quÍmica i - 106201 departamento de química · estequiometria; gases ideais; fundamentos de...

Regras e Perspectivas do Curso

QUÍMICA I - 106201

Ementa: Teoria atômica. Propriedades periódicas. Ligações químicas:

iônicas, covalentes e metálicas; Reações químicas: estequiometria;

equilíbrio; cinética ; termodinâmica; Líquidos e soluções:propriedades e

estequiometria; Gases ideais; Fundamentos de eletroquímica.

Departamento de Química

Diretrizes e Condutas na Sala de Aula

Não será permitido o uso de telefones celulares, beepers, mp3 players, Ipods e aparelhossimilares, assim, todos deverão ser desligados ao início da aula. O caso de não cumprimento,ao aluno será dado o direito de se retirar da sala, contudo não será permitido voltar.Os alunos deverão chegar a sala de aula ao horário estabelecido. Será permitido o atraso dequinze minutos. Após os quinze minutos o aluno não poderá entrar. Vale ressaltar que a aulacomeçará no horário, por isso peço que cheguem com antecedência para tomarem seuslugares.O silêncio é essencial, uma vez que a turma é numerosa. Não serão toleradas brincadeiras econversas alheia.


Bibliografia

O livro texto adotado nessa disciplina será:

Brown, T.L et al. Química, a ciência central. Editora Pearson, São Paulo,

2005..

No entanto, outros livros também serão de grande ajuda na compressão dos temas aqui abordados:

Atkins, P.W. and Loreta, J. Princípios de Química, Questionando a Vida Moderna e o Meio

Ambiente, 2a. Edição, Editora Bookman

Mahan, B.M.; Quimica - Um Curso Universitario, Editora: Edgard Blucher

Deixo claro que nenhum livro por si só detém todo o conteúdo de um único assunto, por isso

incentivamos fortemente a busca de conhecimentos além do livro texto principal.

Exercícios

Ao final de cada capítulo do livro texto principal (Brown) há uma grande quantidade de exercícios a

respeito do tema. Recomendo a resolução de pelo menos 70% deles para que o assunto seja minimamente

compreendido. Não serão conferidas notas aos exercícios resolvidos, ou seja, fica a critério do aluno sua

resolução.


Das AvaliaçõesDuas Avaliações:

• P1 e P2

• Ambas avaliações possuem pesos iguais, ou seja, 1/2 da nota total

Detalhe importante!

Durante a realização das avaliações não será permitido nenhum tipo de auxílio ouanotação, seja ele de consulta impressa, escrita, eletrônica ou pessoal. Em caso de violaçãodessa regra, o(s) envolvido(s) serão imediatamente impedido(s) de continuarem aavaliação, sendo o caso dirigido ao conselho de Departamento para devidas providências.Em posse do aluno será permitido apenas a presença de calculadora científica, lápis, canetae borracha. Qualquer outro tipo equipamento eletrônico, papeis, livros, ou qualquer outrotipo de anotação que não seja fornecido pelo professor será considerado ação fraudulenta, eas devidas ações serão tomadas (vide parágrafo anterior).


Aula Horas Data Conteúdo

1 4 02/jul

Teoria Atômica. A teoria de Dalton. Os raios catódicos. O modelo de Thomson. A

radioatividade. O modelo de Rutherford. As características da radiação

eletromagnética. O espectro eletromagnético.

2 4 09/jul

A teoria atômica moderna. Radiação do corpo negro (a hipótese dos Quanta de

Max Planck). O efeito fotoelétrico. A dualidade partícula-onda. O princípio da

incerteza de Heisenberg.

Modelo Atômico de Bohr: postulados de Bohr. As séries espectrais do átomo de

hidrogênio. Os níveis de energia do átomo de hidrogênio.

3 4 16/ jul

A Teoria Quântica. Distribuição eletrônica. Princípio de exclusão de Pauli. Regra

de Hund.

Cálculo da constante de blindagem (regras de Slater).Cálculo da carga nuclear

efetiva. Propriedades periódicas: Tamanho dos átomos e dos íons,

eletronegatividade, energia de ionização e afinidade eletrônica.

4 4 18/ jul

Ligações Químicas: Ligação iônica. Propriedades dos compostos iônicos. Energias

envolvidas na formação da ligação iônica. Cálculo de energias de rede: ciclo de

Born-Haber.

Ligação covalente. Ligação covalente coordenada. Estrutura de Lewis. Geometria

Molecular (modelo VSEPR). Polaridade das moléculas. Ligação metálica. Forças

intermoleculares. Propriedades dos compostos moleculares.

5 4 19/ jul

Massa molecular, constante de Avogadro, massa molar, composição percentual.

Reações químicas: fórmula mínima, fórmula molecular a partir da fórmula mínima,

balanceamento de equações, estequiometria. Reagente Limitante.

6 4 20/jul

Soluções: Misturas Homogêneas e Heterogêneas. Tipos de Soluções.

Unidades de Concentração. Líquidos: Propriedades Físicas dos Líquidos. Líquidos

e Soluções: pressão de vapor, diagrama de fases, propriedades coligativas.

7 4 21/jul 1ª Prova.CO

NT

EÚ

DO

PR

OG

RA

MÁ

TIC

O

Aula 1

Aula Horas Data Conteúdo

7 421/ju

l1ª Prova.

8 4 22/julReações ácido-base. Os conceitos de Arrhenius, Bronsted-Lowry e Lewis.

Neutralização de Ácidos e Bases. Definição de pH. Estequiometria ácido- base.

9 4 23/jul

Gases Ideais. Estado de um gás. Lei de Boyle. Lei de Charles. Lei Combinada

dos Gases.

Leis das Pressões Parciais de Dalton. Lei dos Gases Ideais.

10 4 25/jul

Termodinâmica. Primeira Lei da Termodinâmica. Entalpia e Capacidade

Calorífica.

Termoquímica. Segunda e Terceira Leis da Termodinâmica. Variações de

Entropia e de Energia Livre. Termodinâmica e Equilíbrio.

11 4 26/julCinética. Velocidade média de reação. Velocidade instantânea. Leis de

Velocidade. Mecanismos de reação. Catálise.

12 4 27/jul

Equilíbrio: Reversibilidade de reações químicas. Constante de equilíbrio (Kp e

Kc). Conversão de Kp em Kc e vise-versa. Equilíbrio heterogêneo. Predição da

direção de reação (Qp e Qc). Equilíbrio: Cálculo da composição no equilíbrio. O

princípio de Le Chatelier.

13 4 28/jul

Fundamentos de Eletroquímica. Reações de Oxidação- Redução.

Balanceamento das Equações Redox. Células Eletroquímicas. Potenciais Padrão

de Redução. Equação de Nernst. Eletrólise.

14 429/ju

l2ª Prova.

15 4 30/jul Considerações finais e entrega dos resultados.

Total 60 .CO

NT

EÚ

DO

PR

OG

RA

MÁ

TIC

O

Aula 1

Teoria atômica da matéria

Capítulo 2átomos, moléculas e íons

A Química trata das propriedade das substâncias...

Do que é feito as substâncias de modo a conferir tamanha variedade de

propriedades?

Aula 1

• John Dalton:

A Teoria de Dalton

1. A matéria é constituída por partículas últimas ou átomos os átomos sãoindivisíveis e não podem ser criados nem destruídos (Princípio de Conservação daMatéria - Lavoisier);

2. todos os átomos de um mesmo elemento são idênticos e apresentam o mesmopeso;

3. átomos de elementos diferentes têm pesos diferentes;4. os compostos são formados por um número fixo de átomos de seus elementos

constituintes (Lei das Proporções Fixas -Proust);;

• Lei de Dalton das proporções múltiplas: Quando doiselementos formam diferentes compostos, a proporção da massados elementos em um composto está relacionada à proporçãoda massa do outro através de um número inteiro pequeno.

Aula 1

Visão Elaborada dos símbolos criados por Dalton e seus compostos.

Aula 1

• Os gregos antigos foram os primeiros a postular que a matéria é constituída de elementos indivisíveis.

• Mais tarde, os cientistas constataram que o átomo era constituído de entidades carregadas.

Raios catódicos e elétrons• Um tubo de raios catódicos (CRT) é um recipiente profundo com

um eletrodo em cada extremidade.

• Uma voltagem alta é aplicada através dos eletrodos.

• A voltagem faz com que partículas negativas se desloquem do

eletrodo negativo para o eletrodo positivo.

• A trajetória dos elétrons pode ser alterada pela presença de um

campo magnético.

A descoberta da estrutura atômica

Aula 1

Raios catódicos e elétrons

A descoberta da estruturaatômica

Aula 1

Raios catódicos e elétronsConsidere o seguinte experimento:

• Gotas de óleo são borrifadas sobre uma chapa carregada positivamente

contendo um pequeno orifício.

• À medida que as gotas de óleo passam através do orifício, elas são

carregadas negativamente.

• A gravidade força as gotas para baixo. O campo elétrico aplicado força as

gotas para cima.

• Quando uma gota está perfeitamente equilibrada, seu peso é igual à força

de atração eletrostática entre a gota e a chapa positiva.

• Utilizando este experimento, Millikan determinou que a carga no elétron

é 1,60 x 10-19 C.

• Conhecendo a proporção carga-massa, 1,76 x 108 C/g, Millikan calculou

a massa do elétron: 9,10 x 10-28 g.

• Com números mais exatos, concluimos que a massa do elétron é 9,10939

x 10-28 g.


Aula 1

Raios catódicos e elétrons


Aula 1

RadioatividadeConsidere o seguinte experimento:

• Uma substância radioativa é colocada em um anteparo contendo um

pequeno orifício de tal forma que um feixe de radiação seja emitido pelo

orifício.

• A radiação passa entre duas chapas eletricamente carregadas e é

detectada.

• Três pontos são observados no detector:

– um ponto no sentido da chapa positiva,

– um ponto que não é afetado pelo campo elétrico,

– um ponto no sentido da chapa negativa.

Aula 1

Radioatividade

• Um alto desvio no sentido da chapa positiva corresponde à

radiação que é negativamente carregada e tem massa baixa. Essa se

chama radiação (consiste de elétrons).

• Nenhum desvio corresponde a uma radiação neutra. Essa se chama

radiação

• Um pequeno desvio no sentido da chapa carregada negativamente

corresponde à radiação carregada positivamente e de massa alta.

Essa se chama radiação .


Aula 1

O átomo com núcleo• Pela separação da radiação,

conclui-se que o átomo consiste de

entidades neutras e carregadas

negativa e positivamente.

• Thomson supôs que todas essas

espécies carregadas eram

encontradas em uma esfera.


Aula 1

O átomo com núcleo • Rutherford executou o seguinte experimento:

• Uma fonte de partículas foi colocada na boca de um detector

circular.

• As partículas foram lançadas através de um pedaço de chapa de

ouro.

• A maioria das partículas passaram diretamente através da chapa,

sem desviar.

• Algumas partículas foram desviadas com ângulos grandes.

• Se o modelo do átomo de Thomson estivesse correto, o resultado

de Rutherford seria impossível.


Aula 1


Aula 1

O átomo com núcleo

• Para fazer com que a maioria das partículas passe

através de um pedaço de chapa sem sofrer desvio, a

maior parte do átomo deve consistir de carga

negativa difusa de massa baixa o elétron.

• Para explicar o pequeno número de desvios grandes

das partículas , o centro ou núcleo do átomo deve

ser constituído de uma carga positiva densa.

• Rutherford modificou o modelo de Thomson da

seguinte maneira:

– Suponha que o átomo é esférico mas a carga

positiva deve estar localizada no centro, com

uma carga negativa difusa em torno dele.


Aula 1

• O átomo consite de entidades

neutras, positivas e negativas

(prótons, elétrons e nêutrons).

• Os prótons e nêutrons estão

localizados no núcleo do átomo, que

é pequeno. A maior parte da massa

do átomo se deve ao núcleo


• Pode haver um número variável de nêutrons para o mesmo número de

prótons. Os isótopos têm o mesmo número de prótons, mas números

diferentes de nêutrons.

• Pode haver um número variável de nêutrons para o mesmo número de

prótons. Os isótopos têm o mesmo número de prótons, mas números

diferentes de nêutrons.

Aula 1

Isótopos, números atômicos e números de massa

• Número atômico (Z) = número de prótons no núcleo. Número de massa

(A) = número total de núcleos no núcleo (por exemplo, prótons e

nêutrons).

• Por convenção, para um elemento X, escreve-se ZAX.

• Isótopos têm o mesmo Z, porém A é diferente.

• Encontramos o Z na tabela periódica.

A visão moderna da estrutura atômica

Pesos atômicosA escala de massa atômica

• A massa do 1H é 1,6735 x 10-24 g e do 16O é 2,6560 x

10-23 g.

• Definimos: a massa de 12C = exatamente 12 u.

• Usando unidades de massa atômica:

1 u = 1,66054 x 10-24 g

1 g = 6,02214 x 1023 u

Aula 1

Características da RadiaçaoEletromagnética

• Um feixe de radiação eletromagnética consiste num campoeletromagnético que viaja a 3×108m s-1.

• Um campo eletromagnético é constituído

• por uma componente elétrica e uma

• magnética (perpendiculares entre si).

• A velocidade a 3×108m s-1 conhecida como

• “velocidade da Luz”

• A luz comum é conhecida como uma forma de radiaçãoeletromagnética.

Aula 1

• Uma onda eletromagnética oscila em ambas as direções(magnético e elétrico)

• O numero de ciclos que uma onda completa por segundo échamada de freqüência (ν – letra grega “nu”)

• A unidade de freqüência é Hz (hertz)

• A freqüência da radiação eletromagnética que vemos como luzvisível está na ordem de 1015 Hz (ou seja, a luz oscilaaproximadamente 100 trilhões de vezes a cada segundo).

Um pouco de ondas....

11 Hz 1 s

Aula 1

• A frequencia da radiação eletromagnetica afeta comopodemos usar-la.

• Por exemplo: Luz visivel, microndas, Raios-X, Ondas de Raios,Infravermelho, etc. possuem intervalos de frequenciadiferentes.


Aula 1


• Uma onda é caracterizada por sua amplitude e comprimentode onda.

Pequeno comprimento de onda, altafrequencia.

grande comprimento de onda, baixafrequencia.

• A amplitude é a altura da onda. Determina a intensidade.

• O comprimento de onda ( λ – Letra grega “lambda”) é adistância pico a pico.

Aula 1

Natureza ondulatória da luz

Aula 1

Características da RadiaçaoEletromagnética

• A relaçao entre o comprimento de onda e frequencia é dadapor:

ou

• Para calcular o comprimento de onda de

uma luz azul:

velocidade de propagagação

c

Aula 1

λ νc= ×

Resp.: a com comprimento de onda maior

(maior distância entre os picos). Quanto

maior o comprimento de onda, menor a

frequência:

νλ

c=

Das duas ondas eletromagnéticas representadas qual tem a maior frequência

Aula 1

Natureza ondulatória da luz

Aula 1

O Espectro Eletromagnético

Aula 1

λ νc= ×

Resp.: O espectro eletromagnético indica que

a radiação infravermelho tem comprimento

de onda mais lingo que a luz visível, assim a

onda de baixo seria a radiação infravermelho:

νλ

c=

Das duas ondas eletromagnéticas representadas se uma onda representa a luz visível e a outra radiação infravermelho, qual

é uma e qual é outra?

Aula 1

Homework!

Capítulo 2: 2.1 a 2.10

Capítulo 6: 6.1 a 6.10

Passo 1:

Passo 2:

quÍmica i - 106201 departamento de química · estequiometria; gases ideais; fundamentos de...

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