MODELO ATMICO DE RUTHERFORDEm 1911, Ernest Rutherford realizou experincias bombardeando uma finssima lmina de ouro com partculas alfa, cuja carga eltrica positiva (2+), emitidas pelo polnio, um material radioativo.

MODELO ATMICO DE RUTHERFORD Questo 01: (1 exame 2003) A experincia de Rutherford mostrou que, ao atravessar uma lmina delgada de ouro, uma em cada 105 partculas alfa desviada de um ngulo mdio superior a 90. Considerando que a lmina de ouro possui 103 camadas de tomos e elaborando a hiptese de que este desvio se deve coliso de partculas alfa com um nico ncleo atmico, Rutherford foi capaz de estimar a ordem de grandeza do ncleo. Se o raio do tomo da ordem de 108 cm, o raio do ncleo, em cm, da ordem de:

Rtomo = 105 . Rncleo logo Rncleo = 10-8 = 10-13 105(A) 10-12 (B) 10-10 (C) 10-9 (D) 10-5

TERMOQUMICA Reaes exotrmicas: as que liberam calor para o meio ambiente. Exemplos: combusto (queima) do gs butano.C4H10(g) + 13/2 O2(g) => 4 CO2(g) + 5H20(g) + calor

Reaes endotrmicas: as que retiram calor do meio ambiente. Exemplos: fotossntese.6 CO2(g) + 6 H20(l) + calor => C6H12O6(aq) + 6 O2(g)

A energia armazenada nas substncias (reagentes ou produtos) dse o nome de entalpia. Esta usualmente representada pela letra H. Numa reao, a diferena entre as entalpias dos produtos e dos reagentes corresponde variao de entalpia, .

onde: Hp = entalpia dos produtos; Hr = entalpia dos reagentes. Numa reao exotrmica temos que Hp < Hr e, portanto, H< O (negativo). Numa reao endotrmica temos que Hp > Hr e, portanto H > O (positivo).

H2(g) + Cl2(g) => 2 HCl(g) + 184,9 kJ

H2(g) + I2(g) + 51,8 kJ => 2 HI (g)

Questo 02: (2 exame 2003) Considere a tabela ao lado para responder s questes de nmeros 02 e 03. O poder calorfico de um combustvel pode ser definido como o calor produzido na queima por unidade de massa. Dentre os combustveis apresentados, aquele que possui o maior poder calorfico :

Massas molares:Etano (C2H6) = 30g/mol Eteno (C2H4) = 28g/mol Etino (C2H2) = 24g/mol Metano (CH4)= 16g/mol

Poder calorfico:372/30= 12,4 337/27= 12,4 310/24= 12,9 212/16= 13,2

(A) etino

(B) etano

(C) eteno

(D) metano

Comportamento de gases ideais Variveis de estado de um gs. Temperatura: mede o nvel de agitao das partculas do gs (tomos ou molculas). A unidade usada aqui para esta grandeza, no sistema internacional (SI), o kelvin (K). Volume: a medida do espao tridimensional ocupado pelo gs. A sua unidade, no SI o m3 , mas algumas vezes o litro ( L ) ser utilizado. Obs: o volume de um gs sempre ser igual ao volume do recipiente ocupado pelo mesmo. Presso: a medida da fora aplicada pelo gs em cada m2 das paredes do recipiente ocupado pelo mesmo. Obs: Esta fora aplicada pelas partculas do gs que se chocam contra as paredes do recipiente. A sua unidade no SI o N/m2 , mas outra unidade tambm utilizada a atmosfera. ( 1 atm = 105 N/m2 ).

Equao geral

Equao de Clapeyronisobrica isovolumtrica isotrmica

Questo 03: (2 exame 2003) Um experimento consiste na combusto completa de 1 mol de cada um dos combustveis relacionados na tabela acima, utilizando 4 cmaras de combusto idnticas ilustrada, uma para cada um dos combustveis. Observe que um pisto mantm a presso constante em 1 atm na cmara de combusto. Inicialmente, temperatura de 25C, cada combustvel, no estado gasoso, colocado numa cmara juntamente com a quantidade estequiomtrica de oxignio adequada reao. Terminada a combusto, a cmara resfriada at 25C e verifica-se a presena, apenas, de anidrido carbnico e de um volume desprezvel de gua no estado lquido. As alturas inicial e final do pisto so diferentes em cada cmara. Considerando o comportamento ideal dos gases, a cmara onde o pisto realizou o maior trabalho continha o seguinte combustvel:

Equaes de combusto: C2H6(g) + 7/2 O2(g) => 2 CO2(g) + 3H20(g) + calor C2H4(g) + 3 O2(g) => 2 CO2(g) + 2H20(g) + calor C2H2(g) + 3/2 O2(g) => 2 CO2(g) + H20(g) + calor CH4(g) + 2 O2(g) => CO2(g) + 2H20(g) + calor

Maior trabalho = maior expanso = maior volume

(A) etino

(B) etano

(C) eteno

(D) metano

Lei de Lavoisier Lei de Lavoisier (Lei da conservao da massa)

Numa reao qumica em um sistema fechado, a soma das massas dos reagentes igual soma das massas dos produtos.

Portanto, temos:

Combusto/ Oxidao Combusto da palha de ao: (B) 4Fe(s) + 3 O2(g) => 2Fe2O3(s) ( ferro se combina com o oxignio aumenta a massa no prato B, para equilibrar adiciona-se massa no prato A)

Combusto do carvo: (C) C(s) + O2(g) => CO2(g) (gs liberado diminui a massa no prato C, para equilibrar retira-se massa do prato D)

Questo 04: ( 1 exame 2006) Na natureza nada se cria, nada se perde; tudo se transforma. Esse enunciado conhecido como Lei da Conservao das Massas ou Lei de Lavoisier. Na poca em que foi formulado, sua validade foi contestada, j que na queima de diferentes substncias era possvel observar aumento ou diminuio de massa. Para exemplificar esse fenmeno, considere as duas balanas idnticas I e II mostradas na figura abaixo. Nos pratos dessas balanas foram colocadas massas idnticas de carvo e de esponja de ao, assim distribudas: - pratos A e C: carvo; - pratos B e D: esponja de ao. A seguir, nas mesmas condies reacionais, foram queimados os materiais contidos em B e C, o que provocou desequilbrio nos pratos das balanas. Para restabelecer o equilbrio, sero necessrios procedimentos de adio e retirada de massas, respectivamente, nos seguintes pratos: (A) A e D (B) B e C (C) C e A (D) D e B

Questo 05: (2 exame 2006) Em breve, os veculos automotivos podero utilizar o combustvel diesel S500, menos poluente que o metropolitano por conter menor teor de enxofre. Observe a tabela a seguir

A poluio da atmosfera se d aps a transformao do enxofre em dixido de enxofre, ocorrida na queima de leo diesel. A equao qumica abaixo indica essa transformao. Dois caminhes, um utilizando diesel S-500 e outro, diesel metropolitano, deslocam-se com velocidade mdia de 50 km/h, durante 20h, consumindo, cada um, 1L de combustvel a cada 4 km percorridos. Considerando as condies acima descritas e a converso total do enxofre em dixido de enxofre, a reduo da poluio proporcionada pelo caminho que usa diesel S-500, em relao quele que usa diesel metropolitano, expressa em gramas de SO2 lanado na atmosfera, corresponde a: (A) 800 (B) 600 (C) 500 (D) 300

1) Clculo da distncia percorrida pelos caminhes: d = v.t = 50 . 20 = 1000Km 2) Clculo do volume de diesel consumido pelos caminhes: 1L 4Km XL 1000Km X = 250 L3) Clculo da massa de diesel: 0,8 g 1mL Yg 250000 mL Y = 250.000. 0,8 g = 200 Kg

4) Clculo do teor de enxofre no diesel metropolitano: 2000 mg 1Kg x mg 200 Kg x = 400.000 mg = 400 g 5) Clculo do teor de enxofre no diesel S-500: 500 mg 1Kg x mg 200 Kg x = 100.000 mg = 100 g

6) Clculo da massa de SO2 lanada pelos dois combustveis

400 g 32 g x = 800g

xg 64 g

100 g 32 g y = 200 g

yg 64 g

Questo 06: ( 2 exame 2006) Sdio metlico, Na0, e ction sdio, Na+, so exemplos de espcies que apresentam propriedades qumicas diferentes. Quando so utilizados 3g de sal de cozinha (NaCl) na dieta alimentar, o organismo absorve sdio na forma inica. No entanto, a ingesto de quantidade equivalente de sdio metlico, por sua violenta reao com a gua do organismo e pelo efeito corrosivo do hidrxido de sdio formado, causaria srios danos sade. A equao a seguir mostra essa reao.

Considerando rendimento de 100%, a ingesto de 3g de sdio metlico produziria, aproximadamente, uma massa de hidrxido de sdio, em gramas, igual a:

(A) 5,2 (B) 8,3 (C) 12,1 (D) 23,0

3g 23g X = 5,2 g

xg 40g

Questo 17: (1 exame 2007) Um tomo do elemento qumico x, usado como corante para vidros, possui nmero de massa igual a 79 e nmero de nutrons igual a 45. Considere um elemento y, que possua propriedades qumicas semelhantes ao elemento x. Na Tabela de Classificao Peridica, o elemento y estar localizado no seguinte grupo:

(A) 7

(B) 9

(C) 15

(D) 16

X79 n =45

Z = 79 45 = 34 (6A)

Elementos do mesmo grupo apresentam propriedades qumicas semelhantes.

Lei Peridica"As propriedades fsicas e qumicas dos elementos so funes peridicas de seus nmeros atmicos".

Na tabela, os elementos esto arranjados horizontalmente, em seqncia numrica, de acordo com seus nmeros atmicos, resultando o aparecimento de sete linhas horizontais (ou perodos). Perodos ou Sries So as filas horizontais da tabela peridica. So em nmero de 7 e indicam o nmero de nveis ou camadas preenchidas com eltrons.Famlias ou Grupos So as colunas verticais da Tabela Peridica. Em um Grupo ou Famlia, encontram-se elementos com propriedades qumicas semelhantes. Para os Elementos representativos, o n do Grupo representa o n de eltrons da ltima camada (camada de valncia).

1

18 2 13 14 15 16 17

K L M N O P Q

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12

1 2 3 4 5 6 7

P Q

18

GASES NOBRES HALOGNIOS CALCOGNIOSGRUPO DO NITROGNIO

GRUPO DO CARBONO

GRUPO DO BORO

Famlias ou grupos

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

2

Alcalinos - TERROSOS Metais

1

Metais Alcalinos

ELEMENTOS REPRESENTATIVOS ELEMENTOS TRANSIO DE

13 14 15 16 17

Raio Atmico a distncia que vai do ncleo do tomo at o seu eltron mais externo. Inclui os gases nobres.

H Li Na K Rb Cs Fr

He

Potencial de Ionizao a energia necessria para arrancar um eltron de um tomo, no estado gasoso, transformando-o em um on gasoso. Inclui os gases nobres. A segunda ionizao requer maior energia que a primeira e, assim, sucessivamente. He HNe Ar Kr Xe Rn

Fr

Eletroafinidade a energia liberada quando um tomo recebe um eltron (Afinidade Eletrnica). Varia como o Potencial de Ionizao. No inclui os Gases Nobres. H

Fr

Eletropositividade ou Carter Metlico: a capacidade que um tomo tem de perder eltrons (metais). Varia da direita para a esquerda e de cima para baixo excluindo-se os gases nobres. HLi Na K Rb Cs Fr

F

Eletronegatividade a capacidade que um tomo tem de atrair eltrons (ametais). Varia da esquerda para a direita e de baixo para cima, excluindo-se os gases nobres. H BCNOF Cl Br I Fr

Resumo das propriedadesEletronegatividade; Potencial de ionizao; Eletroafinidade.

Eletropositividade; Raio atmico

HLi Na K Rb Cs Fr

BCNOF Cl Br I

He Ne Ar Kr Xe Rn

Questo 18: (2 exame 2007) Um estudante observou algumas propriedades de um determinado metal Me: reagir facilmente com os halognios; formar perxido do tipo Me2O2 ; apresentar elevada eletropositividade. Esse elemento, na Tabela de Classificao Peridica, est localizado na seguinte coluna:

(A) 1

(B) 2

(C) 6

(D) 8

Perxidos: Elemento com nox +1 ou +2

Questo 19: (1 exame 2003) Uma seqncia de cinco tomos est organizada por ordem crescente de seus nmeros atmicos, cujos valores so regidos por uma progresso aritmtica de razo 4. J o nmero de nutrons desses mesmos tomos regido por uma progresso aritmtica de razo 5. Se o tomo mais pesado pertence ao elemento ferro e o mais leve possui o nmero de prtons igual ao nmero de nutrons, o nmero de massa do terceiro tomo da srie : (A) 18Z

(B) 20Z+4Y Z+8M

(C) 26Z+12T

(D) 38

Xn Z=n

Fe56 26n + 20

n+5

n + 10

n + 15

Fe56 26

n + 20 = 30 n =10

M Z =10+ 8 = 18 A =18 + 10 = 38

RADIOATIVIDADE

Emisses radioativas naturaisRadioatividade a emisso espontnea de partculas e/ou radiaes de ncleos instveis. Emisses radioativas naturais Natureza Velocidade Poder de relativa penetrao da luz (c) relativo Poder de ionizao relativo

ab

g

2 prtons + 2 nutrons eltron onda eletromagn tica

5 a 10%40 a 95%

1100

10 000100

100%

10 000

1

LEIS DA RADIOATIVIDADE1 Lei: Ao emitir uma partcula alfa, o tomo de um elementoradioativo d origem a um novo elemento que apresenta n de massa A com 4 unidades a menos e o n atmico Z com 2 unidades a menos. Velocidade= 1/10 da velocidade da luz e poder de penetrao baixo, semelhante ao tomo de Hlio 2 Lei: Lei de Soddy,Fajans e Russel Ao emitir uma partcula beta, o tomo de um elemento radioativo se transforma em um novo elemento de mesmo n de massa, mas com n atmico que apresenta uma unidade a mais. A partcula beta se desprende em alta velocidade

226

Ra

4

+

222

Rn0p 0

881n 0

21p +1

86

+

0e -1 Beta

+

Antineutrino 0 -1

234 90

Th

234 91

Pa

+

Trio

Protactnio

Beta

Fisso nuclearFisso nuclear a diviso de um ncleo atmico pesado e instvel atravs do seu bombardeamento com nutrons - obtendo dois ncleos menores, nutrons e a liberao de uma quantidade enorme de energia. Em 1934, Enrico Fermi, bombardeando tomos de urnio com nutrons, observou que os ncleos bombardeados capturavam os nutrons, originando um material radioativo. Em 1938, Hahn e Strassmann, repetindo a mesma experincia, constataram a existncia do brio entre os produtos obtidos. Equacionando235 92U

+

1 0n

=

56Ba

142

+

36Kr

91

+ 3 0 n1 + 4,6 . 109kcal

Os nutrons liberados na reao, iro provocar a fisso de novos ncleos, liberando outros nutrons, ocorrendo ento uma reao em cadeia:

Fuso nuclear:Fuso nuclear a juno de dois ou mais ncleos atmicos produzindo um nico ncleo maior, com liberao de grande quantidade de energia. Nas estrelas como o Sol, ocorre a contnua irradiao de energia (luz, calor, ultravioleta, etc.)proveniente da reao de fuso nuclear:

4 1H1 = 2He4 + outras partculas + energia

(Condies de temperatura e presso: 106 C , 104 atm)

Meia-vida

Tempo necessrio para que a atividade radioativa de uma amostra seja reduzida metade da atividade inicial.

QUESTO 20: (1 exame 2006) Num experimento para a determinao do nmero de partculas emitidas pelo radnio, foi utilizada uma amostra contendo 0,1 mg desse radioistopo. No primeiro dia do experimento, foram emitidas 4,3 1016 partculas. Sabe-se que a emisso de um dia sempre 16% menor que a do dia anterior. O nmero total de partculas que essa amostra emite, a partir do primeiro dia do experimento, aproximadamente igual a: (A) 4,2 1018 Emisso 16% menor que o dia anterior (B) 2,6 1018 P.G. decrescente de razo 0,84 1 dia 2 dia (C) 4,3 1017 x 0,84x 17 (D) 2,7 10

Sn =

a1 = 4,3.1016 = 27 . 1016 = 2,7 .1017 1- q 1-0,84

LIGAES QUMICASCLASSIFICAO DAS LIGAESINICA: : caracterizada pela transferncia de eltrons. Ocorre entre: METAL e AMETAL

METAL eEx: Cloreto de sdio

HIDROGNIO

Propriedades dos compostos inicos:So slidos nas condies ambienteApresentam altos pontos de fuso e ebulio So condutores de eletricidade quando no estado liquido (fundidos) ou quando dissolvidos em gua. A maioria dos compostos so solveis em gua.

LIGAO COVALENTE: formao de pares eletrnicosOcorre entre: AMETAL e AMETAL AMETAL e HIDROGNIO

Propriedades dos compostos moleculares:So slidos, lquidos ou gasosos nas condies ambiente Apresentam baixos pontos de fuso e ebulio (comparados aos inicos)

So maus condutores de eletricidade, alguns podem conduzir quando em meio aquoso (ionizao).A maioria dos compostos so solveis em solventes orgnicos.

LIGAES COVALENTE COORDENADA (DATIVA):

POLARIDADE DAS LIGAES: a) Ligaes Polares: entre tomos diferentes.

b) Ligao Apolar: entre tomos iguais.

POLARIDADE DAS MOLCULAS: a) Molculas Polares Diatmicas: formada por tomos diferentes.Ex: HCl, HF etc. Molcula que sobra eltrons no tomo central.

b) Molculas Apolar: Diatmicas: formada por tomos iguais. Ex: O2, N2 etc. Substncias simples: O3, P4, S8 etc. Molcula que no sobra eltrons no tomo central.

LIGAES INTERMOLECULARESInterao dipolo-dipolo: ocorre com molculas polares. Pontes de Hidrognio:Hidrognio ligado a F, O, N.

Ligao de Van der Waals: ocorre com molculas apolares

Questo 21: ( 2 exame 2008) Diversos compostos formados por metais alcalinos e halognios tm grande importncia fisiolgica para os seres vivos. A partir do fluido extracelular de animais, vrios desses compostos podem ser preparados. Dentre eles, um obtido em maior quantidade e outro, apesar de sua importncia para a sntese de hormnios, obtido em quantidades mnimas. Esses dois compostos esto indicados, respectivamente, em: (A) NaCl e NaI (B) KCl e K2S (C) Na2S e CaI2 (D) KBr e MgCl2

Questo 22: (2 exame 2007) O tcnico de uma farmcia deve usar um composto de enxofre para preparar um determinado medicamento. Os compostos de que ele dispe s I- sulfato de sdio II- sulfeto de zinco III- sulfato de magnsio IV- sulfeto de sdio O preparo desse medicamento dever ser feito com o composto que apresente a maior razo entre o nmero de tomos de enxofre e o nmero total de tomos dos outros elementos. Considerando uma unidade de cada composto, aquele a ser utilizado o de nmero: (A) I (B) II (C) III (D) IV

I)Na2SO4 II) ZnS III) MgSO4 IV) Na2S

1 5 1 1 1 5

1 2

Questo 25: (2 exame 2008) As fragrncias caractersticas dos perfumes so obtidas a partir de leos essenciais. Observe as estruturas qumicas de trs substncias comumente empregadas na produo de perfumes:

O grupo funcional comum s trs corresponde seguinte funo orgnica: (A) ter (B) lcool (C) cetona (D) aldedo

substncias

Questo 26: (1 exame 2007) Observe as seguintes estruturas de quatro vitaminas lipossolveis: As vitaminas A e D apresentam a funo lcool em suas estruturas, a vitamina E apresenta a funo fenol, e a vitamina K, a funo cetona. Para manuteno das propriedades de coagulao do sangue, necessria a absoro da vitamina representada pela estrutura de nmero: (A) I (B) II (C) III (D) IV

Questo 27:(: (1 exame 2006) As milhares de protenas existentes nos organismos vivos so formadas pela combinao de apenas vinte tipos de molculas. Observe abaixo as frmulas estruturais de diferentes molculas orgnicas, em que R1 e R2 representam radicais alquila.

As duas frmulas que, combinadas, formam uma ligao qumica encontrada na estrutura primria das protenas so: (A) I e V (B) II e VII (C) III e VIII (D) IV e VI

Questo 28: (1 exame 2008) O etanol pode ser utilizado como combustvel em motores de combusto interna. A combusto completa do etanol pode ser representada pela seguinte equao qumica balanceada: