Matéria e Energia

Conceitos fundamentais da Física

Aquilo que possui massa e ocupa lugar no espaço.

Matéria

medida numérica direta da quantidade de matéria de um

objeto.

Unidade no SI:Quilograma : kg

Massa: m

Espaço ocupado por corpos tridimensionais.

Unidade: metro cúbico (m3);

litro (L)

Volume (V)

Densidade (d ou )

A densidade de uma amostra de matéria é a relação entre sua massa e o volume por ela ocupado:

volume

massadensidade

Unidade no SI: kg/m2

O que é ser mais denso???Significa ter mais massa por unidade de volume

Por exemplo:

Água: 1,00g/cm3;Cortiça: 0,32 g/cm3;Ferro: 7,86 g/cm3;

Num recipiente com água, uma rolha de cortiça flutua na superfície, enquanto uma moeda de ferro afunda.

Estados físicos de agregação da matéria

Organização microscópica da matéria

• Átomo–Núcleo – prótons (+)

e nêutrons–Eletrosfera –

elétrons (-).

Características das partículas subatômicas

• Elétron:Massa : me = 9,1.10 -28 gCarga = -1 ou -1,6.10-19 C

• Próton: Massa : mp = 1,6726.10 -24 gmp = 1836 vezes maior que a do elétron

Carga = +1 ou +1,6.10-19 C

• Nêutron: mn mp

Massa: mn = 1,6749.10 -24 gCarga = 0.

Um átomo é muito pequeno

Existem 1023 átomos em 1g de água

Elementos químicos• Existe um número limitado de átomos diferentes.• Cada tipo de átomo representa um elemento químico

diferente, com massa e tamanho particular. Exemplos:– hidrogênio, carbono, ferro, ...

Propriedades Químicas de um átomo

• Número Atômico, Z: é o número de prótons presentes no núcleo do átomo.

• Número de Massa, A: é a soma do número de prótons (Z) e de nêutrons (N) presentes no núcleo do átomo.

A = Z + N

Elemento Químico – Símbolo:

Exemplos:1. Carbono: Z = 6 e A = 12

Qual o número de prótons e nêutrons?

XAZ

61212

6 ou CC

Exemplo

2. Cloro: Z = 17 e A = 37

173737

17 ou ClCl

Isótopos

São dois ou mais átomos que possuem o mesmo número atômico (Z) e diferentes números de massa (A).

Assim, os núcleos possuem mesma quantidade de prótons, mas quantidades diferentes de nêutrons.

Exemplos de IsótoposExemplos:• Hidrogênio: H Z = 1

– H-1 (N=0; 99,99%); H-2 (N=1; 0,01%); H-3 (N=2; traços)

• Oxigênio: O Z=8– O-16 (99,76%); O-17 (0,04%); O-18 (0,20%)

• Urânio: U Z=92– U-238; U-235; U-234

Átomos neutros e Íons

Átomo neutro: possui número de elétrons igual ao número de prótons.

Carga total é nula : Q = 0Quando um átomo neutro perde ou

recebe elétrons, ele se transforma em um íon.

Carga total deixa de ser nula• Íon negativo: ânion;• Íon positivo: cátion

Íons - exemplos• Cloro neutro

recebe 1 elétron:

• Alumínio neutro perde 1 elétron:

– Valores de Z,A e N antes e depois?

173737

17 (neutro) ClCl

1327

1327 )( AlneutroAl

Íons - Exercícios

– Valores de Z,A, N e elétrons antes e depois?

1. Oxigênio neutro recebe 2 elétrons;

2. Chumbo neutro perde 4 elétrons;

3. Sódio neutro perde 1 elétron.

Substâncias• Observamos um número muito grande de

combinações diferentes dos átomos – substâncias

• Substâncias com 1 único tipo de átomo

– Ouro; mercúrio; gás oxigênio (O2)

• Substâncias formadas por combinações químicas de elementos diferentes – compostos

– Água; sal de cozinha (NaCl)