Energia máxima do eletrão = 0 J

Resumos F.Q. 3º Teste

UNIDADE 1

Átomo de Hidrogénio

Modelo de Bohr

O átomo absorve uma quantidade de energia bem definida e o eletrão transita do nível em que se encontra para um nível de maior energia: excitação do átomo.

Quando o eletrão transita de um nível de energia superior para um nível de energia inferior, o átomo emite radiação: desexcitação do átomo

A energia da radiação emitida ou absorvida é igual ao módulo da diferença de energia dos níveis considerados.

A energia de excitação pode ser causada por uma descarga elétrica, choques entre partículas e por radiação eletromagnética.

O estado excitado não é estável e o átomo volta ao estado fundamental, libertando espontaneamente a energia adicional através de radiação eletromagnética (fotões).

O estado fundamental é o mais estável.

2º Estado Excitado

- Energia fora do átomo no infinito A Energia dentro do átomo é negativa Quanto mais próximo do núcleo mais baixa é a energia do eletrão.

Energia de cada nível do hidrogénio é calculada a partir de:

Números Quânticos

Número quântico principal, n

Caracteriza a energia e o tamanho da orbital.

Cada valor de n está associado a um nível de energia.

Só pode tomar valores inteiros maiores do que zero (n = 1, 2, 3 …)

Número quântico secundário, l

Caracteriza a energia e o tipo de orbital

Cada valor de l está associado a um subnível dentro de cada n.

Só pode tomar valores inteiros que dependem do valor de n (l = 0,1, 2,…, n-1)

Número quântico magnético, ml

Cada valor de ml está associado à orientação da orbital no espaço.

Só pode tomar valores inteiros dependentes do valor de l (ml = - l …, … +l)

O número de orbitais do subnível é dado pelo número de valores possíveis para m l:

l = 0 (orbital tipo s), ml = 0 (só uma orbital) logo tem-se uma orbital tipo s.

l = 1 (orbital tipo p), ml = -1, 0, +1 (três orbitais) logo tem-se três orbitais tipo p.

l = 2 (orbital tipo d), ml = -2, -1, 0, +1, +2 (cinco orbitais) logo tem-se cinco

Número quântico de spin ms

ms =+½, -½

Relacionado com a rotação do eletrão sobre si próprio, que pode ter um sentido ou outro e que existe associada ao movimento de translação. Não depende dos outros números quânticos

Não depende dos outros números quânticos

1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d

Energia das orbitais está relacionada com n e l (n+l)

1s -> n=1, l= 0 => n+l = 1 + 0 = 0

Configurações eletrónicas

1H – 1s1

11Na – 1s2 2s2 2p6 3s1

Princípio de Energia Mínima

Os eletrões ocupam as orbitais de menor energia, o que lhes confere maior estabilidade.

Se este princípio não se verificar, diz-se que o átomo se encontra num estado excitado.

11Na – 1s2 2s2 2p6 3s1 => estado fundamental do átomo sódio

1s1 2s2 2p6 3s2 => exemplo de estado excitado do sódio, existem mais estados excitados

Princípio de Exclusão de Pauli

Na mesma orbital não podem existir dois eletrões com os mesmos números quânticos, logo cada orbital só pode ter, no máximo, dois eletrões com spins opostos. (só pode haver dois eletrões por coiso)

Regra de Hund

Quando se preenche orbitais com a mesma energia (2p, 3p) 1º os eletrões vão cada um para a sua orbital e só depois é que se dá o emparelhamento.

Tabela Periódica

Representação de um átomo

Nuclido: representação de qualquer átomo e que nos dá informação sobre elemento

A – número de massa – representa o nº total de partículas que existem no núcleo (protões + neutrões)

Z – número atómico – representa o nº protões =nº de eletrões

X – representa o símbolo do elemento químico

Na Tabela Periódica os elementos químicos estão ordenados por ordem crescente de número atómico (Z).

Encontra-se organizada em 7 linhas e 18 colunas. Os elementos que pertencem a uma mesma linha dizem-se do mesmo período e os que pertencem à mesma coluna fazem parte do mesmo grupo.

Os grupos e períodos da Tabela Periódica formam blocos designados por s, p, d e f e dividem-se em três conjuntos: o dos elementos representativos, o dos elementos de transição e o dos elementos de transição internos

A designação dos diferentes blocos da Tabela Periódica é feita com base no preenchimento das orbitais atómicas, ocupadas pelos eletrões de valência de cada elemento químico.

É a configuração eletrónica que dos elementos que determina toda a estrutura da Tabela Periódica.

Colocar os elementos na tabela periódica:

Raio Atómico

Metade da distância

entre o núcleo de duas moléculas iguais

Conclusão:

- Ao longo do grupo o r.a. aumenta porque com o aumento do nível de energia n há uma expansão da nuvem eletrónica.

- Ao longo do período o r.a. diminui, porque com o aumento do nº atómico z há uma concentração da nuvem eletrónica.

Raio Iónico

O raio do catião é sempre menor do que o raio do átomo de onde ele provém.

O raio do anião é sempre maior do que o raio do átomo de onde provém.

Iões Isoeletrónicos (mesmo nº de eletrões)

EX: 8O2- -> 1s2 2s2 2p6 rO2- > rF- > rNa+ > rMg2+

9F- -> 1s2 2s2 2p6 O mais negativo é o maior o mais positivo é o menor

11Na+ -> 1s2 2s2 2p6

12Mg2+ -> 1s2 2s2 2p6

Energia de Ionização

1ª Energia de Ionização

11Na – 1s2 2s2 3p6 3s1 -> 4 energias de remoção

1ª Energia de Ionização = remover o e- menos energético (+ fácil)

Testes de Chama

Vantagens: requer uma amostra reduzida; envolve equipamento simples e barato.

Elemento Cor da chama

Sódio Amarela intensa

Potássio Violeta

Lítio Vermelha

Cobre Verde-azulada

Identificação de substâncias e avaliação do seu grau de pureza

As substâncias puras possuem propriedades físicas que podem ser utlizadas na sua identificação e na avaliação do seu grau de pureza.

Entre estas incluem-se:

A massa volúmica ou densidade O ponto de fusão O ponto de ebulição

Massa volúmica (densidade) e densidade relativa

A massa volúmica é uma grandeza e propriedade física das substâncias que traduz a massa existente por unidade de volume.

Densidade relativa – quociente entre a massa volúmica de uma substância X e a massa volúmica de uma substância Y.

A substância em relação à qual se determina a densidade relativa de sólidos e líquidos é a água à temperatura de 4 °C, temperatura à qual a massa volúmica da água é de 1 g.cm-3.

Quando se compara volumes iguais de uma dada substância e de água, a densidade relativa da substância é igual ao quociente entre as respetivas massas.

Ponto de fusão

Temperatura à qual uma substância passa do estado sólido ao estado líquido, à pressão normal, coexistindo ambas as fases em equilíbrio.

Caracteriza uma substância pura.

Se a amostra for impura observar-se-á uma maior amplitude da temperatura de fusão e esta verificar-se-á a temperaturas inferiores ao ponto de fusão da substância pura.

Ponto de ebulição

Temperatura à qual a pressão de vapor de uma substância na fase líquida iguala a pressão atmosférica normal.

Caracteriza uma substância pura.

Se a amostra for impura observar-se-á uma maior amplitude da temperatura de ebulição e esta verificar-se-á a temperaturas superiores ao ponto de ebulição da substância pura.

Unidade SI – kg.m-3

Mais utilizadas - g.dm-3 ou g.cm-3

UNIDADE 2

A Química e a atmosfera

Atmosfera da Terra – mistura gasosa que envolve a Terra e acompanha os seus movimentos. Estende-se aproximadamente até 1 000 km acima do nível do mar, mas cerca de 99% da sua massa encontra-se abaixo dos 40 km de altitude. É muito fina, comparativamente ao diâmetro da Terra e funciona como barreira protetora da energia e matéria que provém do espaço.

Camadas da AtmosferaCamadas Características

Troposfera(até cerca de 15 km de altitude)

Varia entre 8 km (polos) até 15 km (equador) e contém 80% em massa dos gases atmosféricos.Onde se processa a respiração e a fotossíntese, onde ocorrem os fenómenos meteorológicos eonde se concentra a poluição.

Estratosfera(de 15 km a 50 km)

Contém a camada de ozono.Filtro das radiações UV-B (de energia média)

Mesosfera (de 50 km a 80 km)

Atividade química reduzida.Onde se volatilizam os meteoritos e fragmentos de satélites.

Termosfera(de 80 km a 800 km)

Filtro das radiações UV – C (mais energéticas). Ocorre ionização e dissociação das moléculas da atmosfera.

Exosfera(mais de 800 km acima do nível do mar)

Parte exterior da atmosfera e que se dilui no espaço onde, praticamente, não existe matéria.Atingida pelos raios cósmicos (partículas que se deslocam quase à velocidade da luz).

Ionosfera – zona entre os 80 e os 1 000 km. Inclui a mesosfera superior, a termosfera e a exosfera. Possui muitas partículas carregadas eletricamente, como iões e eletrões livres, produzidas pela ação da radiação solar nos gases atmosféricos, que arranca eletrões às moléculas desses gases.

Evolução da atmosfera terrestre

Atmosfera Primitiva

Há cerca de 2100 milhões de anos:

Só havia vestígios de CO2 e de vapor de água; O O2 começou a libertar-se para a atmosfera; O N2 continuou a ser o componente principal.

Atmosfera Atual

Importância de alguns gases:

O2 – Os animais e as plantas precisam dele para viver e sem ele não havia a camada de ozono (O3);

N2 – O azoto é um moderador da Acão química do O2. Além disso, é a fonte de inúmeros compostos azotados, que são usados pelos seres vivos para o seu crescimento;

O vapor de água e CO2 – Participam nos processos biológicos (Ex: fotossíntese), regulam o clima na Terra.

A água é um meio de transporte natural da energia entre a atmosfera e a superfície da Terra, através das condensações e evaporações, CICLO DA ÁGUA. O dióxido de Carbono é o responsável pelo EFEITO DE ESTUFA.

Alteração da concentração dos componentes Vestigiais da atmosfera

Nos últimos anos tem-se verificado um aumento das % de alguns dos componentes vestigiais:

Dióxido de carbono – CO2 Monóxido de carbono – CO Óxidos de azoto – NO2, NO, N2O, genericamente designados por NOx Clorofluorcarbonetos – CFC’s Ozono – O3 Metano – CH4

Este aumento da concentração dos gases vestigiais deve-se ao facto de serem lançados para a atmosfera a uma velocidade superior àquela com que são retirados da mesma.

As principais causas destas alterações são: Naturais Antropogénicas – atividade humana

Nas causas naturais destacam-se: A erupção de vulcões – aumento das concentrações de SO2 e de CO. Atividade vital de alguns animais – emissão de CH4 pelos bovinos. Atividade anaeróbica de alguns microrganismos nos arrozais – emissão de CH4. Os fogos florestais naturais de grandes proporções – aumento das concentrações de CO2 e de

CO. O solo – decomposição de resíduos minerais, animais e vegetais.

Nas causas antropogénicas destacam-se: Os veículos automóveis – aumento das concentrações de CO2, de CO, de NOx e de O3. As indústrias – aumento das concentrações de SO2 e de CFC’s. As centrais produtoras de energia elétrica – aumento das concentrações de CO2 e de CO.

Quaisquer das substâncias referidas são consideradas poluentes se estiverem presentes na atmosfera em concentrações que produzam efeitos nocivos sobre os seres vivos.

Os principais efeitos nocivos dos gases poluentes são: Destruição da camada de ozono pelos CFC’s. Agravamento do efeito de estufa pelos CFC’s, N2O, CH4 e CO2. Chuvas ácidas devido ao SO2 e ao NO2. Aparecimento de ozono junto ao solo devido ao NO2.

Dose Letal

DL50 – Define-se dose letal, como a dose de uma substância que mata 50% de uma população testada. A dose letal é normalmente expressa em mg de substância por kg de massa corporal. Quanto menor for a dose letal de uma substância, maior será a sua toxidade.

Atmosfera: Temperatura, pressão e densidade

A variação da temperatura registada na troposfera deve-se ao facto de a superfície da Terra aquecer as camadas de ar mais próximas. O ar quente, menos denso, sobe, permitindo que camadas de ar mais frio desçam, num movimento vertical de convecção. A temperatura da troposfera vai diminuindo até cerca de -60ºC.

Depois de diminuir até atingir -60ºC a temperatura volta aumentar até cerca de -2ºC, na passagem da estratosfera para a mesosfera. Na mesosfera a temperatura diminui até cerca de 80 Km de altitude. Na termosfera a temperatura volta a aumentar atingindo valores acima de 1500ºC.

As camadas da atmosfera são definidas precisamente a partir de pontos mínimos e máximos da variação da temperatura com a latitude. As zonas de fronteira têm o nome de tropopausa, estratopausa, mesopausa e termopausa.

Quantidade de matéria, volume molar e massa molar

Constante de Avogrado

NA = 6,022 x 1023 mol-1 1 mol de partículas = 6,022 x 1023 partículas

Massa atómica relativa. Massa molecular relativa

Ar (H) = 1,01 -> valor da tabela periódica

Ar (O) = 15,99

Mr (H2O) = 2x0,01 + 15,99 = 18

Massa Molar (M)

Volume Molar (só é válido para gases)

Vm (PTN) = 22,4 dm3 mol-1 -> constante PTN – pressão e temperatura normais

Densidade de um gás Lei de Avogadro

Dispersões na atmosfera

Classificação das soluções coloidais

M = mn M – massa molar

m = M x n m – massa

Vm = Vn Vm – volume molar

V= Vm x n V- volume

= MVm

Composição quantitativa de soluções

Misturas

Heterógéneas

Colóides >1nm >1um

Suspensões

só se conseguem visualizar através do efeito de tyndall

Homogéneas

Soluções - particulas c/ dimensões > 1nm (as

particulas n se visualizam)