Íons e Elementos Químicos

Prof Carlos Priante

Aula 8

Química

Introdução

Química é uma Ciência Experimental que estuda a estrutura, composição e a transformação da matéria.

Método Científico

LEIS EXPERIMENTAIS

TEORIAS & MODELOS

HIPÓTESES

OBSERVAÇÕES

EXPERIÊNCIAS

ESTRUTURA DA MATÉRIA

A matéria é formada por moléculas, que por sua vez são formadas por

partículas minúsculas chamadas de átomos.

Molécula: menor parte da substancia que apresenta suas propriedades específicas, é constituída por dois ou mais átomos

Átomo: é a menor partícula capaz de identificar um elemento químico e participar de uma reação química.

Estrutura dos átomos

Elétrons 

São partículas de massa pequenas (cerca de 1840 vezes menor que a massa do próton.

Possuem carga elétrica negativa: -1,6.10-19C. Movem-se muito rapidamente ao redor do

núcleo atômico, gerando campos eletromagnéticos.

Prótons 

São partículas que, junto aos nêutrons, formam o núcleo atômico.

Possuem carga positiva de mesmo valor absoluto que a carga dos elétrons; assim, um próton e um elétron tendem a se atrair eletricamente.

Nêutrons 

Junto com os prótons formam o núcleo atômico.

Possuem carga elétrica nula e são dispostos estrategicamente no núcleo de modo a estabilizá-lo: uma vez que dois prótons repelem-se mutuamente.

Eletrosfera

Íons Cada camada da eletrosfera possui um

número máximo de elétrons.

Os átomos possuem um estado de equilíbrio e estabilidade quando possuem 8 elétrons em sua última camada (ou dois no caso exclusivo do hélio).

Os gases nobres já possuem 8 elétrons em sua última camada, mas e os outros átomos? E aqueles que possuem menos de 8?

Cátion

Quando um átomo tem menos de 4 elétrons na ultima camada da eletrosfera, a tendência é descartar esta camada.

Ao perder estes elétrons, os átomos irão ficar com excesso de prótons, ou seja, com muita carga +

Assim, este átomo se tornou um cátion.

Esta transformação é típica de metais.

Sódio (Na)

Ânion Quando os átomos tem mais de 4 elétrons em

sua ultima camada da eletrosfera, ele não perde estes elétrons e sim ganha outros para completar 8 elétrons em sua ultima camada.

Ganhando mais elétrons este átomo fica com um número de elétrons maior que prótons, ou seja, fica com carga –

Assim, este átomo é agora um ânion.

Ocorre com frequência em nãometais e semimetais.

Ligações químicas

As ligações químicas explicam como, quando e onde vão parar estes elétrons que são ganhos ou perdidos pelos átomos.

São três principais:IônicaCovalente

Ligação Iônica

Ocorre pela atração de força natural entre um átomo de carga + com outro de carga –,

Deste modo cátions e ânions permanecem unidos equilibrando seus excessos e falta de elétrons na ultima camada.

Por envolver cátions e ânions, normalmente ocorre entre metais e nãometais. O metal transfere elétrons para o nãometal.

NaCl CaO MgF

Ligação CovalenteOs átomos também podem completar

sua última camada compartilhando elétrons.

Os elétrons compartilhados irão circular pela eletrosfera dos dois átomos.

Ligação Metálica Ocorre entre metais...... Metais são cátions e possuem carga

positiva, então como ligar dois átomos + que se repelem naturalmente ?

Os elétrons da ultima camada dos metais (liberados para se estabilizarem) estão em sua forma livre e circulam em uma “nuvem” em volta dos cátions próximos mantendo a estabilidade.

Estes elétrons livres não permanecem ligados a nenhum átomo, apenas circulam livres.

Ex: bronze (cobre + estanho) aço comum (ferro + 0,1 a 0,8% de carbono)

Elemento químicoSão todos os átomos que possuem o mesmo

número de prótons em seu núcleo, ou seja, o mesmo número atômico(Z).

Ex. Oxigênio é o elemento químico constituído por todos os átomos que possuem número atômico 8, ou seja, com 8 prótons.

Ex. Cálcio é o elemento químico constituído por todos os átomos que possuem número atômico 20, ou seja, com 20 prótons.

Dessa forma, o número atômico é característica de cada elemento químico, sendo como seu número de identificação.

Para Ajudar

p = Z

p = Z = e

A = p + n

n = A – Z

Número de Massa

O número de massa não representa a massa do átomo, mas é um número inteiro que representa o número de partículas no núcleo.

A = p + n

A = Z + n

Sódio

Z = 11 e A = 23Logo n = A – Z = 23 - 11 = 12

O átomo de Sódio é formado por:12 nêutrons, 11 prótons e 11

elétrons

Para complicar…

IsótoPos – São átomos de elementos químicos diferentes que apresentam o mesmo número de prótons.

IsóbAros – São átomos de elementos químicos diferentes que apresentam o mesmo número de massa.

IsótoNos – São átomos de elementos químicos diferentes que apresentam o mesmo número de nêutrons.

= PRÓTONS

MASSA =

= NÊUTRONS

Tabela Periódica

Períodos: São as filas horizontais. Os elementos químicos estão na ordem crescente de Z.

Famílias/Grupos: São as colunas verticais, nas quais os elementos estão ordenados segundo suas propriedades químicas. As famílias 1,2 e 13 a 18 constituem os elementos representativos. As famílias 3 a 12 constituem os elementos de transição.

Notaram ?

Família/Grupo 1 – Metais alcalinos

Família/Grupo 2 – Metais alcalinos terrosos

Família/Grupo 16 – Calcogênios

Família/Grupo 17 – Halogênios

Família/Grupo 18 – Gases nobres

As famílias/Grupos 3 a 15 recebem o nome do primeiro elemento da coluna.

As classes dos elementos químicos

• Apresenta características próprias, com apenas um próton em seu núcleo.

Hidrogênio

•É o elemento mais leve.

•Está em forma gasosa à 25°C.

Metais

•Apresentam propriedades especificas como brilho, condutibilidade elétrica e térmica, maleabilidade e ductilidade. •A 1atm e 25oC, todos os metais são sólidos, exceto o mercúrio.

Não-metais

•São maus condutores, quase não apresentam brilho, não são maleáveis nem dúcteis e tendem a formar íons negativos.

•Exceções: iodo sólido.

•Aplicações:Flúor(creme dental), Nitrogênio(resfriamento)

Gases Nobres

•Não se combinam com outros elementos químicos.

•São raros.

•Aplicações: Neônio (luminosos de rua). Helio (encher balões)

Dúvidas ????

Pesquisa

Fazer uma linha do tempo do Átomo de acordo com os modelos atômicos

Procure as principais datas e pesquisadores envolvidos, fazendo um resumo dos modelos.

Detetive

Um jogador de futebol que lutou pela paz atômica para deter a

guerra atômica !!!