGURO, PROSSIGA.

I ESCREVA, NOS PARNTESES, V (VERDADEIRA) OU F (FALSA).CORRIJA, 4

EM SEGUIDA, AS ALTERNATIVAS FALSAS. . 1. ( ) tomo uma poro de matria. ______________________________________________________________ 2. ( 3. ( ) O tomo indivisvel. ______________________________________________________________ ) Os tomos compem-se de trs partculas fundamentais: prtons, nutrons e eltrons. ______________________________________________________________ ) O tomo tem forma esfrica compacta. ______________________________________________________________ ) Os tomos so diferentes porque seus prtons, nutrons e eltrons so diferentes. ______________________________________________________________ ) No ncleo de cada tomo, exceto no de hidrognio, h sempre prtons e nutrons. ______________________________________________________________ ) A partcula atmica que tem carga positiva o eltron. ______________________________________________________________ ) A partcula que se localiza na eletrosfera o prton. ______________________________________________________________ ) A partcula simbolizada por 0 n representa um nutron. ______________________________________________________________ ) O numero de nutrons de um tomo sempre igual ao nmero de eltrons. ______________________________________________________________1

4. ( 5. (

6. (

7. ( 8. (

9. (

10. (

II ASSINALE, COM UM X, NOS PARNTESES, A(S) ALTERNATIVA(S) CORRETA(S). 1. Um tomo eletricamente neutro quando a. ( ) no de prtons = no de nutrons. b. ( ) no de prtons = no de eltrons. c. ( ) no de eltrons = no de nutrons. d. ( ) no de nutrons > no de prtons e eltrons. 2. Tendo-se o seguinte tomo, teremos em algum lugar a nuvem eletrnica. a. ( ) 3 eltrons. p+ n b. ( ) 2 eltrons. n c. ( ) 6 eltrons. n p+ + d. ( ) Nenhuma das respostas anteriores. p n III ASSOCIE AS COLUNAS ESCREVENDO, NOS PARNTESES, A LETRA 5 n n n

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

ADEQUADA, ATENO, POIS A MESMA CLASSIFICAO PODE SE REFERIR A DUAS PARTCULAS. ( ) carga (1+) ( A ) Prton ( ) carga (1- ) ( ) carga 0 ( B ) Eltron ( ) massa 1 ( ) massa desprezvel ( C ) Nutron ( ) no ncleo ( ) na eletrosfera 1 ( ) smbolo 0 n

9. ( ) smbolo 0 e 10. ( ) smbolo +1 p IV COMPLETE AS LINHAS EM BRANCO, COLOCANDO O NMERO DE PRTONS OU DE ELTRONS. 1. tomo de ncleo 8 nutrons 2. tomo de ncleo 61 nutrons oxignio __ prtons prata 47 prtons eletrosfera: 8 eltrons eletrosfera: ___eltrons 3. tomo de ferro ncleo 30 nutrons __ prtons eletrosfera: 26 eltrons 4. tomo de ncleo 20 nutrons clcio __ prtons eletrosfera: 20 eltrons

1

CHAVE DE CORREO tomo a menor parte da matria que apresenta todas as propriedades de um elemento qumico. O tomo compe-se de vrias partculas subatmicas e pode ser desintegrado, como acontece nas exploses atmicas. Apesar de o tomo ser composto por vrias partculas, os prtons, eltrons e nutrons so as fundamentais. Os tomos apresentam grandes vazios, pois o dimetro do ncleo um centsimo de milsimo menor que o do tomo. Os tomos so diferentes porque o nmero das partculas que apresentam diferente (na verdade so os prtons que tornam os tomos diferentes, como veremos mais tarde). Existe um tomo de hidrognio que apresenta no ncleo apenas o prton; no tem nutron. Esse hidrognio chama-se prtio. A partcula atmica que tem carga positiva o prton; o eltron tem carga negativa. A partcula localizada na eletrosfera o eltron; o prton localiza-se no ncleo. Esta verdadeira porque sabemos que o nutron tem carga 0 e massa 1. O nmero de prtons de um tomo eletricamente neutro sempre igual ao nmero de eltrons. 6

I 1. ( F ) 2. ( F ) 3. ( V ) 4. ( F ) 5. ( F ) 6. ( V ) 7. ( F ) 8. ( F ) 9. ( V ) 10. ( F )

II 1. b. ( X ) no de prtons = no de eltrons. 2. a. ( X ) 3 eltrons. III A seqncia : 1. (A); 2. (B); 3. (C); 4. (A, C); (B); 8. (C); 9. (B); 10. (A). IV 1. 8 prtons 1 2. 47 eltrons 3. 26 prtons 5. (B); 6. (A, C); 7.

4. 20 prtons

TEXTO: ONS

Conceito Sabemos que, quando um ncleo atrai um nmero de eltrons exatamente igual ao seu nmero de prtons, forma-se um tomo eletricamente neutro. No entanto, pode-se remover ou acrescentar eltrons a um tomo neutro, formando-se um tomo carregado eletricamente, chamado on. ON UM TOMO CARREGADO ELETRICAMENTE, POR PERDA OU GANHO DE ELTRONS. Tipos de ons Quando removemos eltrons de um tomo neutro, o on resultante ter carga positiva, porque o nmero de prtons torna-se maior que o de eltrons. O on positivo recebe o nome de ction. Podemos dizer que a atrao entre o eltron e o ncleo como uma tira de elstico esticada, ligando as duas partculas; pode-se esticar tanto a tira de elstico que ela acaba por arrebentar, libertando as duas partculas. Isto se d custa de energia, ou seja, um agente externo que exerce uma fora sobre o eltron para arranc-lo do tomo neutro. Alguns tomos neutros podem ganha eltrons, formando ons negativos, os nions. Essa transformao no requer energia; ao contrrio, libera energia. Em resumo: ON: TOMO ELETRICAMENTE CARREGADO. TIPOS: CTION ON QUE PERDEU ELTRONS E FICOU COM MAIOR NMERO DE PRTONS QUE DE ELTRONS; EXIGE ENERGIA PARA QUE HAJA PERDA DE ELTRONS. NION ON QUE RECEBEU ELTRONS E FICOU COM MAIOR NMERO DE ELTRONS QUE DE PRTONS; LIBERA ENERGIA PARA A AQUISIO DE ELTRONS.

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2

EXERCCIO FAA OS EXRCICIOS, PARA RESOLV-LOS, VOCE PRECISA SABER: O QUE ON. QUAL A CONDIO PARA QUE O TOMO SE TORNE UM CTION OU UM NION.

EM CASO DE DVIDA, VOLTE SEMPRE A LER O TEXTO. I COMPLETE AS LACUNAS, DE MODO QUE AS AFIRMATIVAS SE TORNEM VERDADEIRAS. 1. O tomo eletricamente carregado chama-se ______________. 2. O on pode ter carga eltrica positiva ou negativa. O on tem carga eltrica positiva quando seu nmero de eltrons ______________ que o nmero de prtons. O on tem carga negativa quando o nmero _____________ menor que o de _____________. 3. O on de carga positiva chama-se ______________. 4. O on de carga negativa chama-se ______________. 5. Para que o tomo ceda alguns de seus eltrons, tornando-se um ___________, necessrio fornecer-lhe ______________. 6. Para que o tomo receba eltrons, tornando-se um _______________, necessrio que ele _____________ energia. 7. O ______________ tem igual nmero de prtons e eltrons; o ____________ tem o nmero de prtons maior ou menor que o nmero de eltrons. 2 CHAVE DE CORREO 4. nion; 5. ction /

I - 1. on; 2. menor / prtons / eltrons; 3. ction; energia; 6. nion / libere; 7. tomo / on. 3 TEXTO: ELEMENTOS QUMICOS

Nmero atmico (Z) Nmero atmico a quantidade de prtons que um tomo possui. Cada um dos tomos existentes possui um nmero caracterstico de prtons; no h dois tomos com a mesma quantidade destas partculas. O NMERO DE PRTONS QUE CADA TOMO TEM CHAMADO NMERO ATMICO (SMBOLO Z). Z = p+ , ONDE: NMERO DE PRTONS = p+ NMERO ATMICO = Z

Observe os exemplos: 8

* O tomo de hlio tem 2 prtons no ncleo. Logo, o seu nmero atmico 2. p+ = 2 Z = 2 * O tomo de flor tem 9 prtons no ncleo. Logo, o seu nmero atmico 9. p+ = 9 Z = 9 Nmero de massa atmica (A) Este um conceito relacionado com a massa do tomo. Sabemos que, das trs partculas fundamentais do tomo, o eltron possui massa desprezvel. Portanto: O NMERO DE MASSA DE UM TOMO DADO PELA SOMA DO NMERO DE PRTONS E NUTRONS EXISTENTES NO NCLEO (SMBOLO A). OU NMERO DE NUTRONS = n + A = p + n , ONDE NMERO DE PRTONS = p+ NMERO DE MASSA = A Observe os exemplos: * O tomo de sdio tem 11 prtons e 12 nutrons no ncleo. Logo, o seu nmero de massa 23. p+ = 11 e n = 12 A = 11 + 12 A = 23 * O tomo de oxignio tem 8 prtons e 8 nutrons no ncleo. Logo, o seu nmero de massa 16. p+ = 8 e n = 8 A=8+8 A = 16 Assim, no se esquea: NMERO ATMICO (Z) = NMERO DE PRTONS (p+). NMERO DE MASSA (A) = NMERO DE PRTONS (p+) + NMERO DE NUTRONS (n). Elemento qumico: conceito Elemento qumico o conjunto de tomos de um mesmo tipo, que apresentam o mesmo nmero atmico. Todos os tomos de hidrognio, por exemplo, tm o nmero atmico igual a 1. O conjunto de tomos de hidrognio forma, portanto, o elemento qumico hidrognio. Da mesma maneira, o elemento qumico oxignio formado por todos os tomos que tm nmero atmico igual a 8. Existem mais de 100 elementos qumicos, os quais se combinam para a formao de tudo o que existe na natureza - e a diferena entre esses elementos o seu nmero de prtons. ELEMENTO QUMICO UM CONJUNTO DE TOMOS DE IGUAL NMERO ATMICO. 9

Nome e smbolo dos elementos Cada elemento qumico tem um nome e um smbolo. O smbolo geralmente tirado do nome do elemento em latim, obedecendo a seguinte regra: a primeira letra sempre com a inicial maiscula do nome do elemento; a segunda letra, se houver, ser minscula (isso evita que dois elementos cujos nomes comecem com a mesma letra tenham o mesmo smbolo). Veja alguns exemplos: 1 Nome em portugus Origem do nome Smbolos Hidrognio Hydrogenum (latim) H Potssio Kalium (latim) K Cloro Chlorus (grego) Cl Enxofre Sulfur (latim) S Cromo Chroma (grego) Cr Sdio Natrium (latim) Na Mercrio Hydrargyrium (latim) Hg O elemento qumico pode ser representado tambm pela indicao do seu nmero atmico e do seu nmero de massa. O nmero atmico deve ser escrito esquerda e um pouco abaixo do smbolo, e o nmero de massa esquerda e um pouco acima, ou ento direita e um pouco acima. Assim: Este smbolo representa um tomo 238 238 de urnio (U), que tem nmero ou 92U 92 U atmico (Z) 92 e nmero de massa (A) 238. Por esta representao, podemos determinar quantos prtons, eltrons e nutrons os tomos dos elementos possuem. Veja: * prtons: 92 ( o nmero atmico)238 92

U

* eltrons: 92 (pois o nmero de prtons sempre igual ao de eltrons, no tomo neutro) * nutrons: 238 92 = 146 (se Z + n = A, ento n = A Z) ELEMENTO QUMICO TOMOS COM MESMO Z Z = NMERO ATMICO Z = p+ p+ = NMERO DE PRTONS A = NMERO DE MASSA A=Z+n n = NMERO DE NUTRONS n = A Z e- = NMERO DE ELETRONS e- = p+ = Z (NO TOMO NEUTRO)

NO SE ESQUEA:

_________________________1 Ao final destas atividades, apresentamos-lhe um quadro contendo todos os elementos qumicos, seus smbolos e nmeros atnmicos, por ordem alfabtica. Voc poder consult-lo para se familiarizar com os elementos, mas no precisa decor-los 10

3

EXERCCIOS PARA RESOLVER OS EXERCICOS VOC DEVE SABER: O QUE SO NMERO ATMICO E NMERO DE MASSA E COMO CALCUL-LOS. O QUE ELEMENTO QUMICO E COMO SIMBOLIZ-LO.

SE VOC TIVER ALGUMA DVIDA, DURANTE OU APS A REALIZAO DOS EXERCICIOS, RELEIA O TEXTO. I DETERMINE NMERO DE PARTCULA DOS TOMOS REPRESENTADOS A SEGUIR. e- : ____ e- : ____ e- : ____ 1.19

F 9

p+: ____ n : ____

2.

31 15

P p+: ____ n : ____

3.

50 35

Br

p+: ____ n : ____

II ASSINALE, COM UM X, NOS PARNTESES, A NICA ALTERNATIVA CORRETA. 1. Elemento qumico o conjunto de tomos com o mesmo nmero de: a. ( ) prtons. b. ( ) eltrons. c. ( ) massa. d. ( ) nutrons. 2. A diferena entre o nmero de massa de um tomo e seu nmero atmico resulta no nmero de: a. ( ) prtons. b. ( ) eltrons. c. ( ) nutrons. d. ( ) prtons e nutrons. III FAA O QUE SE PEDE. 1. Complete a representao dos elementos a seguir com base nos dados apresentados. a. b.40 ____

K, sendo n = 21

c. d.

___ 9

F, sendo n = p+ + 1 Mn, sendo e- = 25

___ 17

Cl, sendo n = 18

55 ___

2. Com base nos smbolos abaixo, identifique os que se referem ao mesmo elemento qumico.40 20

K

20 9

Y

40 19

V

42 20

W

44 20

K

So do mesmo elemento___________

3

CHAVE DE CORREO I 1. 9 p+, 9 e-, 10 n; 2. 12 p+, 15 e-, 16 n; 3. 35 p+, 35e-, 45 n. Dado o smbolo de um elemento, com indicao do nmero de massa e do nmero atmico, podemos determinar a quantidade de prtons, eltrons e nutrons. Assim: 80 A = Z + n; portanto n = A Z = 80 35 = 45 35 Br Z = nmero de prtons = nmero de eltrons II 1. a. (X) prtons 2. c. (X) nutrons. 11

III 1. a. 19 K;

40

b. 17 Cl;40

35

c. 9 F;42 44

19

d. 25 Mg.

55

2. So do mesmo elemento 20 K, 20 W, 20 K. So do mesmo elemento os tomos que tm o mesmo nmero atmico (ndice inferior). 4 TEXTO: ISTOPOS, ISBAROS E ISTONOS Nem sempre os tomos de um mesmo elemento qumico tm o mesmo nmero de massa. Esse fenmeno de ocorrncia de tomos do mesmo elemento com nmeros de massa diferentes recebe o nome de isotopia, e tais tomos so chamados istopos. O elemento carbono, por exemplo, formado por trs istopos: o carbono-12, o carbono-13 e o carbono-14. C 6C 6C Z=6 Z=6 Z=6 p+ = 6 p+ = 6 p+ = 6 A = 12 A = 13 A = 14 n= 6 n=7 n=8 Veja outro exemplo: o prtio, o deutrio e o trtio so istopos do mesmo elemento qumico, o hidrognio. Prtio Deutrio Trtio 1 2 3 1H 1H 1H Z =1 Z =1 Z =1 + + p =1 p =1 p+ =1 A=1 A =2 A=3 n=0 n=1 n=2 Mais istopos: 8 O,35 17 16 17 8 37 17 12 6 13 14

O, Cl

18 8

O

(oxignio-16, oxignio-17, oxignio-18)

Cl,

(Cloro-35, cloro-37)

ISTOPOS SO TOMOS DO MESMO ELEMENTO QUMICO (MESMO NMERO ATMICO), MAS NMEROS DE MASSA DIFERENTES. ISTOPOS: Z IGUAL, A DIFERENTE. tomos de elementos qumicos diferentes podem eventualmente ter o mesmo nmero de massa. Esse fenmeno recebe o nome de isobaria, e os tomos em questo so denominados isbaros. O potssio-40, por exemplo, isbaro do clcio-40. 40 40 19 K 20 Ca Z =19 Z =20 P+ = 19 p+ = 20 A = 40 A = 40 n = 21 n = 20 14 14 O mesmo acontece com o 6 C (carbono-14) e o 7 N (nitrognio-14). 12

ISBAROS SO TOMOS DE DIFERENTES ELEMENTOS QUMICOS, PORTANTO, APRESENTAM DIFERENTES NMEROS ATMICOS, MAS MESMO NMERO DE MASSA. ISBAROS : A IGUAL, Z DIFERENTE. tomos de elementos qumicos diferentes podem eventualmente ter o mesmo nmero de nutrons. Esse fenmeno recebe o nome de isotonia, e os tomos em questo so denominados istonos. O trtio, por exemplo, istono do hlio-4. 3 4 1H 2 He Z=1 Z=2 p+ = 1 p+ = 2 A=3 A=4 n=2 n=2 Mais istonos:19 9 58 27

F (flor-19) e o 10 Ne (nenio-20 Co (cobalto-58) e o 28 Ni (nquel-59)59

20

ISTONOS SO TOMOS DE DIFERENTES ELEMENTOS QUMICOS. PORTANTO, APRESENTAM DIFERENTES NMEROS TOMICOS, DIFERENTES NMEROS DE MASSA, MAS MESMO NMERO DE NUTRONS. ISTONOS: n IGUAL, A E Z DIFERENTES.

4

EXERCCIOS

VOC ESTAR PREPARADO PARA RESOLVER OS EXERCCIOS, SE SOUBER: O QUE SO ISTOPOS, ISBAROS E ISTONOS. SE ESTIVER SEGURO DESSES CONCEITOS, PROSSIGA. SENO, REVEJA O TEXTO. I - EXAMINE OS TOMOS REPRESENTADOS A SEGUIR E RESPONDA AO QUE SE PEDE. 37 36 38 40 40 1. Quais so istopos?_______________________ 19 A 18 B 20 C 18 D 19 E 2. E isbaros?______________________________ 3. E istonos?______________________________ II ASSINALE, COM UM X, NOS PARNTESES, A(S) ALTERNATIVA(S) CORRETA(S). 1. Um tomo possui 7 p+, 7 n e 7 e-. Seu istopo 17 16 15 a. ( ) 8 O b. ( ) 8 O c. ( ) 23 Na d. ( ) 7 N 11 13

2. O tomo 18 Ar a. ( ) isbaro do 19 K b. ( ) istopo do 19 K39 38 40 40

40

c. ( ) istono do 19 K d. ( ) n. r. a.

40

3. Os tomo 19 K e 18 Ar so a. ( ) istopos. b. ( ) isbaros. c. ( ) istonos. d. ( ) istonos e isbaros. 4. O istono do tomo 26 Fe ter a. ( ) n = 30 b. ( ) Z = 26 436 56

c. ( ) A = 56

d. ( ) A = 30

CHAVE DE CORREO40 37 19

I - 1. 18 B e 18 D;

A e 19 E;

40

2. 18 D e 19 E;

40

40

3. 19 A, 18 B e 20 C.

37

36

38

Comentrios: 1) B e D so istopos porque Z = 18; A e E tambm porque Z = 19 2) D e E so isbaros porque A = 40 3) A, B e C so istonos porque n = 18. II 1. d. (X) 7 N.15

2. a. (X) isbaro de 19 K.

40

3. c. (X) istonos.

4. a. (X) n = 30.

ATIVIDADES DE ENSINO A ELETROSFERA Agora vamos estudar os eltrons e sua disposio na eletrosfera. Os objetivos destas atividades so: 1 2 CARACTERIZAR O MODELO ATMICO DE RUTHERFORD-BOHR. APLICAR O DIAGRAMA DE LINUS PAULING NA DISTRIBUIO ELETRNICA EM SUBNVEIS E NVEIS DE ENERGIA. TEXTO: DISTRIBUIO Distribuio eletrnica segundo o modelo atmico de Rutherford-Bohr O modelo atmico de Rutherford-Bohr prega que os tomos esto em movimento giratrio em torno do ncleo, localizados em camadas ou nveis de energia. Este modelo, no sentido de explicar o comportamento dos eltrons, pode ser resumido nos trs princpios seguintes: 1o) NO TOMO, OS ELTRONS ESTO GIRANDO EM REGIES DE ENERGIA 14

1

DETERMINADA, QUE SE CHAMAM NVEIS DE ENERGIA OU CAMADAS. KLMNOPQ NCLEO ELETROSFERA Existem 7 nveis, representados pelas letras K, L, M, N, O, P, Q. Em ordem de afastamento do ncleo. Cada nvel comporta um nmero mximo de eltrons. A tabela abaixo indica esses mximos: NVEL DE ENERGIA NMERO MXIMO DE ELTRONS K 2 L 8 M 18 N 32 O 32 P 18 Q 2 (ou 8) 2o) QUANTO MAIS DISTANTE DO NCLEO, MAIOR A ENERGIA DO ELTRON. KLMNOPQ NCLEO AUMENTA A ENERGIA Os eltrons do nvel K, esto mais prximos do ncleo, tm menos energia que os demais nveis. Os do nvel Q tm maior energia, pois esto mais afastados do ncleo. 3o) SE UM ELTRON ABSORVE CERTA QUANTIDADE DE ENERGIA, ELE SALTA PARA UM NVEL MAIS AFASTADO DO NCLEO. SUA VOLTA AO NVEL ANTERIOR D-SE COM EMISSO DE ENERGIA EM FORMA DE RADIAO (LUZ). PASSAGEM DO ELTRON PARA OUTROS NVEIS K L M N O P Q a) NCLEO para nvel mais afastado: absoro de energia K L M N O P Q b) NCLEO luz para nvel mais prximo: liberao de energia 15

Os nveis de energia so, na realidade, um conjunto de regies ligeiramente diferentes, denominadas subnveis. Existem, no mximo, para cada nvel, 4 subnveis, que so chamados s, p, d e f. como acontece nos nveis, cada subnvel comporta um nmero mximo de eltrons: Subnvel s comporta no mximo 2 eltrons (representa-se s2) Subnvel p comporta no mximo 6 eltrons (representa-se p6) Subnvel d comporta no mximo 10 eltrons (representa-se d10) Subnvel f comporta no mximo 14 eltrons (representa-se f14) O nmero de subnveis em cada nvel depende do mximo de eltrons que cada nvel comporta. Veja no quadro a seguir, o nmero de subnveis nos nveis, bem como o nmero de eltrons nos nveis e nos subnveis. NOME DO NVEL SUBNVEIS QUE O NVEL POSSUI TOTAL DE ELTRONS DO NVEL K ou 1 s 2 = 2 L ou 2 s, p 2+6 = 8 M ou 3 s, p, d 2 + 6 + 10 = 18 N ou 5 s, p, d, f 2 + 6 + 10 + 14 = 32 O ou 6 s, p, d, f 2 + 6 + 10 + 14 = 32 P ou 7 s, p, d 2 + 6 + 10 = 18 Q ou 8 s 2 = 2 Observe o esquema da distribuio eletrnica do tomo mais complexo. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f14 5s2 5p6 5d10 5f14 6s2 6p6 6d10 7s2 K ou 1 2 eL ou 2 8 eQ ou 7 2 eM ou 3 18 eN ou 4 32 eO ou 5 32 eP ou 6 18 e-

Veja que os subnveis de cada nvel, para serem diferenciados, vm antecedidos do nmero que designa o nvel. Assim: 1s2 significa: h 2 eltrons no subnvel s do nvel 1. 3p6 significa: h 6 eltrons no subnvel p do nvel 3.

Distribuio eletrnica em subnveis: diagrama de Linus Pauling

OS SUBNVEIS DE ENERGIA SO PREENCHIDOS COM ELTRONS NESTA ORDEM: DO MENOS ENERGTICO PARA O MAIS ENERGTICO

Como saber qual subnvel menos ou mais energtico? Utilizando o diagrama de Linus Pauling. fundamental que voc consiga montar o diagrama de Linus 16

Pauling. Assim: Basta escrever os subnveis ordenadamente, de modo que nas colunas verticais fiquem os subnveis do mesmo tipo, e nas linhas horizontais fiquem os subnveis do mesmo nvel. A seguir, deve-se traar uma diagonal de cima para baixo cortando os subnveis. A seta da diagonal indica a ordem crescente de energia dos subnveis e, portanto, indica a ordem em que devemos preencher os subnveis. Assim: o subnvel 1s o menos energtico e o primeiro a receber eltrons, pois cortado em primeiro lugar; o subnvel 2s mais energtico que 1s e o segundo a recebe eltrons, pois em segundo lugar. o subnvel 2p, mais energtico que 2s, o terceiro a ser preenchido... e assim por diante, seguindo o sentido da diagonal.

1s 2s 3s 4s 5s 6s 7s 2p 3p 4p 5p 6p 3d 4d 5d 6d 4f 5f

Compreendido o diagrama de Linus Pauling, podemos fazer a distribuio dos eltrons. A distribuio feita preenchendo os subnveis at completar o nmero de eltrons do tomo. A ordem de preenchimento regulada pelo diagrama, isto , devemos preencher do subnvel de menor energia para o de menor energia. Exemplos: a) Preencher os subnveis do tomo de ferro (Fe), de Z = 26. De acordo com o diagrama, a seqncia fica assim: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6 26Fe Observao: Note, nesse exemplo, que o ltimo subnvel que recebeu eltrons, foi o 3d que , assim, o subnvel de maior energia. Porm o subnvel mais externo o 4s, que esta no quarto nvel. b) 7N 1s2 2s2 2p3 (total de eltrons nos subnveis: 2 + 2 + 3 = 7) c) 10Ne 1s2 2s2 2p6, pois 2 + 2 + 6 = 10 d) 11Na 1s2 2s2 2p6 3s1, pois 2 + 2 + 6 + 1 = 11 e) 15P 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3, pois 2 + 2 + 6 + 2 + 3 = 15 f) 1H 1s1 Distribuio Eletrnica em Nvel de Energia Feita a distribuio em subnvel, podemos obter a distribuio em nveis. Para isso: a) agrupamos os subnveis do mesmo nvel; b) somamos os expoentes dos subnveis de cada nvel; c) o total ser o nmero de eltrons do nvel. Exemplos: a) 26Fe 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6 1s2 / 2s2 2p6 / 3s2 3p6 3d6 / 4s2 K ou 1 = e-; L ou 2 = 8e-; M ou 3 = 14e-; N ou 4 = 2e17

Note que, no agrupamento dos subnveis de cada nvel, o subnvel 3d6 trocou de posio com 4s2, pois ele pertence ao nvel N ou 4. b) 11Na 1s2 2s2 2p6 3s1 1s2 / 2s2 2p6 / 3s1 K = 2; L = 8; N = 1 c) 70Yb 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 1s2 / 2s2 2p6 / 3s2 3p6 3d10 / 4s2 4p6 4d10 4f14 / 5s2 5p6 / 6s2 K = 2; L = 8; M = 18; N = 32; O = 8; P = 2

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EXERCCIOS SE VOC LEU O TEXTO E SABE: OS TRS PRINCPIOS RUTHERFORD-BOHR. DO MODELO ATMICO DE

OS SUBNVEIS DE ENERGIA DE CADA NVEL: SEUS SMBOLOS E O MXIMO DE ELTRONS QUE COMPORTAM. COMO SE CONSTRI E SE USA O DIAGRAMA DE LINUS PAULING, PARA VERIFICAR QUAIS OS SUBNVEIS MAIS OU MENOS ENERGTICOS E PARA FAZER A DISTRIBUIO ELETRNICA EM SUBNVEIS. COMO SE DETERMINA O NMERO DE ELTRONS POR NVEIS

EST PREPARADO PARA RESOLVER OS EXERCCIOS. SENO, RELEIA O TEXTO ANTES. I COMPLETE AS FRASES COM AS PALAVRAS ADEQUADAS. 1. Segundo o modelo atmico de Rutherford-Bohr, a eletrosfera se compe de ____________ ou ____________, no nmero mximo de 7. 2. As 7 camadas de um tomo so designadas de ___, ___, ___, ___, ___, ___ e ___, em ordem a partir do ncleo. 3. A camada de maior energia de um tomo a ___. 4. A camada L tem ____________ energia que a camada M. 5. Os nveis mais energticos que o nvel O so: ____________.

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II ESCREVA, NO TRAO A SE HOUVER ABSORO E L SE HOUVER LIBERAO DE RADIAO NAS TRANSFORMAES INDICADAS NOS ESQUEMAS ABAIXO. 1. _________ + 2. ______ +

III ESCREVA NAS AFIRMATIVAS V (VERDADEIRA) OU F (FALSA). DEPOIS ASSINALE, COM UM X, NOS PARNNTES, A ALTERNATIVA QUE EXPRESSA A SEQNCIA CORRETA. 1. ( ) Os tomos de todos os elementos qumicos tm 7 nveis de energia. 2. ( ) O ltimo nvel de energia de um tomo comporta no mximo 8 eltrons. 3. ( ) Os tomos, dependendo do seu nmero de eltrons, podem ter de 1 a 7 nveis de energia.

A seqncia correta a.( ) V, V, V. IV RESPONDA: 1. Como so designados os subnveis de energia? _______________________________________________________________ b.( ) F, V, V. c.( ) V, V, F. d.( ) F, V, F.

2. Quantos eltrons cada subnvel comporta, no mximo? _______________________________________________________________ 3. Quais os subnveis que os nveis K, O e Q comportam? _______________________________________________________________ _______________________________________________________________

4. Se um nvel apresenta os subnveis s e p, quantos eltrons ele comporta, no mximo? _______________________________________________________________ 5. O que significam as representaes 4f9 e 3d5? _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ 19

V TRAE O DIAGRAMA DE LINUS PAULING SEM CONSULTAR, E INDIQUE: 1. O subnvel de menor energia. 2. O subnvel de maior energia VI 3. O subnvel mais externo. 4. O subnvel mais interno.

FAA A DISTRIBUIO ELETRNICA EM SUBNVEIS, DOS ELEMENTOS ABAIXO E, DEPOIS, COVERTA-A PARA A DE NVEIS. 1. 2. 3. 4.25

Mn Ir Zn Sc

77

30

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VII COM BASE NO QUADRO DOS ELEMENTOS QUMICOS (p. 37), APLIQUE TUDO QUE VOC APRENDEU NESTAS ATIVIDADES, COMPLETANDO O QUADRO A SEGUIR.

Nome do elemento

Smbolo N.atmico (Z)

N de massa (A)

N de _ e

0

N de1 p 1

N de 0 n

1

Distribuio N de eltrons Subnvel Sub-nvel nas camadas mais mais Eletrnica externo Energtico nos subnveis

1. Cloro 2. 3.

Cl N

17

35 14 222

17

17

18 2p K-2, L-8, M18, N-32, O18, P-8 8

4. flor 5. 6. 80

45 55 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5 4s

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1- CHAVE DE CORREO I 1. nveis de energia ou camadas; 2. K, L, M, N, O, P e Q; 3. ltima; 4. menor (A energia do nvel cresce na medida em que esteja mais afastada do ncleo. Logo: K < L< M < N < O < P < Q); 5. P e Q. II 1. A; 2. L. Neste exerccio, voc deveria ter se lembrado de que: Se um eltron passa de uma camada mais externa, que mais energtica, precisa de maior energia; ento ele absorve (A) energia. Se um eltron passa de um nvel mais prximo do ncleo, que menos energtico, ele precisa perder, liberar (L) energia. III b.(X) F, V, V Para resolver este exerccio voc deve, antes, julgar cada uma das alternativas, determinando quais so Verdadeiras e quais so Falsas. Depois que voc dever analisar a seqncia correta. Julgando as afirmativas: A afirmativa A Falsa, pois o nmero de camadas depende do numero de eltrons. Os tomos mais complexos, com grande nmero de eltrons, que tero todas as 7 camadas. A afirmativa B Verdadeira. A afirmativa C Verdadeira. IV 1. Os subnveis so designados por s, p, d e f. 2. O subnvel s comporta, no mximo, 2 eltrons; o subnvel p, 6; o subnvel d, 10; e o subnvel f, 14 eltrons. 3. O nvel K (ou 1) comporta 1 subnvel: 1s. O nvel O (ou 5) comporta 4 subnveis: 4s, 4p, 4d, 4f. O nvel Q (ou 7) comporta 1 subnvel: 7s. 4. O nvel com subnveis s e p comporta, no mximo, 8 eltrons. 5. 4f9 significa: h 9 eltrons no subnvel f do nvel 4 5 3d significa: h 5 eltrons no subnvel d do nvel 3 O nmero esquerda indica o nvel a que o subnvel pertence; o expoente (acima e direita) indica o nmero de eltrons no nvel. V Observando o diagrama traado, d as respostas: 1. subnvel de menor energia: 1s 2. subnvel de maior energia 6d 3. subnvel mais externo 7s 4. subnvel mais interno 1s VI 1. 25Mn 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5 - 1s2 / 2s2 2p6 / 3s2 3p6 3d5 / 4s2 - K = 2; L = 8; M = 13; N = 2 2. 77Ir 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d7 1s2 / 2s2 2p6 / 3s2 3p6 3d10 / 4s2 4p6 4d10 4f14 / 5s2 5p6 5d7 / 6s2 K = 2; L = 8; M = 18; N = 32; O = 15; P = 2 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 1s2 / 2s2 2p6 / 3s2 3p6 3d10 / 4s2 K = 2; L = 8; M = 18; N = 2 21

3. 30Zn

4. 21Sc

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1 1s2 / 2s2 2p6 / 3s2 3p6 3d1 / 4s2 K = 2; L = 8; M = 9; N = 2

VII Nome do elemento Smbolo N atmico (Z) N de mas-sa (A) N de0 _e

N de1 p 1

N de 0 n

1

Distribuio eletrnica nos subnveis

N de eltrons nas camadas

Sub-nvel mais exter-no

Sub-nvel mais ener-gtico

1. Cloro 2. Nitrognio 3. Radnio 4. flor 5. Bromo 6. Mangans

Cl N Rn

17 7 86

35 14 222

17 7 86

17 7 86

18 7 136

1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 1s2 2s2 2p3 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 1s2 2s2 2p5 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p5 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5

K-2,L-8,M-7 3p K-2,L-5 2p K-2,L-8,M18, N-32,O18,P-8 K-2,L-7 K-2,L-8,M18, N-7 K-2,L-8,M13, N-2 6p 2p 6p 3p

F Br Mn

9 35 25

17 80 80

9 35 25

9 35 25

8 45 55

2p 4p 4s

2p 4p 3d

Para resolver este exerccio, voc precisaria ter pacincia para localizar os dados no quadro e, a partir da, aplicar as frmulas e diagramas necessrios. Por exemplo: no item 1, demos o nome do elemento e o n de nutrons. No quadro da p. 37, voc dever localizar este elemento, seu smbolo e n atmico, que 17. Sabendo disso, era s voc lembrar que Z = n de eltrons e que Z + n de eltrons = Conhecendo Z e usando o diagrama de Linus Pauling, voc faria a distribuio em subnveis; poderia determinar o subnvel mais externo e o mais energtico e, por fim, fazer a transposio da distribuio em subnveis para a em nveis. no item 3, se voc contasse o nmero de eltrons das camadas, obteria o n de eltrons e, em conseqncia, o valor de Z. Por esse valor, voc acharia o elemento e o smbolo no quadro e, dando seqncia ao raciocnio, completaria todos os espaos.

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ATIVIDADES DE ENSINO MTERIA, SUBSTNCIA E MISTURAS Vamos aprofundar, nestas atividades, nossos conhecimentos de Qumica, a fim de atingirmos os seguintes objetivos: 1 DIFERENCIAR CONCEITOS BSICOS COMO: MATERIAL OU CORPO, OBJETO, FENMENO FENMENO QUMICO. MATRIA, FSICO E

2 3 4 1

CARCTERIZAR SUBSTNCIAS: CONCEITO, CARACTERSTICAS E TIPOS. DISTINGUIR SUBSTNCIA DE MISTURA. RECONHECER AS FASES DE UM SISTEMA E DISTINGUIR MISTURA HOMOGNIA DE MISTURA HETEROGNIA. TEXTO: CONCEITOS BSICOS

Matria O que matria? J vimos que matria tudo aquilo que possui massa e ocupa lugar no espao, e que a matria composta de tomos. Podemos acrescentar, ento, que tudo o que podemos ver e tocar matria: a cadeira, seu corpo, o prdio, as nuvens. Todas essas coisas tm extenso, isto , ocupa lugar no espao. Alm disso, se as colocarmos em uma balana, verificaremos que elas tm massa (massa aquilo que ns, popularmente, chamamos peso). O ar que respiramos, embora no seja visvel, matria. Podemos comprovar isso ao enchermos bales ou cmaras de ar. Tambm o micrbio e a clula, que no podemos ver sem a ajuda de microscpios, so matria. E at o tomo que absolutamente invisvel para ns, matria, pois tem massa, como vimos nas atividades anteriores (reveja-as em caso de dvida). Assim, podemos concluir que: MATRIA TUDO AQUILO QUE TEM MASSA E EXTENSO. TODA MATRIA SE COMPE DE TOMOS. Classificao da matria quanto forma ou utilizao A matria existe na natureza sob a forma de corpos ou materiais. CORPO OU MATERIAL UMA PORO LIMITADA DE MATRIA. Uma pedra, um pedao de vidro, um galho de rvore so corpos. Os corpos podem ser trabalhados pelo homem, assumindo formas especficas para o seu uso. Neste caso, tornam-se objetos. So objetos: a cadeira, a mesa, o anel, o prato. OBJETO UM CORPO QUE, POR SUA FORMA ESPECIAL, 23

SE PRESTA A UM CERTO USO. Fenmenos qumicos X fenmenos fsicos Os corpos podem ser submetidos a diversos fenmenos espontneos ou provocados pelo ser humano. Esses fenmenos podem ser de natureza fsica ou qumica. Os fenmenos qumicos so aqueles que alteram a constituio da matria. Por exemplo, quando queimamos um papel ocorre um fenmeno qumico, pois o papel se transforma em cinzas, fumaa, etc., deixando de ser papel. Depois de queimado, mesmo que apaguemos o fogo, o papel no se recupera. Se rasgarmos o papel, porm, ocorre um fenmeno fsico, pois no h transformao na constituio desse material papel picado ainda papel. O mesmo acontece ao amassarmos uma latinha de bebida. Mesmo amassada ainda lata. Ento, no se esquea: FENMENO FSICO TODA E QUALQUER TRANSFORMAO SOFRIDA POR UM CORPO SEM QUE HAJA ALTERAO DE SUA CONSTITUO NTIMA __ OS TOMOS QUE O COMPEM E SUA ORGANIZAO. FENMENO QUMICO TODA E QUALQUER TRANSFORMAO SOFRIDA POR UM CORPO DE MODO QUE HAJA ALTERAO DE SUA CONSTITUO NTIMA.

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EXERCCIOS PARA RESOLVER COM ACERTO OS EXERCCIOS, VOC DEVE SABER: DISTINGUIR MATRIA, CORPO OU MATERIAL, OBJETO. RECONHECER FENMENOS FSICOS E FENMENOS QUMICOS.

DEPOIS, CONFIRA SUAS RESPOSTAS NA CHAVE DE CORREO. I ASSINALE COM UM X, NOS PARNTESES, A ALTERNATIVA CERTA EM CADA QUESTO. 1. So exemplos de matria, EXCETO a. ( ) a gua, o vento, as plantas. b. ( ) tudo que formado por tomos. c. ( ) o tomo, o micrbio, a molcula. d. ( ) a energia potencial e a cintica. 2. Uma enxada exemplo de a. ( ) matria. b. ( ) corpo. corretas. c. ( ) objeto. d. ( ) todas as alternativas esto

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3. Aquecer uma barra de ferro at seu ponto de fuso, recolher o lquido e depois deix-lo esfriar em uma forma esfrica, formando uma bola de ferro, exemplo de fenmeno a. ( ) qumico, pois foi alterada a forma da substncia. b. ( ) fsico, pois foi alterada a forma da substncia, mas no as suas propriedades essenciais. c. ( ) qumico, pois foram alteradas tanto a forma quanto as propriedades da substncia. d. no ocorreu qualquer fenmeno. II ESCREVA, NOS PARNTESES, (F) PARA FENMENOS FSICOS E (Q) PARA FENMENOS QUMICOS: 1. ( ) formao de ferrugem. 4. ( ) derretimento de uma pedra de gelo. 2. ( ) quebra de um objeto 5. ( ) digesto dos alimentos digeridos. 3. ( ) enfiar um prego na madeira. 1 CHAVE DE CORREO

I 1. d. (X) a energia potencial e a cintica. Tradicionalmente, matria se distingue de energia. Matria tudo que tem massa e extenso; energia tudo o que capaz de realizar trabalho. Energia potencial, cintica, etc. no so matrias. 2. d. (X) Toda as alternativas esto certas. A enxada matria pois tem massa; corpo porque uma poro limitada de matria; e objeto porque tem uma forma especial que a capacita a uma determinada utilizao: cavar a terra. 3. b.(X) fsico, pois foi alterada a forma da substncia, mas no as propriedades essenciais. Para decidirmos se h um fenmeno qumico, precisamos determinar se houve transformaes na substncia (atravs de sua decomposio em seus elementos constituintes ou atravs de sua combinao com outros elementos, formando novas substncias). Enquanto a substncia for a mesma, qualquer que seja a sua forma, temos apenas fenmenos fsicos. II 1. (Q) a ferrugem uma outra substncia e no mais o ferro. 2. (F) a constituio dos pedaos igual a do objeto, quando estava inteiro. 3. (F) a madeira continua a ser madeira, e o prego a ser prego. 4. (F) a gua s mudou de estado, permanecendo a mesma substncia. 5. (Q) houve transformao pela decomposio do alimento em seus elementos constituintes.

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TEXTO: SUBSTNCIAS

AS VRIAS QUALIDADES DA MATRIA Substncias: conceito e classificao

O tomo, como j vimos, a menor partcula da matria. Ao se combinarem, podem formar molculas ou aglomerados de tomos, chamados de compostos inicos. As molculas so a menor parte de uma substncia. Existem pouco mais de 100 tomos diferentes e, no entanto, eles formam mais de 3 milhes de molculas distintas, que por sua vez, formam mais de 3 milhes de substncias. Isto possvel porque as molculas podem ser formadas tanto pela reunio de tomos iguais como pela reunio de tomos diferentes. Observe o quadro seguinte: H2 gs hidrognio O2 gs oxignio O3 oznio H2O gua

H2O2 Co2 gua oxigenada gs carbnico

CH4 metano

C2H6O lcool comum

(fig. 01) 8 compostos formados com apenas 3 tipos de tomos As substncias podem ser classificadas em simples e compostas. As substncias cujas molculas so formadas por tomos iguais, chamam-se substncias simples. No quadro anterior aparecem 3 destas substncias: o gs hidrognio (H2), formado por tomos de hidrognio; o gs oxignio (O2), formado por tomos de oxignio; e o gs oznio (O3), tambm formado por tomos de oxignio. Outros exemplos: fsforo (P4), enxofre (S8), gs Hlio (He). Ento, vejamos: MOLCULA A MENOR PARTE DA UMA SUBSTNCIA, QUE CONSERVA AS PROPRIEDADES CARACTERSTICAS DESSA SUBSTNCIA. SUBSTNCIAS SO QUALIDADES DIFERENTES DE MATRIAS, COM COMPOSIO E PROPRIEDADES DEFINIDAS. SUBSTNCIAS SIMPLES SO AQUELAS QUE TM SUAS MOLCULAS CONSTITUDAS POR APENAS UM TIPO DE TOMO; SUBSTANCIAS COMPOSTAS SO AQUELAS CUJAS MOLCULAS SO CONSTITUDAS POR 2 OU MAIS TIPOS DE TOMOS.

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Caractersticas das substncias: composio definida Qualquer que seja a substncia, os elementos qumicos que a constituem se apresentam sempre em determinada proporo, fora da qual no possvel haver a combinao. S se forma gua, por exemplo, quando dois tomos de hidrognio reagem com um tomo de oxignio. por isso que as substncias so representadas por frmulas, que indicam o nmero de tomo de cada elemento que est presente na molcula, ou a disposio dos tomos nas molculas. Veremos 2 tipos de frmulas. Eis o primeiro: A FRMULA MOLECULAR REPRESENTA EM SMBOLOS, QUAIS OS TOMO QUE PARTICIPAM DA MOLCULA E, EM NDICE, QUANTOS TOMOS ENTRAM NA MOLCULA.

Observe: a) H2 frmula molecular do gs hidrognio. o ndice 2 indica que so necessrios 2 tomos de hidrognio (smbolo H) para formar uma molcula dessa substncia. frmula molecular do trixido de enxofre. a frmula indica que a molcula dessa substncia se compe de 1 tomo de enxofre (S) e 3 tomos de oxignio (0). Note que, quando o ndice 1, no o escrevemos.

b) SO3

Algumas frmulas moleculares apresentam parnteses com um ndice direita. O ndice fora dos parnteses multiplica o numero de tomos que esto dentro dos parnteses. Veja: c) Mg(NO3)2 frmula molecular do nitrato de magnsio. A frmula indica que a molcula dessa substncia apresenta: 1 tomo de magnsio (Mg) 2 tomos de nitrognio (N), pois 2 x 1 = 2 6 tomos de oxignio (O), pois 2 x 3 = 6 Observe que o magnsio no multiplicado pelo ndice 2, porque est fora dos parnteses.

A FRMULA ESTRUTURAL, ALM DE REPRESENTAR OS TOMOS CONSTITUINTES DA MOLCULA E SUA PROPORO, MOSTRA COMO OS TOMOS SE LIGAM. A LIGAO ENTRE OS TOMOS INDICADA PELOS TRAVESSES, Exemplos: a) flor b) gua frmula molecular: F2 ; frmula estrutural: F frmula molecular: H2O ; frmula estrutural: H F O H c) amnia frmula molecular: NH3 ; frmula estrutural: H N H 27 H

H d) metano frmula molecular: CH4 : frmula estrutural : H C H Guarde o seguinte: AS SUBSTNCIAS TM COMPOSIES QUMICAS DEFINIDAS, QUE PODEM SER EXPRESSAS EM FRMULAS MOLECULARES E ESTRUTURAIS. H

Caracterstica das Substncias: Propriedades Especficas Cada substncia tem propriedades especficas, que as distinguem de outras; H2O uma substncia que tem vrias caractersticas: incolor, inspida, inodora; solidifica-se a zero grau; etc. H2 outra substncia: um gs, incolor, inflamvel.

As propriedades de uma substncia podem ser organolpticas, fsicas ou qumicas. Propriedades organolpticas So as propriedades que impressionam os nossos sentidos, como cor (viso), estado de agregao (tato), brilho (viso), odor (olfato) e sabor (paladar). a) Estados de agregao. So 3 os estados de agregao: slido, lquido e de vapor (gasoso). A mesma substncia pode apresentar-se nos 3 estados de agregao, dependendo da temperatura e da presso. A gua, por exemplo, lquida a temperatura normal, mas apresenta-se slida se a temperatura cair a baixo de 0oC, ou se transforma em vapor com a temperatura acima de 100oC. Os metais, temperatura ambiente, costumam ser slidos. J o hidrognio e o oxignio so normalmente gasosos. b) Cor. Algumas substncias so incolores (como a gua); outras so coloridas, como o iodo (cor violeta) e o enxofre (cor amarela). c) Odor. As substncias podem ter cheiro (substncias odorferas), como o gs sulfdrico, que tem cheiro de ovo podre ou no o terem (substncias inodora), como a gua. d) Sabor. Existem substncias inspidas como a gua e a parafina, e substncias spidas como o cloreto de sdio (gosto salgado). e) Brilho. As substncias podem ter ou no brilho e esse brilho caracterstico; os metais tm brilho caracterstico, chamado brilho metlico; os sais normalmente no tm brilho. Propriedades fsicas So as que se relacionam com qualquer fenmeno fsico e podem ser mensurada por instrumentos de preciso, como o termmetro. a) Estados de agregao e mudana de estado. Na natureza, a matria pode se encontrar em 3 estados principais, os quais esto diretamente relacionados com a 28 2 1

forma que une as suas molculas. No estado slido, as molculas esto fortemente unidas, por isso a substncia tem forma definida e volume constante. No estado lquido, a fora de atrao entre as molculas e a de repulso so iguais; assim, as molculas escorrem umas sobre as outras e a substncia tem volume constante, mas no tem forma prpria (assume a forma do recipiente que a contm). No estado de vapor, a fora de repulso maior que a de coeso; assim, a substncia no tem forma nem volume definidos, tendendo a ocupar todo o espao disponvel. Havendo variao de temperatura ou de presso, as substncias alteram seus estados. Assim, a passagem do estado slido para o lquido chama-se fuso ou liquefao. O fenmeno oposto a solidificao. Do estado lquido para o de vapor ocorre vaporizao. E do gasoso para o lquido condensao. Sublimao e ressublimao so os fenmenos de passagem do estado slido diretamente para o vapor e vice-versa. Cada substncia pura tem uma temperatura fixa para iniciar mudana de estado; esta propriedade nos permite caracterizar uma substncia com um boa preciso. b) ponto de fuso. a temperatura em que uma substncia passa do estado slido para o lquido. Essa temperatura medida em graus Celsius ou graus centgrados, cuja notao 0oC. Conforme j dissemos, cada substncia tem um ponto de fuso. Observe alguns exemplos: gua 0oC ouro 1.064oC mica 1.300oC chumbo 327oC lcool 130oC ferro 1.560oC c) Ponto de ebulio. a temperatura na qual um lquido passa ao estado de vapor. Cada substncia tambm tem seu ponto de ebulio, caracterstica est que nos permite distinguir uma substncia de outra. Veja esses exemplos: . gua 100oC . mica no vaporiza . lcool 78,4oC . ouro 2.610oC . chumbo 1.525oC . ferro 2.500oC d) Densidade. a relao entre a massa de um corpo e o volume que esse corpo ocupa no espao. Para determinarmos a densidade, fazemos assim: a) medimos a massa (m) b) medimos o volume (v)

m = 24,3g

v = 9 cm3

(fig. 02) m 24,3 g 2,7 g/cm3 v 9cm 3 Cada substncia tem sua densidade especifica; logo, essa propriedade caracterizadora de uma substncia. H , porm, uma exceo: a gua no estado lquido tem densidade de 1,00 g/cm3 mas, em forma de gelo, tem densidade 0,96 g/cm3 por c) calculamos D = 29

isso o gelo flutua na gua. e) Calor especfico. a quantidade de calor que cada substncia necessita o para elevar de 1 C a temperatura de 1 grama dessa substncia. (ex: 14,5oC 15,5oC). Para cada substncia h um valor de calor especfico, que tambm uma das provas para a identificao das substncias. 2 Propriedades qumicas

So as propriedades que se relacionam com qualquer fenmeno qumico. As substncias tm comportamentos especiais ao reagirem umas com as outras. Assim, essas propriedades tambm so caracterizadoras de uma substncia.

2

EXERCCIO RESOLVA ESTES EXERCCIOS SE VOC ESTIVER SABENDO: QUE UMA SUBSTNCIA: CONCEITO, MENOR PARTE COMPONENTE, CARACTERSTICAS. QUAIS AS PROPRIEDADES DAS ORGANOLPTICAS, QUMICAS E FSICAS. SUBSTNCIAS:

SE VOC NO TEM DVIDAS, RESOLVA AS QUESTES. CASO CONTRRIO, RELEIA O TEXTO. DEPOIS,CONFIRA AS RESPOSTAS E LEIA OS COMENTRIOS. I - ASSINALE, COM UM X, NOS PARNTESES, A NICA ALTERNATIVA CORETA. 1. Espcies de matria que tm composio definida, no alteram sua constituio ntima quando submetidas a fenmenos fsicos, apresentam propriedades constantes. este um conceito que se aplica: a. ( ) s substncias simples. c. ( ) s sustncias compostas. b. ( ) a quaisquer substncias. d. ( ) matria. 2. Molcula : a. ( ) um conjunto de tomos. b. ( ) a menor partcula da matria c. ( ) uma partcula que no tem massa. d. ( ) a menor parte de uma substncia.

3. A nica seqncia que apresenta substncias simples a. ( ) H2O; NaCl; SO2; NaI. c. ( ) KCl; NaCl; LiF; Ne. b. ( ) I2; H2O2; NaCl; KCl. d. ( ) Cl2; S8; O3; H2. II - RELACIONE AS COLUNAS LIGANDO AS PROPRIEDADES AO SEU TIPO ESCREVENDO, NOS PARNTESES, A LETRA ADEQUADA. 1. ( ) densidade ( A ) propriedade organolptica 2. ( ) cor e brilho 3. ( ) estado de agregao ( B ) propriedade fsica 4. ( ) odor e sabor 30

5. ( ) ponto de fuso e ponto de ebulio 6. ( ) comportamento em reaes qumicas 7. ( ) calor especfico

( C ) propriedade qumica

III FAA O QUE SE PEDE 1. Complete a tabela, classificando as substncias em simples ou compostas. FRMULAS MOLECULARES NOME CLASSIFICAO Br2 bromo substncia_____________ NH3 amnia substncia_____________ P4 fsforo substncia_____________ He hlio substncia_____________ 2. O esquema a seguir traz constantes fsicas de algumas substncias. Observe-o para responder as questes: Substncias Oxignio Hidrognio gua lcool etlico Alumnio Carbono(diamante) carbono (grafite) gelo Frmulas Pontos de Pontos de Densidade moleculares fuso ebulio O2 H2 H2O C2H6O Al C C H2O -219oC -258oC 0o C -117oC 658o C 0o C Calores espec-ficos a 20oC -183oC 1,43 0,92 kJ/kg K -253oC kg/dm3 14,28 kJ/kg K 100oC 0,09 4,183 kJ/kg K 78,5oC kg/dm3 2,42 kJ/kg K o 3 -2.200 C 1 kg/dm 0,904 kJ/kg K (3.540)C 0,79 0,333 kJ/kg K (3.540) C kg/dm3 0,825 kJ/kg K 100oC 2,6 kg/dm3 3,51 kg/dm3 -2,1 kg/dm3 0,9 kg/dm3 Kurt Gieck

Fonte: Manual de Frmulas Tcnicas

O sinal indica que o valor aproximado: os parnteses indicam que a substncia passa diretamente para o estado de vapor por sublimao. a) Por que podemos afirmar que a combinao do hidrognio com o oxignio, a qual resulta em gua, um fenmeno qumico? ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ b) O carbono forma o diamante e o grafite. Ento, responda: O carbono e o grafite so 2 substncias diferentes ou no? Por qu? _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ c) Sabemos que o gelo e a gua so a mesma substncia, em estado de agregao diferentes. Que dados do esquema apresentado garantem isso? _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ 31

2 CHAVE DE CORREO I 1.b.(X) a quaisquer substncia. As substncias (simples ou compostas) tm composio definida, propriedades constantes e no se alteram por fenmenos fsicos. As substncias s perdem suas caracterstica quando submetidas a processos qumicos. 2.d.(X) a menor parte de uma substncia. Note que a molcula no um conjunto de tomos qualquer. Ela um conjunto de tomos combinados em propores definidas e com propriedades constantes. Por isso a menor parte da substncia. 3.d.(X) Cl2; S8; O3; H2. Lembre-se: substncia simples elemento; substncia composta elementos. II A seqncia correta : 1.(B); 2.(A); formada por tomos de 1 nico formada por tomos de 2 ou mais 3.(A); 4.(A); 5.(B); 6.(C); 7(B).

III 1. A seqncia correta : simples, composta, simples, simples. 3. Compare suas respostas com as nossas sugestes. a) A combinao de hidrognio com oxignio, da qual resulta gua, um fenmeno qumico, porque as substncias iniciais se transformam, adquirindo propriedades diferentes. Podemos afirmar isso observando o valor das constantes fsicas dessas 3 substncias na tabela, pois esses valores so diferentes para H2, O2 e H2O. b) Carbono e grafite, apesar de constitudos pelo mesmo elemento qumico, so substncias distintas pois tm propriedades diferentes; ainda que se sublimem mesma temperatura eles tm densidades e calores especficos diferentes. c) gua e gelo so 2 estados da mesma substncia, pois apresentam propriedades iguais: mesmo ponto de fuso, mesmo ponto de ebulio. A densidade varia porque, como dissemos, uma exceo.

32

3

TEXTO: SUBSTNCIAS X MISTURAS

J sabemos que a substncia o resultado da combinao de tomos em uma proporo definida e que tem propriedades caractersticas. E a mistura? Mistura a aglomerao de duas ou mais substncias no mesmo sistema, as quais mantm, porm, a sua individualidade. No esquema a seguir, voc notar melhor a diferena. Este sistema formado por um nico tipo de molculas H2O (gua). Este sistema apresenta uma SUBSTNCIA pura H2o.

Este sistema formado por 2 tipos de molculas diferentes H2o e NaCl (cloreto de sdio ou sal de cozinha). Este sistema representa uma Mistura de H2o e NaCl.

Substncias x misturas: proporo definida x composio varivel A gua uma substncia pois, para form-la, preciso que 2 tomos de hidrognio se combinem com 1 tomo de oxignio, como mostra a frmula H2O. A gua salgada, no entanto, no uma substncia, porque no h uma proporo definida para os elementos se unirem: podemos pr muito sal e tudo ser gua salgada. Por isso, no podemos expressar esse material em frmulas, pois se trata de uma mistura. UMA SUBSTNCIA, QUALQUER QUE SEJA A AMOSTRA TOMADA, APRESENTA SEMPRE A MESMA CONSTITUIO. NA MISTURA, OS COMPONENTES PODEM ASSOCIADOS EM QUALQUER PROPORO. ESTAR

Substncias x misturas: propriedades constantes x propriedades variveis 33

J sabemos que as substncias tm propriedades constantes, qualquer que seja a amostra considerada. por isso que podemos dizer que o sistema que apresenta uma substncia H2O ter seguintes propriedades: ponto de fuso: 0oC; ponto de ebulio: 100oC; densidade: 1 g/ml

Nas misturas, porm, os componentes esto em qualquer proporo e no nos possvel determinar um valor constante para as propriedades fsicas. Esses valores vo variar de acordo com a composio da mistura. Assim, as misturas tm: ponto de fuso varivel; ponto de ebulio varivel; densidade varivel.

Substncias x misturas: temperatura constante durante as mudanas de estado fsico x temperatura varivel durante as mudanas de estado Toda substncia pura tem o seguinte comportamento, ao mudar de estado de agregao: Aquecendo-se um corpo slido, a temperatura aumenta regularmente at atingir o ponto de fuso; Atingindo o ponto de fuso, a temperatura permanece constante at que todo o slido se torne lquido; Acabada a fusa do slido, a temperatura volta a aumentar at que se atinja o ponto de ebulio; Atingindo o ponto de ebulio, a temperatura volta a ficar constante at que todo o lquido se transforme em vapor; Acabada essa mudana que a temperatura torna a subir. Veja o comportamento tpico das substncias puras neste grfico. temperatura temperatura de ebulio lquido lquido temperatura de fuso slido slidovapor vapor

Note que durante a fuso e a ebulio, a temperatura permanece a mesma; por isso a linha grfica continua no mesmo ponto.

SUBSTNCIA SUBSTNCIA PURA PURA

tempo Nas misturas claro - a temperatura vai variar durante todo o processo de mudana do estado. Observe o grfico. temperatura

incio ebulio incio da fusoslido lquido

vapor

Note que a linha do grfico cresce durante todo o tempo, inclusive durante a mudana de estado. 34

MISTURA

tempo

Assim, podemos dizer que:A SUBSTNCIA MATM A TEMPERATURA CONSTANTE DURANTE AS MUDANAS DE ESTADO; AS MISTURAS, NO.

Vamos sintetizar as diferenas entre esses materiais. SUBSTNCIA Compem-se de um nico tipo de molcula. Os componentes combinam-se em propores definidas. Podem ser expressas em frmulas. Tm propriedades constantes. Os componentes s se separam por processos qumicos. MISTURA Compem-se de vrios tipos de molculas. Os componentes se aglomeram em propores variveis. No podem ser expressas por meio de frmulas. Tm propriedades variveis. Os componentes separam-se por processos fsicos.

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EXERCCIOS RESOLVA ESTES EXERCCIOS, PARA RESOLV-LOS COM ACERTO, VOC DEVE SABER: DISTINGUIR SUBSTNCIA DE MISTURA. LEIA AS PERGUNTAS COM ATENO, D SUAS RESPOSTAS E DEPOIS COMPARE-AS COM AS DA CHAVE DE CORREO.

I ESCREVA, NOS PARNTESES, (A) PARA SUBSTNCIAS E (B) PARA MISTURAS. 1. ( 2. ( 3. ( 4. ( 5. ( 6. ( ) Compem-se de uma nica espcie de molcula. ) No podem ser expressa em frmulas. ) Os componentes apresentam-se em propores variveis. ) Tm propriedades variveis. ) Tm propriedades constantes. ) Podem ser expressos por frmulas.

II ASSINALE, COM UM X, NOS PARNTESES, A NICA ALTERNATIVA CORRETA. Um material, ao ser aquecido, decompem-se em um slido preto e um gs incolor. Esse material : a. ( ) uma substncia simples. b. ( ) uma substncia composta. c. ( ) uma mistura. d. ( ) nada se pode afirmar. 35

1. Analisando o grfico ao lado, podemos concluir que ele representa a. ( b. ( c. ( d. ( ) uma substncia simples. ) uma substncia composta. ) uma mistura. ) nada se pode afirmar.temperatu incio da ebulio

temp III IDENTIFIQUE, PELA OBSERVAO DOS COMPONENTES DE CADA o SISTEMA, SE OS MATERIAS SO SUBSTNCIAS OU MISTURAS.

1. __________________

2. __________________

3. _______________

3

CHAVE DE CORREO 2.(B); 3.(B); 4.(B); 5(A); 6.(A).

I A seqncia correta : 1.(A);

II 1. d.(X) Nada se pode afirmar. Como nada foi indicado sobre a pureza do material, no podemos afirmar que se trata de uma substncia composta, pois poderia ser apenas uma mistura. Agora que sabemos que existem tambm as misturas de substncias no podemos chamar, apressadamente, um sistema ignorado de substncia composta, s porque ele tem mais de um componente. Isso s poder ocorrer se soubermos que a substncia pura. 2. c.(X) uma mistura. Vimos que uma substncia pura apresenta como caracterstica fsica um ponto de ebulio e que, ao alcanar esse ponto, a temperatura permanece constante at o final do processo. O grfico porm apresenta uma linha que sobe durante a ebulio. Isso indica que a temperatura no permaneceu constante durante essa mudana de estado; logo, temos representada uma mistura. III 1. Substncia (H2SO4 uma s espcie de molcula). 2. Mistura (3 tipos de molculas; logo, 3 substncias misturadas). 2. Substncia (um nico tipo de molcula).

4

TEXTO: MISTURAS HOMOGNEAS E HETEROGNEAS FASES DE UM SISTEMA 36

Fases de um sistema Quando observamos um sistema, podemos encontrar as seguintes situaes: No notamos faixas de separao no sistema; Todo o sistema apresenta as mesmas propriedades.

Dizemos, ento, que o sistema tem uma s fase; monofsico ou homogneo. Notamos uma ou mais faixas de separao no sistema; O sistema apresenta mais de uma fase, com propriedades diferentes.

Dizemos, ento, que o sistema polifsico ou heterogneo.

Gasolina LEO GUA ESTE SISTEMA BIFSICO (OU POLIFSICO) PORQUE TEM 2 FASES DIFERENTES: GUA E LEO. gua enxofre ESTE SISTEMA TRIFSICO (OU POLIFSICO) PORQUE TEM 3 FASES DIFERENTES: GUA, GASOLINA E ENXOFRE.

Exemplos de sistemas homogneos a) Substncia pura simples ou compostas: H2O (gua), H2 (gs hidrognio), F(ferro), NaCl (cloreto de sdio), CO2 (gs carbnico). b) Misturas em que no podemos distinguir os componentes (misturas homogneas): gasolina e lcool, ar atmosfrico (composto por nitrognio, oxignio, vapor dgua, argnio e outros gases), gua do mar (composto por gua e sais). Exemplos de sistemas heterogneos a) Misturas de slidos com slidos: rocha granito (composta por cristais de quartzo, feldspato, mica e outros minerais), arroz e feijo, limalha de ferro e enxofre, sal e talco. b) Misturas de lquidos com slidos que no se dissolvem: o sangue aparentemente um sistema homogneo (fig. 12-a). Se o agitarmos em um centrifugador (fig. 12.b), porm, notamos que se formam 2 faixas: no fundo ficam as substncias slidas que o formam e na parte superior fica o lquido, que chamado de plasma (fig. 12-c). 37

(fig. 12-a)

(fig. 12-b)

(fig 12-c)

c) Mistura de lquido com gases: o refrigerante um sistema bifsico: a parte lquida uma fase, e as bolhas de gs (CO2) que se formam na superfcie do lquido so outra fase. d) Substncia pura durante uma mudana de estado fsico: conforme mostra a ilustrao, a mudana de estado no acontece em todo o sistema de uma vez: uma parte fica em um estado e outra muda de estado. Portanto, uma mesma substncia,

e) em processo de mudana de estado, um sistema heterogneo. f) Mistura de uma substncia gasosa e slidos: o ar com poeira um sistema bifsico: uma fase a mistura de gases e vapor dgua que forma o ar; a outra formada pelas partculas de poeira. Concluindo: FASE CADA PARTE HOMOGNEA DE UMA MISTURA, A QUAL SE DIFERENCIA DE OUTRAS FASES POR UMA SUPERFCIE DE SEPARAO. DE ACORDO COM O NMERO DE FASES, OS SISTEMAS SO MONOFSICOS OU HOMOGNEOS (UMA S FASE); POLIFSICO OU HETEROGNEOS (MAIS DE UMA FASE).

38

Misturas Homogneas e heterogneas A MISTURA HOMOGNEA OU SOLUO MONOFSICA, TENDO EM QUALQUER PARTE DO SISTEMA AS MESMAS PROPRIEDADES ORGANOLPTICAS E FSICAS. Preste muita ateno! Apresentar as mesmas propriedades em toda extenso do sistema no significa que a mistura homognea apresente propriedades constantes o que caracterizaria uma substncia. Por exemplo: determinada mistura de gua e sal (salmoura) tem um ponto de ebulio, fuso e uma densidade diferente de outra soluo de salmoura em que se coloque mais sal ou mais gua. No entanto, na mesma mistura homognea, temos as mesmas propriedades em toda a extenso do sistema. Exemplos de misturas homogneas: gua e acar, gua e sal, gua e lcool, lcool e gasolina, ter e lcool, ar atmosfrico (sem poeira ou outros materiais em suspenso) e, normalmente qualquer mistura de gases. Observao: No confunda mistura homognea com substncia. Ambas so sistemas monofsicos ou homogneos, mas tm caractersticas muito diferentes. A MISTURA HETEROGNEA TEM MAIS DE UMA FASE COM PROPRIEDADES ESPECFICAS. AS MISTURAS HETEROGNEAS SO SISTEMAS POLIFSICOS. Observao: Todos os sistemas polifsicos (exceto os formados pela mesma substncia em mudana de estado) so exemplos de misturas heterogneas. Vamos esquematizar, para resumir, o que estudamos nesse texto.

SIMPLES SUBSTNCIA PURAHOMOGNEOS: UMA S FASE

COMPOSTA MISTURA HOMOGNEA

SISTEMASHETEROGNEO: MAIS DE UMA FASE

MISTURA HETEROGNEA SUBSTNCIAS PURAS EM MUDANA DE ESTADO

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3

EXERCCIOS PARA RESOLVER COM ACERTO OS EXERCICIOS, VOC DEVE TER APRENDIDO: O QUE SISTEMA HOMOGNEO E HETEROGNEO. CLASSIFICAR SISTEMA QUANTO AO NMERO DE FASES. DISTINGUIR MISTURAS HOMOGNEAS DE MISTURAS HETEROGNEAS.

RESOLVA-OS COM ATENO E DEPOIS CONFIRA SUAS RESPOSTAS. I ASSINALE, COM UM X, NOS PARNTESES, TODAS AS ALTERNATIVAS CORRETAS. 1. So sistemas polifsicos a. ( ) b. ( )

gua, sal e acar.

gua, sal e leo. e. ( )

c. ( )

d. ( )

Mercrio, gua e ter.

gua, lcool e leo.

2. Dos sistemas da questo anterior, so misturas heterogneas: a. ( ) gua sal e acar. c. ( ) mercrio, gua e ter. e. ( ) granito. b. ( ) gua, sal e leo. d. ( ) gua, lcool e leo. 3. So exemplos de sistema homogneo: a. ( ) refrigerante. d. ( ) madeira. b. ( ) gua. e. ( ) gua e acar. c. ( ) ar atmosfrico, sem partculas em suspenso. 4. So exemplos de mistura homognea: a. ( ) refrigerante d. ( ) madeira. b. ( ) gua. e. ( ) gua e acar. c. ( ) ar atmosfrico, sem partculas em suspenso. 5. A gua mineral gasosa : a. ( ) uma substncia. d. ( ) um sistema homogneo. 40

b. ( ) uma mistura. c. ( ) um material.

e. ( ) um sistema heterogneo.

6. O desenho ao lado representa: a. ( ) um sistema monofsico. b. ( ) um sistema bifsico. c. ( ) uma substncia pura. d. ( ) uma mistura heterognea. e. ( ) um sistema homogneo.

II FAA O QUE SE PEDE. 1. Classifique os sistemas da questo 1 do exerccio anterior, quanto ao nmero de fases (monofsico, bifsico, trifsico). a. __________________ b. __________________ c. __________________ d. __________________ e. ________________

2. Quantas fases aparecem depois de misturarmos, agitarmos bem e deixarmos em repouso os sistemas seguintes? a. gua e lcool:__________________ areia:________________ c. gua e

b. gua, leo comestvel e areia: ________________

4

CHAVE DE CORREO c. (X); d. (X); e. (X). c. (X); d. (X); e. (X). Excluindo-se o caso da substncia pura em mudana de estado, as misturas heterogneas so formadas de componentes diversos. c. (X); e. (X). O ar s homogneo se o considerarmos sem poeira e poluio. e. (X). A gua uma substncia; no uma mistura. c. (X); e. (X)

I 1. b. (X); 2. b. (X);

3. b. (X); 4. c. (X); 5. b. (X); 6. b. (X)

c. (X). Uma substncia simples em mudana de estado forma um sistema polifsico. Veja que no sistema existe apenas gua (substncia pura), mas em 2 estados (lquido e slido).

II -

1. A seqncia : monofsico; bifsico; trifsico; bifsico; polifsico. 41

Os sistemas polifsicos podem ser classificados em: bifsico (2 fases) e trifsico (3 fases). Acima de 3 fases, costuma-se chamar ao sistema de polifsico apenas. 2. a. 1 fase ( uma mistura homognea). b. 2 fases (a areia no se dissolve na gua). c. 3 fases (a areia fica no fundo do recipiente e o leo, que menos denso que a gua, flutua).

42

ATIVIDADES DE ENSINO TABELA PERIDICA Voc ter realizado um bom estudo nestas atividades se, ao final, atingir o seguinte objetivo: 1 CARACTERIZAR A TABELA PERIDICA: A LEI QUE REGE A ORDENAO; O SIGNIFICADO DOS PERODOS E DAS FAMILIAS; OS ELEMENTOS REPRESENTATIVOS, DE TRANSIO E OS GASES NOBRES; A DESIGNAO ESPECIAL DE ALGUMAS FAMLIAS.

1

TEXTO : A TABELA PERIDICA

Para voc ler este texto com bom aproveitamento, preciso que esteja bem seguro da distribuio eletrnica, de acordo com o diagrama de Linus Pauling, estudado no mdulo 01. Se voc tiver esquecido, releia esse mdulo. O que tabela peridica? A tabela peridica este desenho, onde esto agrupados os 106 elementos qumicos conhecidos;

Na legenda da tabela peridica o quadrinho posto em destaque na parte inferior esquerda obtemos dados fundamentais para o trabalho com Qumica. 1 smbolo 2 nmero atmico (Z) 3 1 4 3 nome do elemento 4distribuio dos elementos massa atmica 2

5

543

chamadas famlias ou grupos. Assim: Perodo ou srie Famlia ou grupo A tabela peridica composta de 7 perodos e 18 famlias ou grupos. Vendo a tabela, notamos que as linhas e colunas nem todas tm o mesmo nmero de elementos. Ser que h algum significado nessa disposio? Significado dos perodos A distribuio dos elementos em perodos segue esta regra: O NMERO DE NVEIS DE ENERGIA QUE O ELEMENTO POSSUI, INDICA O NMERO DO PERODO EM QUE ELE EST.

Sabemos que a eletrosfera formada por, no mximo, 7 nveis de energia: K ou 1, L ou 2, M ou 3, N ou 4, O ou 5, P ou 6, Q ou 7. Assim, os tomos que tm apenas 1 nvel energtico se encontram no 1o perodo; os que tm 2 nveis esto no 2 o perodo; os que tm 3 nveis, no 3o perodo; e assim sucessivamente. Para tirarmos a prova, tomemos o 1o perodo, que formado por 2 elementos: o hidrognio e o hlio, que tm, respectivamente, nmeros atmicos 1 e 2. 1 H 2 He

Aplicando o diagrama de Linus Pauling para fazer a distribuio eletrnica, encontramos: 1 1 s nvel: o nvel K 1H 1s Elementos do 1o perodo2

He 1s2

1 s nvel: o nvel K

Os tomos com nmero atmico maior que 2 j tero 2 nveis energticos e estaro no 2o perodo. Para confirmarmos, eis o 2o perodo, composto por 8 elementos. 44

3 Li

4 Be

5 B

6 C

7 N

8 O

9 F

10 Ne

Agora veja: a) 3Li 1s2 2s1 2 1 K c)5

b) 4Be 1s2 2s2 2 2 2 nveis 2p1 K L 2 nveis 2p2 4 L 2 nveis

L 2s2 3 L 2s2 5 L 2s2 7 L

B 1s2 2 K

d) 6C 1s2 2s2 2

2 nveis 2p3 f)8

K O 1s2 2s2 2

e)

7

N 1s2 2 K

2p4 6 L 2 nveis

2 nveis 2p5 h)10

K Ne 1s2 2s2 2

g) 9F 1s2 2 K

2p6 8 L 2 nveis

2 nveis

K

Da mesma forma, o 3o composto pelos elementos 11Na, 12Mg, 13Al, 14Si, 15P, 16S, 17Cl, 18Ar. E todos esses elementos apresentam eltrons distribudos em 3 nveis de energia. Voc certamente j est bem seguro de que a distribuio dos eltrons em perodos feita de acordo com o nmero de nveis de energia do elemento. Antes de passarmos adiante, porm, preste ateno ao 6o e 7o perodos. 6o perodo 55 56 57 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 Cs Ba 71 Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Ti Pb Bi Po At Rn Esta posio ocupada pelos elementos: La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, chamados srie dos lantandeos, que vm indicados abaixo da tabela. Por isso ao todo esse perodo apresenta 32 elementos, todos claro com 6 nveis energticos. Algo semelhante acontece no 7o perodo. 7o perodo 87 88 89 104 105 106 Fr Ra 103 Ku Ha Aqui ficam localizados os elementos chamados de sries dos actindeos, com nmeros atmicos entre 89 e 103. So, portanto, 20 os elementos at hoje conhecidos, que 45

ocupam esse perodo porque tm 7 nveis energticos. Observe que o elemento de Z = 106 ainda no tem nome. Significados das famlias De modo geral, podemos dizer que: AS FAMLIAS SO AS COLUNAS DA TABELA, ONDE ESTO REUNIDOS OS ELEMENTOS COM A MESMA CONFIGURAO ELETRNICA NA LTIMA CAMADA A CAMADA DE VALNCIA. Isso quer dizer que os elementos de cada famlia tm o mesmo nmero de eltrons na ltima camada. Assim: famlia 1A ( H, Li, Na, K, Rb, Cs, Fr) 1 eltron na ltima camada famlia 2A ( Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra) 2 eltrons na ltima camada famlia 3A ( B, Al, Ga, In, Ti) 3 eltrons na ltima camada e assim por diante: 4A 4 eltrons na camada de valncia; 5A 5 eltrons; 6A 6 eltrons; 7A 7 eltrons.

Alm disso, os elementos que tm a mesma configurao eletrnica na camada de valncia tm propriedades qumicas e fsicas semelhantes. Por isso, se ns conhecermos o comportamento de um elemento, podemos fazer previses sobre todos os demais de sua famlia. Ento: CADA FAMLIA APRESETNA ELEMENTOS COM PROPRIEDADES FSICO-QUMICAS SEMELHANTES.

Significados dos signos A, B e 0 Voc j deve ter notado que as famlias se dividem em 3 grandes grupos, representados pelas letras A e B e pelo algarismo 0. Veja o que indicam: A famlias de elementos representativos, com propriedades qumicas regulares. A caracterstica dessas famlias que tm como ltimo e mais energtico subnvel eletrnico a ser preenchido o s ou o p. famlias de elementos de transio, com propriedades qumicas variveis. Todos os elementos de transio tm como subnvel mais energtico o d ou o f, que no ficam na ltima camada do tomo. famlia dos gases nobres, cujos elementos tm a sua ltima camada completa, com 2 eltrons, no caso do He, e com 8 eltrons no caso dos demais. Por terem a sua ltima camada de valncia completa, os elementos dessa famlia so estveis e tm pequena reatividade qumica.

B

0

Nota: Apesar dos elementos representativos serem menos numerosos que os de transio, 95% dos compostos qumicos conhecidos so resultantes de reaes 46

entre elementos representativos. Da a importncia do agrupamento, na tabela peridica, dos elementos em famlias com a mesma configurao eletrnica no ltimo nvel. O NMERO DA FAMLIA DOS ELEMENTOS REPRESENTATIVOS (A) DADO PELO TOTAL DE ELTRONS NO LTIMO NVEL. Por isso que existem famlias 1A, 2A, 3A, ... , 7A. Observe os exemplos: a)3

Li 1s2 2 K

2s1 1 L

ltimo nvel: famlia 1A

c)

12

Mg 1s2 2s2 2 K 8 L

2p6

3s2 2 M ltimo nvel: famlia 2A

c)

15

P 1s2 2 K

2s2 8 L

2p6

3s2

3p3 5 M As famlias B ltimo nvel: famlia 5A

Existem 2 tipos de elementos de transio, que se distinguem pelo subnvel mais energtico. Assim: ELEMENTOS DE TRANSIO EXTERNA TM COMO SUBNVEL MAIS ENERGTICO O D. ELEMENTOS DE TRANSIO INTERNA TM COMO SUBNVEL MAIS ENERGTICO O F. Para os elementos de transio externa, o nmero da famlia dado pela soma: do nmero de eltrons do subnvel d mais energtico com o nmero de eltrons do subnvel s adjacente. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1 1s2

Exemplos: a) 21Sc b) 25Mn

2s

2

2p

6

3s

2

3p

6

2 + 1 = 3; famlia 3B 4s2 3d5 2 + 5 = 7; famlia 7B 47

Nota: Se essa soma for superior ou igual a 8, veja o que acontece: soma 8 famlia 8B soma 11 famlia 1B soma 9 famlia 8B (segunda) soma 12 famlia 2B soma 10 famlia 8B (terceira) c) 27Co 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d7 2 + 7 = 9; segunda famlia 8B d) 30Zn 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 2 + 10 = 12; famlia 2B Os elementos de transio interna formam as sries dos lantandeos e dos actindeos (que se acham destacados na tabela) e todos pertencem famlia 3B. Em resumo, saiba que as famlias indicam os elementos com o mesmo tipo de comportamento em ligaes qumicas e que esse comportamento depende da configurao eletrnica da ltima camada ou os subnveis mais energticos. Assim: Famlia 0 ltima camada completa, com 8 eltrons para os elementos a partir do 2o perodo e com 2 eltrons para o elemento hlio (He), tambm designada famlia 8A; Famlias A ltima camada constituda de subnveis s ou p com mximo de eltrons entre 1 e 7; Famlias B Elementos de transio externa, com subnvel d mais energtico Elementos de transio interna, com subnvel f mais energtico.

Sabemos que a famlia 0 tambm chamada de gases nobres. Veja: 1A (H) Li Na K Rb Cs Fr 2A Be Mg Ca Sr Ba Ra 6A O S Se Te Po 0 7AHe F Ne Cl AR Br Kr I Xe At Rn

CHALCOGNIOS ou CALCOGNIOS METAIS ALCALINOS HALOGNIOS METAIS ALCALINO-TERROSOS GASES NOBRES Observe que o hidrognio no pertence famlia dos metais alcalinos, apesar de situar-se na coluna, pois tem um eltron e um s nvel energtico. As famlias que no tm nomes especiais so designadas pelo nome do 48

seu primeiro elemento 3A famlia do boro; 4A 5A famlia do nitrognio.

famlia do carbono;

Agora, antes de passar aos exerccios, lembre-se: As famlias agrupam elementos com a mesma configurao eletrnica no ltimo nvel e que tm, por isso, propriedades semelhantes. Os perodos enumeram os elementos com o mesmo nmero de camadas (mas configuraes diferentes), razo por que as propriedades dos elementos do mesmo perodo so diferentes.

1

EXERCCIOS PARA RESOLVER OS EXERCCIOS COM ACERTO, VOC DEVER SABER: EM QUE SE BASEIA A ORDENAO DOS ELEMENTOS NA TABELA PERIDICA. QUAL O SIGNIFICADO DOS PERODOS E COMO ACHAR O PERODO EM QUE EST UM ELEMENTO, TENDO SEU NMERO ATMICO E COM O DIAGRAMA DE LINUS PAULING. QUAL O SIGNIFICADO DAS FAMLIAS E COMO ACHAR A FAMLIA DOS ELEMENTOS A PARTIR DA DISTRIBUIO ELETRNICA. QUAIS OS ELEMENTOS REPRESENTATIVOS, DE TRANSIO E GASES NOBRES, COM BASE NA DISTRIBUIO ELETRNICA. QUAIS AS DESIGNAES ESPECIAIS DAS FAMLIAS 1A, 2A, 6A, 7A, E 0.

DEPOIS DE RESOLVER OS EXERCCIOS, CONFIRA SUAS RESPOSTAS E, EM CASO DE DVIDA, LEIA OS COMENTRIOS E / OU RELEIA O TEXTO. I ASSINALE, COM UM X, NOS PARNTESES, ALTERNATIVAS CORRETAS EM CADA QUESTO. TODAS AS

1. A tabela peridica. a. ( ) a relao dos elementos qumicos conhecidos, ordenada na seqncia crescente de suas massas atmicas. b. ( ) ordenada segundo a seqncia dos nmeros atmicos dos elementos. c. ( ) estrutura-se em 7 perodos e 18 famlias. d. ( ) traz para cada elemento: smbolo, nmero atmico e massa atmica. 2. Um elemento apresenta a seguinte configurao eletrnica: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1. Podemos dizer, ento, que: 49

a. ( ) um gs nobre. b. ( ) um elemento de transio

c. ( ) pertence famlia 3B. d. ( ) pertence famlia 3A.

3. A ordenao dos elementos qumicos na tabela peridica: a. ( ) baseia-se no fato de que as propriedades dos elementos esto em funo de sua massa atmica. b. ( ) segue a ordem de descoberta dos elementos qumicos. c. ( ) permite prever o comportamento de elementos da mesma famlia. d. ( ) classifica os elementos em 3 grandes grupos: elementos representativos (A), elementos de transio (B) e gases nobres (0). 4. Os elementos de uma famlia tm: a. ( ) propriedades semelhantes nas ligaes qumicas. b. ( ) igual nmero de eltrons no ltimo nvel. c. ( ) propriedades qumicas diferentes. d. ( ) igual nmero de camadas eletrnicas. 5. O elemento 6C pertence ao grupo: a. ( ) 6A. b. ( ) 4A. 6. O elemento 19K se localiza a. ( ) no 4o perodo. b. ( ) no 3o perodo. II c. ( ) 3A. d. ( ) 1A.

c. ( ) no 2o perodo. d. ( ) no 1o perodo.

ASSOCIE AS COLUNAS ESCREVENDO, NOS PARNTESES, A LETRA CORRESPONDENTE. 1. ( ) Halognios ( A ) 1A 2. ( ) Calcognios ( B ) 2A 3. ( ) Gases nobres ( C ) 6A 4. ( ) Metais alcalinos-terrosos ( D ) 7A 5. ( ) Metais alcalinos (E)0 RESPONDA S PERGUNTAS A SEGUIR 1. Quantos nveis energticos possui cada elemento do 5o perodo? ______________________________________________________________ 2. Em que perodo est o elemento X, que tenha Z = 6? ______________________________________________________________ 3. Quais so os metais alcalinos? O que caracteriza esses elementos? ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ 4. Quais so os gases nobres? O que os distingue dos demais? ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ 7 5. Quantos eltrons h na camada de valncia dos elementos que estejam, respectivamente, nos grupos 7A, 3A e 4A? 50

III

______________________________________________________________ ______________________________________________________________ 6. O que distingue um elemento representativo de um de transio? ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ 7. Quais dos elementos a seguir so representativos: 26Fe, 11Na, 8O? ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ 8. Quais dos elementos a seguir so de transio: 28Ni, 12Mg, 57La? Que tipo de transio: interna ou externa? _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ IV RESOLVA OS EXERCCIOS SEGUINTES.

1. O que caracteriza os metais alcalino-terrosos? _____________________________________________________________ 2. O que caracteriza os calcognios? _____________________________________________________________ 3. O que caracteriza os halognios? _____________________________________________________________ 4. Consulte, na tabela peridica, o elemento de Z = 35 e responda: a. Qual o seu nome? b. Qual a sua massa atmica? c. Quantos eltrons tm na sua camada de valncia? d. A que famlia pertence? E a que perodo? e. Que elementos tm propriedades semelhantes s dele? ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________

1 - CHAVE DE CORREO I 1. So corretas as alternativas b, c e d. A alternativa a falsa, porque a atual tabela peridica se estrutura na ordem crescente dos nmeros atmicos, pois so os prtons os elementos que determinam as propriedades dos elementos.

2. d. (X) Pertence famlia 3A. Se o ltimo subnvel preenchido o p (ou 51

ento s), sabemos que se trata de um elemento do grupo A; se o nmero de eltrons do ltimo nvel 3, sabemos que a famlia 3A. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1 2 8 3 Confira na tabela. O elemento representado em Z = 13. o alumnio, que fica no 2o perodo da famlia 3A. 3. So corretas as alternativas c e d. A alternativa a falsa, porque as propriedades no esto em funo da massa atmica, e sim do nmero atmico. 4. So corretas as alternativas a e b. O fato de os elementos terem propriedades semelhantes que permitiu a determinao de famlias. E a ordenao dessas famlias est feita de acordo com a configurao eletrnica do ltimo nvel. 5. b. (X) 4A. Veja a distribuio desse elemento: 2 2s2 2p2 ltimo subnvel p grupo A 6C 1s 4 eltrons no ltimo nvel grupo 4A 6. a. (X) no 4o perodo. 2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 19K 1s ltimo nvel 4. Logo: 4o perodo II 1. (D); 2. (C); 3. (E); 4. (B); 5. (A). Lembre-se de que o hidrognio, apesar de estar na coluna 1A, no metal alcalino. 1. Cada elemento do 5o perodo possui 5 nveis energticos (o nmero de nveis energticos define o perodo em que se acha o elemento). 2. O elemento de Z = 6 est no 2o perodo, pois possui 2 nveis de energia. 2 2s2 2p2 6X 1s K L 3. Os metais alcalinos so Li, Na, K, Rb, Cs e Fr. O que caracteriza os elementos de uma famlia a distribuio eletrnica do ltimo nvel. Assim, os metais alcalinos se caracterizam por apresentarem eltrons no ltimo nvel. 4. Os gases nobres so He, Ne, Ar, Kr, Xe e Rn. O que os distingue dos demais elementos que eles possuem ausncia quase total de reatividade qumica, porque tm a sua ltima camada completa. 5. Elementos do grupo 7A apresentam 7 eltrons na camada de valncia; do grupo 3A apresentam 3 eltrons; do grupo 4A apresentam 4 eltrons. Lembre-se: o nmero do grupo dado pelo nmero de eltrons do ltimo nvel, chamado de camada de valncia. 52

III

6. Os elementos representativos se distinguem dos de transio, porque apresentam como subnvel mais energtico o s ou o p, enquanto os de transio tm como subnvel mais energtico o d ou o f. 7. Os elementos representativos so 11Na e 8O. Veja a distribuio: 2 2s2 2p6 3s1 ltimo subnvel s 11Na : 1s 2 O : 1s 2s2 2p4 ltimo subnvel p 8 O elemento 26Fe: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6 de transio, pois o ltimo subnvel o d (elemento de transio externa). 8. Os elementos de transio so 28Ni (transio externa) e 57La (transio interna). Veja: 2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d8 subnvel mais energtico d 28Ni: 1s 2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f1 57La: 1s subnvel mais energtico d IV 1. Os metais alcalinos-terrosos (2A) se caracterizam por apresentarem 2 eltrons no ltimo nvel. 2. Os calcognios (6A) se caracterizam por apresentarem 6 eltrons no ltimo nvel. 3. Os halognios (7A) se caracterizam por apresentarem 7 eltrons no ltimo nvel. 4. a. O elemento o bromo smbolo b. Sua A = 79,904 u.m.a. (ou 80, aproximadamente) c. Tm 7 eltrons na camada de valncia d. Pertence famlia 7A ou dos halognios e est no 4o perodo e. Tm propriedades similares aos outros halognios: F, Cl, I e At As propriedades peridicas dos elementos Carter metlico Que so metais? So elementos que geralmente apresentam estas propriedades. tm brilhos caractersticos; so bons condutores de calor e de eletricidade; so dcteis e maleveis; tm tendncia a formar ctions (ons positivos) De todas essas caractersticas ressalta-se a ltima. Ento: METAIS SO ELEMENTOS QUE TM A TENDNCIA DE CEDER ELTRONS, FORMANDO CTIONS. Assim, os elementos qumicos classificam-se em : a) metais : cedem eltrons, formando ctions; b) ametais ou no-metais : recebem eltrons, formando nions; c) semimetais : elementos que apresentam algumas propriedades 53

semelhantes s dos metais e outras semelhantes s dos ametais. Por exemplo, o Si (silcio), funciona como um semicondutor: em um sentido, permitindo a passagem de corrente e, no sentido contrario no. Na tabela peridica, os metais localizam-se na regio centro-esquerda. Os ametais situam-se na direita. Os 7 elementos que constituem uma faixa de separao, em tom mais escuro na tabela seguinte, so os semimentais. Os gases nobres e o oxignio no so considerados metais nem ametais, apesar de apresentarem propriedades que os aproximam dos ametais. Semimetais Ametais Gases nobres H B Si Ge As Sb Te P

Metais O carter metlico, evidente, no o mesmo para todos os elementos qumicos. Seu aumento segue a tendncia dos grficos a seguir.Elemento mais no-metlicoF

Aumento do carter metlico

Aumento do carter metlicoFr

Fig. 01 Em um mesmo perodo, o carter metlico aumenta em direo esquerda.

Elemento mais metlico Fig. 02 Em uma famlia, o carter metlico cresce no sentido de cima para baixo.

Em razo dessas duas regras, podemos afirmar que: o elemento mais metlico o da 1a coluna e do ltimo perodo, o Fr (frncio). Os elementos das colunas 1A (exceto o hidrognio) e 2A so os principais metais. o elemento mais metlico o da coluna 7A e do 1 o perodo, o flor (F). Os elementos das colunas 6A e 7A so os principais ametais. 54

Tamanho do tomo (raio atmico) O tamanho do tomo est em funo do raio atmico (distncia do ncleo at a ltima camada da eletrosfera). Como o tomo no uma estrutura rgida, impossvel determinar o seu raio exato: temos apenas raios mdios. Numa mesma famlia, o tamanho do tomo aumenta medida que descemos, pois o nmero de nveis energticos aumenta, tornando maior o raio atmico. J num mesmo perodo, os tomos tm o mesmo nmero de nveis energticos. Assim, o tamanho do tomo diminui medida que se anda para a direita. Isso acontece porque o nmero atmico dos elementos aumenta, bem como a fora eletrosttica (que une os eltrons ao ncleo), atraindo mais fortemente os eltrons. Veja o grfico geral:

Densidade m . v Para calcular de densidade de um elemento qumico, devemos considerar a massa correspondente do tomo-grama e o volume ocupado pelo tomo-grama A densidade a relao entre a massa atmica e o volume molar: d = Em um perodo, a densidade aumenta de elemento para elemento at o meio do perodo e, a partir da, vai descendo at o final do perodo. Nas famlias ou grupos, a densidade aumenta de cima para baixo. Veja o esquema geral:

Elementos mais densos

Os elementos mais densos esto nas colunas 8B e 1B e no ltimo perodo. Logo, so eles: Os (smio), Ir (irdio), Pt (platina) e Au (ouro).

55

Potencial de ionizao Sabemos que o que mantm os eltrons presos a um tomo a fora de atrao que os prtons exercem sobre eles. Sabemos tambm que, para um eltron saltar para um nvel mais externo, precisa receber energia. Ao estudarmos o tamanho do tomo, vimos que quanto maior o nmero de camadas, maior o raio atmico, porque a fora de atrao dos prtons vai ficando menor. Alm disso, os eltrons se repelem uns aos outros, pois tm a mesma carga. Assim, podemos concluir que quanto maior o tamanho do tomo, mais fcil desprender-se um eltron do ltimo nvel e em conseqncia a energia necessria para retirar o eltron menor. Ou seja, quanto mais aumenta o tamanho do tomo, mais diminui a energia ou potencial de ionizao. Elemento com grande tendncia de perder eltrons pequena energia de ionizao.Fr

Elementos com pequena tendncia a perder eltrons grande energia de ionizao

A ponta das setas indica a tendncia do aumento de energia ou potencial de ionizao. Chamamos de potencial de ionizao a quantidade de energia necessria