Ligação química

A ligação química é o fenómeno da ligação de partículas. Existem três tipos de ligações químicas: ligação covalente, ligação iónica e ligação metálica.

Os eletrões de valência são os responsáveis pelas ligações químicas. Essas ligações são representadas através da notação de lewis:

EX: F2 --> 1 átomo de Flúor tem 7 eletrões de valência

- Escreve-se os símbolos químicos constituintes dessa molécula;
- À volta de cada símbolo químico, representa-se os eletrões de valência através de cruzes ou/e pontos.

POLARIDADE DAS MOLÉCULAS

Quando as moléculas são constituídas por dois átomos diferentes (um positivo e um negativo) dizem-se moléculas polares.

Quando as moléculas são constituídas por dois átomos iguais (dois positivo ou dois negativos) dizem-se moléculas apolares.












GEOMETRIA MOLECULAR
A geometria molecular é a representação da disposição e do espaço que os átomos vão dispor entre si quando formam uma molécula.

Linear:


Angular:                    

Triangular Plana:

Piramidal:

Tetraédrica:

Reação dos metais alcalinos/metais alcalinos-terrosos com a àgua

Metais Alcalinos

Material:
- Sódio;                          - X - ato;
- Potássio;                       - Solução Alcoólica de Fenolftaleína;
- 2 tinas com água;           - Pinça;
- Rolo de de cozinha.

Procedimento:
1- Colocar vária gotas de solução alcoólica de fenolftaleína na tina com água;
2- Cortar um pedaço* de sódio/potássio em cima de um pedaço de papel de rolo de cozinha;
3- Colocar o pedaço de sódio/potássio dentro da tina com água.

(fazer os procedimentos duas vezes: uma para cada metal alcalino)

Conclusões:
- O que acontece quando ocorre o contacto com a água?
- Porque é que a água fica rosa carmim?

Metais Alcalino-Terrosos

Material:
- Cálcio;                               - X - ato;
- Magnésio;                           - Solução Alcoólica de Fenolftaleína;
- Rolo de de cozinha;             - Pinça;
- 2 caixas de petri com água.

Procedimento:
1- Colocar vária gotas de solução alcoólica de fenolftaleína na caixa de petri com água;
2- Cortar um pedaço* de cálcio/magnésio em cima de um pedaço de papel de rolo de cozinha;
3- Colocar o pedaço de cálcio/magnésio dentro da caixa de petri com água.

(fazer os procedimentos duas vezes: uma para cada metal alcalino-terroso)

Conclusões:
- O que acontece quando ocorre o contacto com a água?
- Porque é que a água fica rosa carmim?

Tabela Periódica

   Atualmente, são conhecidos 118 elementos dos quais 90 são naturais e 18 artificiais.
Todos os elementos estão dispostos na Tabela Periódica atual por ordem crescente do seu número atómico e de acordo com as suas propriedades semelhantes.

Nesta tabela, os elementos formam:

• colunas verticais, os grupos.
• linhas horizontais, os períodos.
• A tabela periódica é formada por 18 grupos (colunas) e 7 períodos (linhas).

Número do grupo (unidades) --> Nº de Eletrões de Valência (ex: 01, 02, 17 e 18)
Número do período --> Nº de Níveis de Energia com Eletrão

Os seus elementos estão divididos em diferentes famílias:

- Grupo 1 - Metais Alcalinos;

- Grupo 2 - Metais Alcalino-Terrosos;

- Grupo 17 - Halogéneos;

- Grupo 18 - Gases Nobres;

- Lantanídeos;

- Actinídeos;

- Metais, semi-metais e não-metais.

O hidrogénio é uma caso especial, pois comporta-se como elemento metálicos como elemento não-metálico.

Também estão divididos em grupos segundo o nº de eletrões que libertam:
- Elementos Representativos (grupos 1, 2,13, 14, 15, 16, 17 e 18);
- Elementos de Transição (grupos 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 e 12);
- Elementos de Transição Interna (Lantanídeos e Actinídeos).

Formação de Iões

A tendência de qualquer átomo é ficar com o último nível de energia totalmente preenchido, ou seja, 2 eletrões (se for o 1º nível) ou 8 eletrões (os restantes níveis).

Quando não tem o último nível totalmente preenchido ou ganha ou perde, no máximo 3 eletrões. Ao fazer-se isto formam-se iões (partículas com carga elétrica que derivam de um átomo ou de um conjunto de átomos). 

EXEMPLOS:

               perde 2 eletrões
     12Mg ------------------------> 12Mg2+
     2 - 8 - 2                              2 - 8
 12 protões                       12 protões
 12 eletrões                      10 eletrões

               ganha 2 eletrões
     17Cl ------------------------> 17Cl-
     2 - 8 - 7                           2 - 8 - 8
 17 protões                       17 protões
 17 eletrões                      18 eletrões

Distribuição Eletrónica

A distribuição eletrónica é a distribuição dos eletrões (de um elemento químico) por níveis de energia (n). A distribuição começa pelo nível de energia mais baixo (nº1) e segue pelos níveis seguintes. Para se saber o nº máximo de eletrões que cada nível pode ter usa-se a seguinte expressão:

 

  ⇨ 2n² 

      

 

O último nível de energia caso não chegue ao seu máximo só pode ter 8 eletrões, ou seja, os eletrões têm de passar de nível para nível de 8 em 8.

 

Como se representa a distribuição eletrónica?

Escreve-se o nº de eletrões de cada um dos níveis de energia separados por um traço ou por um ponto e vírgula.

 

EXEMPLOS:

7N: 2 - 5      11Na: 2 ; 8 ; 1     18Ar: 2 - 8 - 8      19K: 2 ; 8 ; 8 ; 1

 

Os eletrões que se encontram no último nível de energia chamam-seELETRÕES DE VALÊNCIA ----> 12Mg: 2 - 8 - 2 .

Massa Atómica Relativa

 A massa é uma propriedade geral da matéria. A matéria é constituída por átomos, que têm massa. Estes átomos são muitíssimo pequenos, ou seja, quando a escrevemos fica, por exemplo, assim: 0,000 000 000 000 000 000 000 026 56 g. Como o número ficava demasiado grande, os químicos decidiram que para se exprimir a massa de um átomo tinha que se compará-la com um padrão: o átomo mais leve --> HIDROGÉNIO (H) - 1 massa unitária.

 Como multiplicar a massa atómica relativa (Ar) ? 
Faz-se uma fração: em cima, multiplica-se o número de massa de dois ou mais isótopos de um elemento químico pela sua abundância na Natureza e em baixo, divide-se por 100.

Exemplo: (com o elemento químico prata - Ag)

nº de massa dos isótopos 107 e 109

abundância na Natureza: 51,8 e 48,2

Ar (Ag) = 107 x 51,8 + 109 x 48,2 = 107,9(64)
                           100

O resultado significa que a massa da Prata é 107,9 vezes superior à massa do Hidrogénio (padrão).

A massa atómica relativa de um elemento químico natural não é um número inteiro porque é uma média ponderada que tem em conta os vários isótopos e a abundância do elemento na Natureza.

Estrutura atómica

REVISÃO:

- O átomo é constituído pelo núcleo (zona central) e pela nuvem eletrónica(zona à volta do núcleo).

- No núcleo encontram-se os protões (carga positiva) e os neutrões (carga neutra). Na nuvem eletrónica encontram-se os eletrões(carga negativa).

- A zona onde é maior a probabilidade de encontrar eletrões é junto ao núcleo, ou seja, à medida que nos afastamos do núcleo menor é a probabilidade de encontrar eletrões.

---------------------------------------------------------------------------------------

Todos os átomos têm um número atómico (Z) e um número de massa (A).

- O número atómico (Z) equivale ao número de protões que um elemento tem. O número atómico caracteriza o elemento químico, ou seja, os átomos do mesmo tipo têm o mesmo número de protões.

Ex: todos os átomos de flúor têm 9 protões, ou seja, o número atómico do elemento químico flúor é 9.

- O número de massa (A) de um elemento químico é a soma dos protões com os neutrões.

A = Z + N , pois o nº de protões é igual ao nº atómico

(nº de massa = nº atómico + nº de neutrões)

Ex: um elemento químico tem 3 protões e 3 neutrões, ou seja, o seu número de massa é 6.

- Chama-se nuclido à representação de qualquer átomo:

X - símbolo do elemento químico

Z - número atómico

A - número de massa

Isótopos

Os isótopos são átomos com o mesmo número atómico (mesmo nº de protões) mas com número de massa diferente, ou seja, com diferente número de neutrões.

- O que têm em comum os três átomos?
Têm o mesmo nº de protões, ou seja, o mesmo nº atómico.

- O que têm de diferente os três átomos?
Têm diferente nº de neutrões, ou seja, o nº de massa também é diferente
(A = Z + N).

Representação dos isótopos (nuclido e escrita):







Hidrogénio - 1   Hidrogénio - 2   Hidrogénio - 3

Evolução dos modelos atómicos

 MODELO ATÓMICO DE DALTON 

Este modelo foi proposto no séc. XIX pelo cientista John Dalton com base nas ideias da altura. O átomo ficou caracterizado como sendo esférico, indivisível e indestrutível.

 MODELO ATÓMICO DE THOMSON 

Este modelo foi proposto no final do séc. XIX pelo cientista Joseph Thomson após uma série de experiências de onde tirou novas conclusões sobre a constituição de um átomo: não era apenas uma esfera indivisível e indestrutível. Esta esfera tinha carga elétrica positiva e no seu interior tinha partículas com carga elétrica negativa (eletrões).

 MODELO ATÓMICO DE RUTHERFORD 

Este modelo foi proposto no início do séc. XX pelo cientista Ernest Rutherford, com base em novos estudos por ele realizados. Assim, segundo este modelo, a maior parte do átomo era espaço vazio, na região central do átomo (núcleo) concentrava-se toda a sua massa, o núcleo tinha carga positiva e os eletrões giravam em torno do núcleo (como os planetas do Sistema Solar).

 MODELO ATÓMICO DE BOHR 

O cientista Niels Bohr já tinha trabalhado com Ernest Rutherford, por isso completou o modelo que este tinha proposto, em 1913. Apenas fez algumas alterações: os eletrões moviam-se em torno do núcleo em órbitas circulares e cada órbita correspondia a uma determinada energia, ou seja, os eletrões com mais energia moviam-se em órbitas mais afastadas do núcleo.

 MODELO DA NUVEM ELETRÓNICA 

Este é o modelo mais atual e correto da constituição do átomo, feito com base nos conhecimentos que hoje em dia temos.
Segundo este modelo, a zona central do átomo (núcleo) é constituída por protões (partículas com carga positiva) e neutrões (partículas com carga neutra); à volta do núcleo giram os eletrões (partículas com carga positiva) em órbitas não definidas, ou seja, possuem movimentos aleatórios; a maior parte dos eletrões encontra-se mais próximos do núcleo mas também há alguns mais afastados; o núcleo é muito pequeno comparado com o tamanho da nuvem eletrónica, ou seja, a maior parte do átomo é espaço vazio.

Espectro Eletromagnético

O espectro eletromagnético é o conjunto das várias radiações eletromagnéticas.

É constituído pelas seguintes radiações: ondas de rádio, microondas, infravermelhos, luz visível, ultravioletas, raios-x, raios-gama e raios cósmicos.

Quanto maior for a frequência da radiação, maior é a energia que lhe está associada.

As radiações no espectro eletromagnético estão por ordem crescente.

A Cor e a Luz

Um corpo absorve, reflete ou transmite determinadas radiações daquelas que recebe. Assim, a cor que um corpo apresenta depende do tipo de radiação que sobre ele incide e da sua natureza.

CORES PRIMÁRIAS DA LUZ
- vermelho;
- verde;
- azul.

CORES SECUNDÁRIAS DA LUZ
- amarelo (vermelho + verde);
- magenta (vermelho + azul);
- ciano (verde + azul).

Uma cor secundária e a primária que não lhe deu origem são cores complementares.

COR DOS OBJETOS
Quando iluminados com luz branca:
- O objecto é preto se absorver, na totalidade, todas as cores que nele incidem.

- O objecto é branco se não absorver nenhuma cor (a luz é refletida na totalidade).

- Se a cor do objeto for primária:
Ex: um objeto vermelho, quando iluminado com luz branca, reflete a luz vermelha e absorve as outras cores primárias.

- Se a cor do objecto for secundária:
Ex: um objeto amarelo, quando iluminado por luz branca, reflete a luz vermelha e a luz verde (que lhe deram origem) e absorve a luz azul.

Quando iluminados com luz não branca (ex: uma flor vermelha):
- Quando iluminada com uma luz verde, a flor fica preta e as folhas apresentam-se verdes.

- Quando iluminada com uma luz azul, a flor e as folhas surgem pretas.

- Quando iluminada por uma mistura de luz vermelha e verde, a flor e as folhas ficam com as mesmas cores.