Estrutura Atômica, Estrutura Molecular e Ligação Química

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O ÁTOMO O átomo é constituído por um núcleo e uma eletrosfera. O núcleo é composto por prótons (Z) e nêutrons (n). Os prótons são eletricamente positivos e determinam a que grupo de elementos químicos o átomo pertence, enquanto que os nêutrons não têm carga elétrica. A eletrosfera é composta por elétrons, que são eletricamente negativos e distribuídos em até sete camadas de energia (K, L, M, N, O, P, Q). Os elétrons da última camada são os que determinam as propriedades químicas do átomo, sendo chamados de elétrons da camada de valência. Originariamente, o átomo é eletricamente neutro, pois o número de seus prótons é igual ao número de seus elétrons. Contudo, quando o número de elétrons se altera, para mais ou para menos, o átomo se torna eletricamente ativo e passa a ser chamado de íon positivo (cátion) ou íon negativo (ânion). O átomo que recebe um elétron torna-se um íon negativo, enquanto o átomo que doa um elétron torna-se um íon positivo. Na medida em que o peso dos elétrons são quase nulos, o que determina o peso de um átomo é a soma dos pesos dos prótons com os pesos dos nêutrons. As sete camadas ou níveis de energia são divididos de acordo com o número de elétrons que abarcam (Para compreender a distribuição eletrônica, analisar o funcionamento do Diagrama de Pauling). Cada camada tem certa quantidade de energia. Os elétrons de menor energia

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Trata-se de um trabalho acadêmico feito para meros fins de estudo pessoal.

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O TOMO

O tomo constitudo por um ncleo e uma eletrosfera. O ncleo composto por prtons (Z) e nutrons (n). Os prtons so eletricamente positivos e determinam a que grupo de elementos qumicos o tomo pertence, enquanto que os nutrons no tm carga eltrica. A eletrosfera composta por eltrons, que so eletricamente negativos e distribudos em at sete camadas de energia (K, L, M, N, O, P, Q). Os eltrons da ltima camada so os que determinam as propriedades qumicas do tomo, sendo chamados de eltrons da camada de valncia. Originariamente, o tomo eletricamente neutro, pois o nmero de seus prtons igual ao nmero de seus eltrons. Contudo, quando o nmero de eltrons se altera, para mais ou para menos, o tomo se torna eletricamente ativo e passa a ser chamado de on positivo (ction) ou on negativo (nion). O tomo que recebe um eltron torna-se um on negativo, enquanto o tomo que doa um eltron torna-se um on positivo. Na medida em que o peso dos eltrons so quase nulos, o que determina o peso de um tomo a soma dos pesos dos prtons com os pesos dos nutrons.

As sete camadas ou nveis de energia so divididos de acordo com o nmero de eltrons que abarcam (Para compreender a distribuio eletrnica, analisar o funcionamento do Diagrama de Pauling). Cada camada tem certa quantidade de energia. Os eltrons de menor energia se encontram prximo ao ncleo, enquanto que os de maior energia se encontram nas camadas mais externas e distantes do ncleo. As camadas se encontram da seguinte forma conforme o nmero mximo de eltrons e a ordem crescente de energia:

K = 2 eltrons (menor energia)L = 8 eltronsM = 18 eltronsN = 32 eltronsO = 32 eltronsP = 18 eltronsQ = 8 ou 2 eltrons (maior energia)

Alm das camadas ou nveis de energia, existem quatro subcamadas ou subnveis de energia que so: s, p, d, f. Todos os nveis de energia (de K at Q) podem ser divididos cada qual de acordo com essas subcamadas. As subcamadas se encontram da seguinte forma conforme o nmero mximo de eltrons e a ordem crescente de energia:

s = 2 eltrons (menor energia)p = 6 eltrons d = 10 eltronsf = 14 eltrons (maior energia)

Vale lembrar que as camadas dizem respeito distncia do ncleo, enquanto que as subcamadas, forma da trajetria ao redor do ncleo (circular ou elptica). A nica subcamada que faz trajetria circular a s, todas as outras fazem uma trajetria elptica.

Os tomos tambm so classificados conforme a sua equivalncia de prtons, nutrons ou de massa. Os tomos que so equivalentes quanto nmero de prtons so chamados de istopos. Aqueles cuja equivalncia se d no nmero de nutrons so chamados de istonos. Por fim, os que so equivalentes na massa atmica so chamados de isbaros.

A tabela peridica organiza de maneira sistemtica os diversos elementos qumicos conforme a distribuio dos eltrons na eletrosfera. Ela relaciona tais elementos em linhas denominadas perodos e em colunas denominadas grupo ou famlia qumica. As linhas ou perodos designam os elementos qumicos que tm o mesmo nmero de camadas eletrnicas, isto , designam as sete camadas de energia. As colunas ou grupos qumicos designam os elementos qumicos que tm o mesmo nmero de eltrons na camada de valncia, isto , a camada mais externa.

Elemento qumico um conjunto de tomos que tm o mesmo nmero de prtons em seu ncleo (nmero atmico Z). Na natureza, existem um pouco mais de uma centena de elementos qumicos (na tabela peridica constam 118).

A MOLCULA

Uma molcula uma entidade eletricamente neutra que possui pelo menos dois tomos, todos ligados entre si mediante ligao covalente.

As ligaes qumicas so as formas de unio entre tomos para formarem molculas. Existem trs formas de ligao qumica entre tomos:

- Ligao inica ou eletrovalente: doao ou recepo de eltrons entre tomos. Ocorre transferncia de eltrons. O eltron sai de um tomo e vai para outro. Ligao entre um metal e um ametal. Toda ligao inica uma ligao polar, isto , que envolve tomos com polo negativo ou positivo.- Ligao covalente ou molecular: compartilhamento de eltrons entre tomos com eletronegatividade semelhante. (Sempre ligao entre dois ametais). No h formao de ons, pois os tomos no perdem os eltrons, somente os compartilham. Essa ligao pode ser polar (entre tomos de eletronegatividades diferentes) ou apolar (entre tomos de mesma eletronegatividade).- Ligao metlica: os eltrons da camada de valncia se soltam e circulam livremente em todos os ons de forma a mant-los unidos.

Eletronegatividade a tendncia de um tomo em atrair eltrons.

A regra do octeto estabelece que uma grande parte dos elementos qumicos adquire estabilidade eletrnica quando seus tomos apresentam oito eltrons na sua camada mais externa. Desse modo, os tomos se juntam de tal forma que completem esse oito eltrons em sua camada de valncia. Contudo, existem excees para essa regra. No caso do Hidrognio (H), sua estabilidade eletrnica adquirida com dois eltrons na camada mais externa. Um caso exemplar da regra do octeto o do tomo de carbono Para os compostos orgnicos, a ligao qumica que importa a ligao covalente.

A ligao covalente coordenada a ligao em que um tomo compartilha um par de eltrons seu com outro tomo, mas no de maneira mtua, ou seja, ele no

A polaridade de uma ligao e de uma molcula est relacionada distribuio dos eltrons ao redor dos tomos. Se essa distribuio for simtrica, a molcula ser apolar, mas se for assimtrica, sendo que uma das partes da molcula possui maior densidade eletrnica, ento se trata de uma molcula polar.

As foras intermoleculares dizem respeito forma de interao entre molculas, ou melhor, foras de atrao entre molculas. Existem trs:- Ligao de Hidrognio: entre molculas polares de alta eletronegatividade (N, F, O) e Hidrognio (H).- Dipolo-dipolo (ou Dipolo Permanente): polares sem ligao de hidrognio.- Dipolo-induzido: entre molculas apolares.

OS COMPOSTOS ORGNICOS E O CARBONO

O elemento qumico Carbono (C) encontra-se em todo e qualquer organismo vivo. No caso dos seres humanos, o carbono est presente em 60% de sua massa.

Os compostos orgnicos so formados por cadeias de tomos de carbono ligados a outros elementos qumicos.

A ligao de hidrognio uma forma de interao intermolecular por meio de tomos de hidrognio. Essa ligao no deve ser confundida com ligao covalente.

A gua uma molcula polar, isto , contm polos eletrnicos positivos ou negativos.

Molculas constitudas por tomos do mesmo elemento qumico so sempre apolares.

Os cidos nucleicos so macromolculas formadas por nucleotdeos. Os nucleotdeos, por sua vez, so compostos pelos seguintes elementos:- acar do grupo das pentoses (ribose ou desoxirribose)- fosfato- base nitrogenada: Adenina, Guanina, Citosina, Timina (DNA), Uracila (RNA).

A molcula de DNA composta por uma dupla hlice estabilizada por ligaes de hidrognio.

Adenina (A) = Timina (T)Citosina (T) = Guanina (G)

O DNA mais estvel.O RNA mais instvel.

O RNA: (1) transportador; (2)

Funes dos cidos nucleicos:- armazenam informao gentica (sequncia de bases nitrogenadas)- transporte das informaes pelo RNA- participam de sntese proteica- carregam energia qumica

Protenas:

Os polmeros so macromolculas compostas pela inmera repetio de molculas menores chamadas monmeros.

O aminocido um composto constitudo por um grupo de amina (Nitrognio e Hidrognio) e outro de carbxilo (COOH).

Existem aminocidos (1) hidrofbicos, (2) hidroflicos e (3) especiais.

Uma ligao peptdica uma ligao qumica que ocorre entre duas molculas quando o grupo carboxilo de uma molcula reage com o grupo amina de outra molcula, liberando uma molcula de gua.

As protenas so polmeros de aminocidos unidos por ligao peptdicas.

As protenas tm quatro nveis de organizao.