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ESTRUTURA

ATMOSFRERAINTERACÇÃO RADIAÇÃO-MATÉRIA

Efeitos do solo e da radiação soIar

na temperatura da atmosfera terrestreA temperatura da atmosfera terrestre depende de dois parâmetros:

• Da proximidade em relação ao solo e

• Das radiações solares que a atravessam.

Absorção de energia pode causar dois efeitos:

• - efeito térmico - as partículas utilizam a energia

absorvida para aumentar a sua energia cinética,

o que faz aumentar a sua temperatura (fig.);

• - efeito químico - as partícu1as absorvem a

energia das radiações, a qual servirá para

desencadear reacções químicas.

30/01/2015 Dulce Campos 2

Efeitos do solo

e da radiação

soIar

na temperatura

da atmosfera

terrestre

Fazem-se sentir os

dois efeitos -

químico e térmico


Efeito QuímicoAs partículas absorvem as radiações solares, utilizando

a sua energia para:

1. quebrar ligações dentro das moléculas ou para

2. ionizar átomos ou moléculas.

Fotólises ou Reacções

Fotoquímicas

As reacções fotoquímicas que levam à ruptura de ligações dentro das

Moléculas (1) ocorrem, principalmente, na zona cimeira da Troposfera e na

Estratosfera. Trata-se de dissociações de moléculas, das quais resultam

espécies muito reactivas por terem um electrão desemparelhado,

representado por uma pinta (•). Essas espécies chamam-se radicais livres.


Radicais na

Troposfera

• Como se forma?

Alguns radicais livres na

atmosfera são: OH• , O •, Cl• ,Br •.

O radical livre OH • é um

dos mais abundantes na

Troposfera. Por ser muito

reactivo, desencadeia

reacções químicas

noutras moléculas da

atmosfera e também nas

células. O seu contacto

com a pele pode

desencadear reacções

inflamatórias,

envelhecimento e até, a

longo prazo, causar

mutações nas celular.

(1)

(2)

(3)


Radicais na

Troposfera

• Mas, para dissociar cada uma das

moléculas anteriores é necessário

fornecer-lhes um valor mínimo de

energia

Energia de

Dissociação

O que significa que para quebrar a molécula

de O2 é necessário que a radiação que nela

incida tenha pelo menos 8,3 x 10-19 J de

energia (radiação UV)


Radicais na

Troposfera

• Se a radiação incidente na molécula tiver energia

superior à energia de dissociação da molécula o

excesso vai ser absorvida como energia cinética

pelas partículas formadas. O aumento de energia

cinética vai traduzir-se no aumento da temperatura

dessas partículas.

• Se a radiação UV, incidente na molécula, tiver

energia inferior à energia de dissociação da

molécula não provoca dissociação.

Energia de

Dissociação


Iões na

Atmosfera

• Quando a energia/ radiação absorvida é

utilizada para IONIZAR átomos ou moléculas,

é removido um electrão, ficando cada partícula

com carga eléctrica +1.

Pelo facto de as

energias de

ionização serem

relativamente

elevadas, as

ionizações são

mais frequentes na

Termosfera e

menos frequentes

na Mesosfera.

Camadas muito pouco densas, os gases que aí

predominam são o azoto (N2) e o oxigénio (O2).

São eles que absorvem a radiação solar e que

se ionizam

Também ocorrem dissociações seguidas de

ionizações. Por exemplo, o oxigénio existente nestas

camadas também se dissocia, originando oxigénio

que é posteriormente ionizado.


Absorção de radiações (UV de energia entre 6,6x10-19J e 9,9x10-19J

O2 O3 CFCs

Energia é suficiente apenas para formar radicais

livres

N2 O2

A energia é suficientemente elevada para ionizar

as moléculas

• a dissociação das moléculas N2 e O2 e a formação

dos respectivos radicais livres - N• e O•;

• a ionização das partículas existentes - formação,

sobretudo, de N2+ O2

+ mas também de O•+;

• o aumento da energia cinética destas partículas,

devido ao excesso de energia absorvida

relativamente ao efeito químico, dissociação ou

ionização.


Em Suma

A atmosfera funciona como um filtro da

radiação solar: deixa passar as radiações

de energia mais baixa e retém (absorve) as

de energia superior.

Se assim não fosse, as radiações mais energéticas (UV e outras)

atingiriam a superfície da Terra, interagindo com as moléculas dos

seres vivos, danificando-as e causando o desaparecimento da

vida na Terra, a

longo termo.


ESTRUTURA

ATMOSFRERAO OZONO NA ESTRATOSFERA


Formação e

Decomposição

• Cerca de 90% do ozono presente na

atmosfera encontra-se na Estratosfera

Há um equilíbrio dinâmico entre a formação e o consumo de ozono, que em principio, deveria manter constante a concentração de ozono na Estratosfera

“CAMADA OZONO”

Sendo a velocidade de

formação

ozono igual à sua velocidade de

decomposição


Camada de Ozono

Não existe numa camada regular mas disperso

no oxigénio e no azoto entre 15 km e 50 km de

altitude.

Se todo o ozono da Estratosfera fosse

agrupado numa única camada gasosa à

volta da Terra, nas condições PTN, teria

apenas uma espessura de 3 mm.

Apesar de reduzida, a quantidade de ozono

na Estratosfera é suficiente para absorver as

radiações UV de energia compreendida entre

6,6 x 10-19 J e 9,9 x 10-19 J


Camada de Ozono

UVA

UVB

UVC

Formação

da camada

de ozono

O ozono estratosférico

funciona como um filtro

natural que nos protege

da radiação solar

Na Troposfera é uma

substância nociva que

irrita os olhos, o nariz e

a garganta


ESTRUTURA

ATMOSFRERAO “Buraco de Ozono”


Substâncias que influenciam o equilíbrio

de formação e decomposição do ozono

Quantidade de ozono, em unidades específicas

(unidades Dobson), medida todos os meses de

Outubro.

• Quebrou-se o equilíbrio dinâmico

que mantinha constante a

concentração de ozono na

estratosfera

• A velocidade de decomposição do

ozono tornou-se maior do que a

velocidade de formação

As medições feitas ao longo do tempo confirmam

que a concentração de ozono está a diminuir na

Estratosfera.

PORQUÊ?




Investigações efectuadas levaram à conclusão que certas

substâncias presentes na Estratosfera, ainda que em

quantidades ínfimas, actuam como catalisadores acelerando

a reacção de decomposição do ozono.

ÓXIDOS DE AZOTO

RADICAIS DE CLORO

Os óxidos de azoto formam-se a partir do oxigénio e do azoto

atmosféricos, quando submetidos a temperaturas elevadas. É o que

acontece, por exemplo, com os aviões supersónicos que voam na

Estratosfera




Os radicais Cl, admite-se actualmente que derivam

fundamentalmente dos CFC, conhecidos comercialmente pelo nome

de “freons”.

CFCI3 (triclorofluormetano)

CF2Cl 2 (diclorodifluormetano).

Têm propriedades óptimas para determinados usos industriais e comerciais.

São voláteis, facilmente liquefeitos, relativamente inertes, não tóxicos e

incombustíveis

Usados como fluidos no arrefecimento dos frigoríficos e aparelhos de ar

condicionado, como agentes expansivos em espumas de isolamento térmico

e em artefactos de uso doméstico, como pratos, copos, etc. Em aerossóis,

sprays, etc..

Derivados

halogenados de

hidrocarbonetos


Destruição do Ozono

Como são praticamente inertes, os CFC atingem a Estratosfera,

alterando o equilíbrio dinâmico da formação e consumo do

ozono

são decompostos pelas radiações UV,

libertando os radicais cloro

O cloro atómico, muito reactivo, vai reagir com o ozono,

originando monóxido de cloro e oxigénio

O monóxido de cloro reagindo com o oxigénio atómico,

que abunda na Estratosfera, origina, de novo, o cloro

atómico

Os átomos de cloro não vão ser consumidos. Funcionam como catalisadores.

Cada átomo de cloro pode destruir cerca de 100 000

moléculas de O3 antes de ser removido da atmosfera por

outra reacção


Destruição do Ozono

Outras substâncias que funcionam como catalisadores

da reacção de decomposição do ozono, nomeadamente,

as que produzem os radicais livres:


NOMENCLATURA DE

ALCANOS E ALGUNS

DERIVADOSHidrocarbonetos Saturados


O que são hidrocarbonetos?

Compostos orgânicos formados por carbono e hidrogénio

Hidrocarbonetos Saturados (alcanos), contêm apenas ligações

covalentes simples entre os átomos de carbono.

Alcanos

de cadeia aberta de cadeia fechada

(cicloalcanos)

de cadeia linear de cadeia ramificada

derivados dos

alcanos


Nomenclatura Alcanos Cadeia Linear

Fórmulas de estrutura, na qual as ligações entre os átomos do

composto são indicadas através de traços



• Nos alcanos, cada átomo de carbono está ligado a

outros quatro átomos.

• O mais simples dos alcanos é o metano, com apenas um

átomo de carbono, de fórmula molecular CH4.

Fórmula de estrutura do metano.



• O propano (C3H8) e o butano (C4H10), possuem,

respectivamente, 3 e 4 átomos de carbono na cadeia

carbonada.



• Nos alcanos seguintes, o nome obtém-se adicionando

ao prefixo que indica o número de átomos de carbono

a terminação ,”ano”.

• Um modo simples de confirmar se um hidrocarboneto é

um alcano é verificar se a fórmula respectiva obedece à

fórmula geral: CnH2n+2


Nomenclatura Alcanos Cadeia Ramificada

• Os átomos nas moléculas do metano, do etano e do propano não

têm possibilidade de se organizar de outro modo. Mas quando o

número de átomos de carbono na cadeia carbonada é superior a

três, as hipóteses de ligação entre os átomos de carbono aumentam,

as suas cadeias carbonadas podem ser ramificadas.

Cadeia principal

Ramificação



• Os grupos de átomos que constituem as ramificações

chamam-se radicais aquilo ou grupos alquilo e são

simbolizados por R.

• Os nomes dos radicais alquilo obtêm-se a partir do nome

do alcano respectivo, substituindo a terminação “ano”

por “ilo”.

• Exemplos: - CH3 é o grupo metilo;

- C2H5 é o grupo etilo;

- C3H7 é o grupo propilo;

- C4H9 é o grupo butilo, etc.



• Regras de nomenclatura

1. o nome corresponde ao do alcano que tem o mesmo número de

átomos de carbono que a cadeia linear mais comprida – cadeia

principal - presente no composto;

2. cada átomo de carbono da cadeia principal é, em seguida,

numerado em sequência, começando pela extremidade que

originará menor soma dos números dos átomos de carbono

(índices)ligados às ramificações;

3. cada ramificação é indicada pelo nome e posição do radical, na

cadeia principal, antes do nome desta;

4. a posição de cada ramificação é separada do nome respectivo

da cadeia principal por um hífen (-);



• se existem dois ou mais grupos alquilo iguais acrescenta-se um dos

prefixos multiplicativos - di, tri, tetra, etc. -, ao nome do grupo alquilo;

a sua posição deve ser indicada por ordem crescente;

• as posições ocupadas pelos grupos alquilo são assinaladas antes do

respectivo prefixo e separadas entre si por vírgulas;



• os diferentes grupos alquilo ligados à cadeia principal

devem ser indicados por ordem alfabética.


Nomenclatura Alcanos Cadeia Fechada

• o nome do cicloalcano é igual ao do alcano de cadeia aberta de

estrutura semelhante (com o mesmo número de átomos de carbono),

antecedido pelo prefixo “ciclo”;

• os átomos de carbono também são numerados sequencialmente.

Quando só um átomo de hidrogénio é substituído por um radical, não

há necessidade de indicar a sua posição, e o radical é designado

antes do nome da cadeia principal;


Nomenclatura Alcanos Cadeia Fechada

• quando há mais de um radical implantado na cadeia carbonada, a

sua posição é indicada pelos números dos átomos de carbono da

cadeia cíclica a que se encontram ligados, sendo estes numerados

de modo a que a soma desses números seja o mais baixa possível;

• Os nomes dos radicais são indicados por ordem alfabética.

A fórmula geral dos cicloalcanos é CnH2n.


Compostos halogenados derivados dos alcanos

• Quando os substituintes das cadeias carbonadas são halogéneos.


Compostos halogenados derivados dos alcanos

• Os que possuem nas suas cadeias carbonadas átomos de

halogéneos são os haloalcanos ou derivados halogenados dos

alcanos - CFCs

Nomes de alguns clorofluorcarbonetos


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