1 elementos químicos

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Materiais

2

Materiais naturais – Existem na Natureza e não são transformados pelo

Homem (ex: madeira, rochas, água de nascente, e carvão).

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Materiais manufaturados – São fabricados pelo Homem. Podem ser de

origem natural (ex: papel, algodão, lã e seda) e de origem sintética (ex:

plástico, borracha, nylon e poliéster).

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Unidades estruturais As substâncias são formadas por partículas (unidades estruturais) que

podem ser:

3

Unidades estruturais

átomos

iões moléculas

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Unidades estruturais

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Ferro - Átomos de ferro

Diamante - Átomos de carbono

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Unidades estruturais

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Água – Moléculas de água

Cloreto de sódio – Iões positivos de

sódio e negativos de Cloro

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Átomos Todas as substâncias são formadas a partir de átomos.

Os átomos são constituídos por partículas mais pequenas (subatómicas):

protões, neutrões e eletrões.

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Átomo

Núcleo constituído por

PROTÕES – cargas positivas

NEUTRÕES - neutros

Nuvem eletrónica

formada por

ELETRÕES – cargas negativas

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Átomos Os protões e os neutrões encontram-se no núcleo

(centro do átomo) e chamam-se nucleões.

Carga elétrica do núcleo (carga nuclear) = soma da carga elétrica dos

protões.

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O átomo não tem carga elétrica (é neutro)

(a soma da carga elétrica dos protões e dos eletrões é zero).

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Elementos químicos

Os elementos químicos são os átomos.

Conhecem-se 118 átomos: 90 naturais e 28 artificiais.

Todas as substâncias são formadas a partir de átomos.

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Elementos químicos

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Número atómico e número de massa

Z – número atómico = número de protões

A – número de massa = número de protões + número de neutrões

Átomos de elementos diferentes têm número atómico diferente

Nuclido AZ X

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Isótopos

Isótopos de um elemento têm:

Mesmo número atómico Z, pois têm o mesmo número de protões;

Diferente número de massa A, pois diferem no número de neutrões

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Os átomos de um elemento têm: n.º de protões = n.º de eletrões.

Mas o número de neutrões pode ser diferente

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Isótopos Na notação científica, os isótopos identificam-se mediante o nome do

elemento químico seguido do número de nucleões (protões e neutrões) do

isótopo em questão.

11

57Fe1

1

2

1

3

1

H prótio

H deutério

H trítio

Exemplos:

Ferro-57

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Exercício

1. p =86; e = 86; n =136

2. p =86; e = 86; n =125

12

211

86 Rn

O é um isótopo do gás nobre rádon.

1. Qual será o número de protões, de neutrões e de eletrões que

constituem este isótopo?

2. Represente um outro possível isótopo do rádon, com menos 11

neutrões no seu núcleo.

222

86 Rn

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Massa atómica e massa isotópica

Massa atómica relativa (Ar): indica, em média, o número de vezes que a

massa de um átomo de um elemento é maior do que a massa padrão de

massas atómicas. Média ponderada das massas isotópicas relativas dos

isótopos desse elemento.

Massa padrão (mu): duodécima parte da massa do isótopo carbono-12.

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Como a maior parte dos elementos químicos tem isótopos é necessário

contabilizar todos tendo em conta a sua abundância relativa.

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Page 14: 1   elementos químicos

Massa atómica relativa A massa atómica de um elemento é a média ponderada das massas

atómicas dos seus isótopos (massas isotópicas) tendo em conta

abundância relativa de cada um.

A massa atómica (A) relativa (r) não tem unidades.

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onde w(i)=abundância relativa(% ) do isótopo i(1) (1) (2) (2) ...

100r

w Ar w ArA

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Exercício

Resolução

15

99,76 15,995 0,04 16,999 0,20 17,999( ) 15,999

100rA O

Calcule a massa atómica relativa do oxigénio tendo em conta os seguintes

dados:

15,995 99,76%

16,999 0,04%

17,999 0,20%

16

8O

17

8O

18

8O

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Massa molecular relativa É a soma das massas atómicas relativas de todos os átomos que

constituem a molécula.

Não tem unidades.

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Exemplos:

Mr(O2) = 2 x Ar(O)

Mr(H2O) = 2 x Ar(H) + Ar(O)

Mr(CuSO4.5H2O) = Ar(Cu) + Ar(S)+ 4 x Ar(O)+10 x Ar(H) + 5 x Ar(O)

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Exercício

Resolução

1. Mr(H2SO4) = 2 × Ar(H) + 4 × Ar(O) + Ar(S)

= (2 × 1,01) + (4 × 15,99) + 32,06

= 98,04

2. Mr(Ca(HO)2) = 2 × Ar(H) + 2 × Ar(O) + Ar(Ca)

= (2 × 1,01) + (2 × 15,99) + 40,08

= 74,08 17

Determine a massa molecular relativa das seguintes moléculas:

1. H2SO4

2. Ca(HO)2

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Iões

Exemplos

Catião hidrogénio - H+

Catião sódio - Na+

Catião magnésio - Mg2+

Catião amónio - NH4+

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Quando um átomo (ou conjunto de átomos) perde eletrões, forma um ião

positivo (catião) com carga elétrica positiva.

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Page 19: 1   elementos químicos

Iões

Exemplos:

Anião cloreto (cloro) - Cl-

Anião óxido (oxigénio) - O2-

Anião nitrato – NO3-

Anião sulfato - SO42-

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Quando um átomo (ou conjunto de átomos) ganha eletrões, forma um

ião negativo (anião) com carga elétrica negativa.

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Compostos iónicos (sais)

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Nome: nome do anião + nome do catião.

Fórmula química: símbolo do catião + símbolo do anião;

Sulfato de zinco Óxido de alumínio

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Elementar

• Unidades estruturais formadas por átomos de um elemento.

Composta

• Unidades estruturais formadas por átomos de mais do que um elemento mas com proporções definidas.

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Material constituído por um único componente. Tem composição definida

e propriedades próprias que a caracterizam.

Substâncias

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Page 22: 1   elementos químicos

• Aspeto uniforme. Não se distinguem os componentes a olho nu. Homogénea

• Aspeto não uniforme. Distinguem-se os componentes em mais do que uma fase. Heterogénea

• Macroscopicamente uniformes mas a nível microscópico é possível distinguir os vários componentes. Coloidal

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Conjunto de duas ou mais substâncias que mantêm as suas

propriedades próprias.

Misturas

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Page 23: 1   elementos químicos

Soluções

Soluto ou fase dispersa

• Dissolve-se no solvente

• Quando se mistura deixa de ser visível.

• Está em menor quantidade.

Solução Solvente ou fase dispersante

• Dissolve outra substância.

• Geralmente em maior quantidade.

• Está no mesmo estado físico da solução.

• É o mais volátil.

23

Mistura homogénea sólida, líquida ou gasosa.

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Page 24: 1   elementos químicos

Concentração de soluções

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Composição quantitativa – Quantidade (massa ou volume) do soluto e

do solvente que existe na solução.

Concentração mássica (Cm) - Massa de soluto que existe em cada

unidade de volume da solução.

𝐶𝑚 =𝑚

𝑉

Massa de soluto

Volume de solução

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Page 25: 1   elementos químicos

Concentração de soluções

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A concentração mede-se em kg/m3 (kg m-3), de acordo com o Sistema

Internacional de Unidades (SI).

Outras unidades de medida:

kg/L (kg L-1) ou kg/dm3 (kg dm-3)

g/L (g L-1) ou g/dm3 (g dm-3)

g/mL (g mL-1) ou g/cm3 (g cm-3)

Não esquecer

1 L = 1 dm3

1 mL = 1 cm3

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Page 26: 1   elementos químicos

Concentração de soluções

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A percentagem em massa é outra forma de exprimir a composição

quantitativa de uma solução.

% 𝑚/𝑚 =𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜

𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜𝑥 100

Relembrar

𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑖𝑐𝑎 =𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜

𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜

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Page 27: 1   elementos químicos

Exercício

Dados:

𝑚 = 20𝑔

𝑉 = 250 𝑐𝑚3 = 0,250 𝑑𝑚3

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Calcule a concentração, expressa em g/dm3, de uma solução preparada

dissolvendo 20g de NaOH em água até perfazer 250 cm3.

Resolução:

𝐶𝑚 =𝑚

𝑉 ⟺

𝐶𝑚=20

0,25 ⟺

𝐶𝑚 = 80𝑔/𝑑𝑚3

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Page 28: 1   elementos químicos

Exercício

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A 100 mL de uma solução aquosa de ácido clorídrico (HCl) com a

concentração mássica de 2,5 g/dm3 (solução A) foram adicionados 300 mL

de água destilada para preparar uma solução diluída (solução B). Calcule:

1. A massa de ácido clorídrico existente na solução A.

2. A massa de ácido clorídrico existente na solução B, justificando a sua

resposta.

3. O volume da solução B. A concentração mássica da solução B.

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Tabela Periódica

Os elementos químicos estão organizados numa tabela – Tabela Periódica

– e estão ordenados segundo o número atómico crescente e respeitando

as semelhanças de propriedades.

H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca

Ordem crescente de Z

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Tabela Periódica

A tabela Periódica atual é constituída por 18 grupos e 7 períodos.

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Família (ou grupo)

1º período (ou série)

2º período (ou série)

3º período (ou série)

4º período (ou série)

5º período (ou série)

6º período (ou série)

7º período (ou série)

Série dos Lantanídeos

Série dos Actinídeos

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