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QUÍMICA GERAL E INORGÂNICA – OPERADOR DE PRODUÇÃO DE PETRÓLEO
MATÉRIA
Matéria é tudo o que tem massa e ocupa lugar no espaço.
A massa de um corpo é uma grandeza (grandeza é tudo aquilo que podemos medir)
associada à inércia desse corpo, ou seja, quanto maior a massa de um corpo maior é a
dificuldade de colocar esse corpo em movimento ou de, uma vez estando em movimento,
fazê-lo parar.
Todo e qualquer tipo de matéria é formado por partículas infinitamente pequenas
chamadas ÁTOMOS. Estes, por sua vez, apresentam uma certa quantidade de energia,
chamada ENERGIA DE ATIVAÇÃO OU AGITAÇÃO, que os faz terem uma movimentação maior
ou menor.
Os átomos podem se associar formando as MOLÉCULAS. Dependendo do grau de
agitação dessas moléculas, a matéria pode se apresentar nos três estados físicos: sólido,
líquido, ou gasoso.
Tomando por base a definição de matéria vemos que é tudo que tem massa, sendo
uma grandeza, podemos determiná-la numericamente. O primeiro passo para determinar a
massa de objetos é a escolha de um padrão. O padrão de massa mais conhecido e utilizado é o
quilograma, simbolizado por kg.
MÚLTIPLOS E SUBMÚLTIPLOS DO GRAMA
10³
10²
10
10-¹
10-²
10-³
_______|_______|_______|_______|_______|_______|_______|_____
kg
hg
dag
g
dg
cg
mg
Ocupar lugar no espaço é uma característica da matéria associada à grandeza
denominada VOLUME. Em outras palavras, o volume de uma porção de matéria expressa o
quanto de espaço é ocupado por ela.
Unidades de volume importantes são o decímetro cúbico (dm³), o litro (L), o
centímetro cúbico (cm³), o mililitro (mL) e o metro cúbico (m³).
Quando dizemos que um corpo ocupa um volume de um decímetro cúbico, Estamos
levando em consideração que ele apresenta 1 dm de comprimento, 1 dm de largura e 1 dm de
altura. Essa unidade é equivalente a 1 Litro (L). Sendo assim podemos estabelecer a seguinte
relação:
1 dm³ = 1L =1.000 cm³ = 1.000mL
Ao determinarmos a razão entre a massa de um corpo e o volume ocupado por ele,
chegamos a um resultado que indica a DENSIDADE desse corpo.
Densidade = __Massa do Corpo
ou d = m_
Volume Ocupado
V
A unidade da densidade é composta de uma unidade de massa dividida por uma
unidade de volume. Assim, podemos expressá-la, por exemplo, em g/cm³, g/L, kg/L etc.
DENSIDADE E FLUTUAÇÃO
Podemos dizer que a flutuabilidade de um material esta diretamente relacionada à sua
densidade. Tomando como exemplo a água, às vezes nos perguntamos, por que determinados
materiais flutuam na água e outros não? A resposta está na comparação da densidade desses
materiais com a densidade da água. Se o material apresentar uma densidade maior do que
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da água (MAIS DENSO) ele afundará. Por outro lado, se a densidade desse material for menor
do que a da água (MENOS DENSO), ele flutuará.
Por exemplo, um pedaço de cortiça flutua na água enquanto que uma bola de gude
afunda. Isso porque a densidade da cortiça é menor do que da água e a da bola de gude é
maior. A seguir damos exemplo da densidade de alguns materiais:
Substância
Ósmio
Platina
Ouro
Mercúrio
Chumbo
Prata
Cobre
Ferro
Iodo
Alumínio
Cloreto de sódio
Enxofre
Água
Sódio
Lítio
Densidade
(g/cm³) a 25ºC
22,6
21,5
19,3
15,5
11,3
10,5
8,96
7,87
4,93
2,70
2,17
2,07
1,00
0,97
0,53
Material
Madeira balsa
Bambu
Couro seco
Manteiga
Borracha
Ébano
Gelatina
Osso
Giz
Areia
Porcelana
Bola de gude
Quartzo
Granito
Diamante
Densidade
(g/cm³) a 25ºC
0,11 a 0,14
0,31 a 0,4
0,86
0,86 a 0,87
0,91 a 1,25
1,11 a 1,33
1,27
1,7 a 2,0
1,9 a 2,8
2,14 a 2,36
2,3 a 2,5
2,6 a 2,84
2,65
2,64 a 2,76
3,51
Fonte: D.R. Lide (Ed.), CRC Handbook of Chemistry and a Physics, 82, Ed., Boca Raton, CRC
Press, 2001. P.4-39ss e 15-29
FATORES QUE AFETAM A DENSIDADE
A densidade depende, em primeiro lugar, do material considerado. Em segundo lugar,
a densidade de um mesmo material depende da temperatura. Um aquecimento, por exemplo,
provoca a dilatação do material (aumento de volume) e isso interfere no valor da densidade.
Mudanças de estado físico provocam mudanças de densidade de uma substância. A
água líquida, por exemplo, tem densidade de 1 g/cm3 , e a água sólida (gelo) tem densidade
0,92 g/cm³ . Isso permite entender por que o gelo flutua na água.
Exercícios
1 – Uma caixa d’água apresenta as seguintes medidas: 3 m de comprimento; 2,80 m de largura
e 1,75 m de altura. Determine:
a) O seu volume.
b) A quantidade de litros de água, estando ela completamente cheia.
2 – Um caminhão pipa transporta 15 m³ de água. Quantas caixas d’água de 500 L poderão ser
enchidas por este caminhão?
3 – Um determinado material de 15 g ocupa um volume de 30 cm³.
a) Qual a densidade deste material?
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b) Se este material for mergulhado em água o que acontecerá com ele? Por que?
ESTADOS FÍSICOS DA MATÉRIA
Como dissemos no início deste capítulo, dependendo da energia de ativação das
moléculas, a matéria pode se apresentar nos estados físicos sólido, líquido ou gasoso.
CARACTERÍSTICAS GERAIS DOS ESTADOS FÍSICOS
SÓLIDO: Forma e volume definidos; a energia de agitação das moléculas é baixa o que faz com
que a força de atração entre as moléculas seja maior que a força de repulsão, logo, essas
moléculas encontram-se muito mais unidas.
LÍQUIDO: Forma variável e volume constante; a energia de agitação entre as moléculas é maior
o que faz com que elas se afastem um pouco mais; há um equilíbrio entre as forças de atração
e repulsão.
GASOSO: Forma e volumes variáveis; a energia de agitação é bem grande, fazendo com que as
moléculas estejam bem afastadas umas das outras; com isso, a força de atração entre elas
passa a ser menor do que a força de repulsão.
Esse estado de agregação das moléculas pode ser alterado se aumentarmos ou
diminuirmos a energia de agitação. Isto é possível quando, por exemplo, alteramos a
temperatura. Com isso, a matéria pode mudar de estado físico.
MUDANÇAS DE ESTADOS FÍSICOS
FUSÃO
SÓLIDO
VAPORIZAÇÃO
GASOS
O
LÍQUIDO
SOLIDIFICAÇÃO
CONDENSAÇÃO
(RE) SUBLIMAÇÃO
Observações importantes:
a) Enquanto a matéria estiver mudando de estado físico, a temperatura permanece
constante. Com isso, temos pontos constantes, ou seja, temperaturas constantes.
b) A vaporização pode ocorrer de duas formas: uma, à temperatura ambiente, sendo
chamada de EVAPORAÇÃO; outra, com aumento gradual de temperatura, sendo
chamada de EBULIÇÃO.
c) Os pontos de fusão e ebulição são características fixas para cada tipo de substância. A
partir deles podemos identificar o tipo de substância que está mudando de estado
físico.
A utilidade prática de saber os valores de ponto de fusão e ponto de ebulição de
determinada substância é poder prever as faixas de temperatura em que a substância é sólida,
líquida ou gasosa.
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Ponto de fusão (PF) e ponto de ebulição (PE) de algumas substâncias, em graus Celsius (ºC), ao nível do mar.
Substância
Tungstênio
Platina
Ferro
Cobre
Ouro
Prata
Cloreto de sódio
Alumínio
Chumbo
Enxofre
Iodo
Naftaleno
PF
PE
Substância
PF
PE
3.422
1.768
1.538
1.085
1.064
962
801
660
327
115
114
80
5.555
3.825
2.861
2.562
2.856
2.162
1.465
2.519
1.749
445
184
218
Benzeno
Água
Bromo
Mercúrio
Amônia
Metanol
Cloro
Etanol
Metano
Nitrogênio
Oxigênio
Hidrogênio
6
0
-7
-39
-78
-98
-102
-114
-182
-210
-219
-259
80
100
59
357
-33
65
-34
78
-162
-196
-183
-253
Fonte: D.R. Lide (Ed.), CRC Handbook of Chemistry and a Physics, 82, Ed., Boca Raton, CRC Press,
2001. P.3-3ss e 4-39ss.
Exercícios
1 – Às vezes, nos dias frios ou chuvosos, o lado interno dos vidros dos carros, em que há
alguém, fica embaçado. Por que isso acontece?
2 – Uma churrasqueira é feita de ferro. Sabendo que o ponto de fusão do ferro é 1.538ºC, o
que você pode afirmar sobre a temperatura do carvão em brasa que está na churrasqueira
durante o preparo do churrasco? Explique.
3 – O ponto de fusão do ouro é de 1.064ºC e o do rubi é 2.054ºC. Após um incêndio, foram
encontrados os restos de um anel feito de ouro e rubi. O ouro estava deformado, pois
derreteu durante o incêndio, mas o rubi mantinha seu formato original. O que se pode afirmar
sobre a temperatura das chamas durante o incêndio? Justifique sua resposta.
4 – Lojas de materiais para piscinas vendem um produto chamado “cloro líquido” e outro
chamado “cloro sólido”. Consulte a tabela de pontos de fusão e de ebulição, fornecida neste
capítulo, e comente se esses produtos podem ser a substância cloro. Justifique.
SUBSTÂNCIAS QUÍMICAS
Os químicos consideram que uma substância é uma porção de matéria que tem
propriedades bem definidas e que lhe são características. Da mesma maneira como você
consegue reconhecer um amigo por um conjunto de suas características.
Entre essas propriedades estão o ponto de fusão, o ponto de ebulição, a densidade, o
fato de ser inflamável ou não, a cor, o odor etc. Duas substâncias diferentes podem,
eventualmente, possuir algumas propriedades iguais, mas nunca todas elas. Caso aconteça de
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todas as propriedades de duas substâncias serem iguais, então elas são, na verdade a mesma
substância.
SUBSTÂNCIAS PURAS
Uma substância pura, como o próprio nome diz, está pura, ou seja, não está
misturada com outra substância ou com outras substâncias. Elas podem ser puras simples ou
compostas.
As substâncias simples são formadas por átomos de apenas um elemento e as
substâncias compostas, por átomos de dois ou mais elementos, conforme salienta o esquema
abaixo.
Substância Pura
Simples
Pode ser
Átomos de
apenas 1
elemento
químico Pó




Por exemplo

H2
O2 r
O3
N2
S8
Pode ser





Composta
Átomos de 2 ou
mais elementos
químicos
H2O
CO2
NH3
C2H6 Por exemplo
O
H3PO
MISTURA
Uma mistura é uma porção de matéria que corresponde à adição de duas ou mais
substâncias puras. A partir do momento em que elas são adicionadas, deixam obviamente de
ser consideradas substâncias puras. Elas passam a ser as substâncias componentes da mistura.
MISTURAS HETEROGÊNEAS E HOMOGÊNEAS
Mistura heterogênea é uma mistura que não possui as mesmas propriedades em toda
a sua extensão.
Mistura homogênea é uma mistura que tem as mesmas propriedades em todos os
seus pontos.
NÚMERO DE FASES DE UMA MISTURA
Podemos definir fase como uma porção de uma amostra de matéria qie apresenta as
mesmas propriedades em todos os seus pontos. Uma fase pode apresentar-se contínua ou
fragmentada em várias partes.
Assim concluímos que uma mistura homogênea apresenta uma só fase e uma mistura
heterogênea apresenta duas ou mais fases.
CONCEITUAÇÃO DE SISTEMA
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Um sistema pode ser constituído por uma substância pura ou por uma mistura de
substâncias. Pode ser pequeno como uma gotícula de líquido examinada ao microscópio ou
grande como a atmosfera do planeta.
Exercícios
1 – Um sistema é formado por uma “pedra” de gelo, água líquida, sal dissolvido na água e três
bolinhas da substância chamada polietileno (um plástico menos denso que a água)
a) Quantas fases há nesse sistema?
b) Quantos componentes formam esse sistema (isto é, quantas substâncias químicas
diferentes há nele)?
2 – O granito é uma rocha na qual existem três fases sólidas. Uma delas, geralmente
esbranquiçada, é formada pela substância quartzo. Outra, cinzenta ou bege, é formada pela
substância feldspato. E uma terceira fase, geralmente preta é constituída pela substância mica.
a) O granito é uma substância ou uma mistura? Justifique.
b) O granito é uma solução? Por quê?
PROCESSOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS
Deverá servir como trabalho de pesquisa pelo aluno
O CONCEITO DE REAÇÃO QUÍMICA
Reação química é uma transformação em que novas substâncias são formadas a partir
de outras.
EXEMPLOS DE REAÇÃO QUÍMICA
Combustão do Etanol
Etanol + Oxigênio  Gás carbônico + Água
Nessa representação da combustão do etanol, os sinais de mais (+) podem ser lidos
como “e”. A seta () pode ser lida como “reagem para formar”.
Reação entre ferro e enxofre
Enxofre + Ferro  Sulfeto Ferroso
Alguns exemplos cotidianos de reação química
Há algumas evidências que estão, de um modo geral, associadas à ocorrência de
reações químicas e que são, portanto, pistas que podem indicar sua ocorrência. Entre essas
evidências estão:
 Liberação de calor – por exemplo, nas combustões;
 Mudança de cor – por exemplo, quando um alvejante é derrubado, por
descuido, numa roupa colorida;
 Mudança de odor – por exemplo, quando frutas, carnes e outros alimentos se
estragam;
 Liberação de gás – por exemplo, ao jogar um comprimido efervescente em
água.
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REAGENTES E PRODUTOS
As substâncias inicialmente presentes num sistema e que se transformam em outras
devido à ocorrência de uma reação química são denominadas REAGENTES. E as novas
substâncias produzidas são chamadas PRODUTOS.
Exercícios
1- Quando uma folha de papel queima, diz-se que está havendo uma reação química. Já
quando uma toalha de papel é rasgada, não está havendo reação química. Explique a
razão para a diferente classificação de ambos os processos.
2- A substância cloreto de amônio, um sólido branco, é empregada desde a Antiguidade
como adubo para vegetais. Os egípcios, por exemplo, obtinham-na a partir do esterco
de camelo. Muitos dos fertilizantes atualmente produzidos em indústrias químicas
contêm essa substância em sua composição. Sabe-se que:



O cloreto de amônio sofre decomposição produzindo os gases amônia e cloreto de
hidrogênio.
Por decomposição, a amônia origina os gases nitrogênio e hidrogênio, e o cloreto de
hidrogênio origina os gases cloro e hidrogênio.
Os gases nitrogênio, hidrogênio e cloro não sofrem decomposição.
a) Quantas substâncias químicas diferentes são mencionadas nas três afirmações
acima?
b) Quais delas são substâncias simples e quais são compostas? Deixe claro o
critério que você empregou para responder.
SÍMBOLOS REPRESENTAM ELEMENTOS
São conhecidos atualmente mais de 100 elementos químicos. Cada um deles tem um
nome e um símbolo diferente.
O símbolo de um elemento vem de uma ou duas letras tiradas de seu nome em latim.
Por causa disso, nem todos os símbolos têm relação lógica com o nome do elemento em
português.
FÓRMULAS REPRESENTAM SUBSTÂNCIAS
Todas as substâncias são formadas por átomos. As substâncias simples são formadas
por átomos de um único elemento e as substâncias compostas, por átomos de dois ou mais
elementos diferentes.
As moléculas são as menores unidades que apresentam a composição característica de
um substância. As moléculas são formadas por átomos.
Para representar as moléculas de uma substância, seja ela simples ou composta, os químicos
utilizam fórmulas.
Elemento
Iodo
Símbolo
I
Elemento
Ouro
Símbolo
Au
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Magnésio
Manganês
Mercúrio
Níquel
Nitrogênio
Mg
Mn
Hg
Ni
N
Oxigênio
Potássio
Prata
Sódio
Zinco
O
K
Ag
Na
Zn
Exercícios
1 – A vitamina C é representada por C6H22O6.
a)
Essa representação __ C6H22O6 ___ é um símbolo ou uma fórmula química?
b)
Quantos elementos fazem parte desta substância?
2 – O ácido sulfúrico é a substância química produzida e comercializada em maior quantidade
pela indústria química mundial. Essa substância é formada por moléculas nas quais há dois
átomos de hidrogênio, um átomo de enxofre e quatro de oxigênio.
Represente o ácido sulfúrico por meio de uma fórmula.
MODELO ATÔMICO DE RUTHERFORD
EXPERIÊNCIA SOBRE ESPALHAMENTOS DE PARTÍCULAS ALFA
Ernest Rutherford, cientista nascido na Nova Zelândia, realizou em 1911 um
experimento que conseguiu descartar de vez o modelo atômico de esfera rígida.
Rutherford atirou numa finíssima folha de ouro, cuja espessura se estima em torno de
trezentos ou trezentos e cinqüenta átomos, o que corresponde a cerca de 0,00001 cm! A
“metralhadora” usada por ele lançava pequenas partículas portadoras de carga elétrica
positiva, chamada de partículas alfa.
Para saber se essas “balas” atravessavam ou ricocheteavam, ele usou uma tela com
um material apropriado (fluorescente) que emite uma luminosidade instantânea quando
atingida por uma partícula alfa.
A experiência mostrou que a grande maioria das partículas alfa atravessava a folha.
Apenas algumas poucas eram desviadas ou ricocheteavam. Assim, os átomos não poderiam
ser maciços, pois parte das partículas alfa conseguiu atravessa-los.
Isso permitiu a Rutherford concluir que:
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O átomo não é maciço, apresentando mais espaço vazio do que preenchido;
A maior parte da massa do átomo se encontra em uma pequena região central (que
chamamos de núcleo) dotada de carga positiva, onde estão os PRÓTONS;
 Na região ao redor do núcleo (que chamamos de eletros fera) estão os ELÉTRONS,
muito mais leves (1.836 vezes) que os prótons.
 A contagem do número de partículas que atravessavam e que ricocheteavam permitiu
fazer uma estimativa de que o raio de um átomo de ouro (núcleo e eletros fera) é
cerca de dez mil vezes maior que o raio do núcleo.
NÚMERO ATÔMICO E NÚMERO DE MASSA


Em 1932, o inglês James Chadwick descobriu uma outra partícula subatômica de massa
muito próxima à do próton, porém sem carga elétrica. Essa partícula, que passou a ser
chamada de NÊUTRON, localiza-se no núcleo do átomo, juntamente com os prótons.
No estudo da química, são de fundamental importância as definições:
Número atômico (Z) é o número de prótons presentes no núcleo de um átomo.
Número de massa (A) é a soma do número de prótons (Z) e de nêutrons (N) presentes
no núcleo de um átomo.
O número de massa pode ser expresso matematicamente da seguinte maneira:
A=Z+N
CONCEITO MODERNO DE ELEMENTO QUÍMICO
Elemento químico é o conjunto de átomos que possuem o mesmo número de prótons,
isto é, o mesmo número atômico.
ISÓTOPOS
Isótopos são dois ou mais átomos que possuem mesmo número atômico (Z) e
diferentes números de massa (A).
ÍONS
Quando um átomo está eletricamente neutro, ele possui prótons e elétrons em igual
número.
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Quando um átomo eletricamente neutro perde ou recebe elétrons, ele se transforma
em um íon.
Íon negativo é chamado de ânion
Íon positivo é chamado de cátion
O MODELO ATÔMICO DE BOHR
Em 1913 Niels Bohr propôs um outro modelo, mais completo, que conseguia explicar o
espectro de linhas. Em seu modelo, Bohr incluiu uma série de postulados (uma afirmação
aceita como verdadeira, sem demonstração):





Os elétrons nos átomos se movimentam ao redor do núcleo em trajetórias circulares
chamadas camadas ou níveis.
Cada um desses níveis possui um valor determinado de energia.
Não é permitido a um elétron permanecer entre dois desses níveis.
Um elétron pode passar de um nível para outro de maior energia desde que absorva
energia externa (ultravioleta, luz visível, infra-vermelho, etc.) Quando isso acontece
dizemos que o elétrons foi excitado e ocorreu uma transição eletrônica.
A transição de retorno do elétron ao nível inicial se faz acompanhar da liberação de
energia na forma de ondas eletromagnéticas, por exemplo, com luz visível ou
ultravioleta.
O modelo atômico de Rutherford, modificado por Bohr, é também conhecido como
modelo de Rutherford-Bohr.
SUBNÍVEIS DE ENERGIA
A estrutura fina dos espectros foi explicada quando os cientistas propuseram que
os níveis de energia são formados por subdivisões, chamadas de subníveis. Estes são
designados pelas letras minúsculas s,p,d,f,g,h etc.
A camada K é formada pelo subnível s. A camada L é formada pelos subníveis s e p.
A camada M é formada pelos subníveis s, p e d. A camada N é formada pelos subníveis s, p,
d e f. E assim por diante...Cada subnível comporta um certo número máximo de elétrons,
conforme mostrado pela tabela:
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Subnível
S
P
D
f
Número máximo de
elétrons
2
6
10
14
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA EM ÁTOMOS NEUTROS
A partir da distribuição eletrônica nos subníveis, podemos estabelecer a distribuição
eletrônica nos níveis ou camadas. Veja os exemplos:
Exercícios:
1 – (Unifor-CE) Dentre as espécies químicas:
As que apresentam átomos cujos núcleos possuem 6 nêutrons são?
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a)
b)
c)
d)
e)
2 – (U.São Marcos – SP) O átomo de alumínio
contém
a) 27 prótons. b) 27 elétrons. c) 13 neutrôns. d) 40 prótons. e) 14 neutrôns.
3 - (Unitau-SP) Um átomo que possui configuração 1s², 2s², 2p6, 3s², 3p³ apresenta na camada
mais externa:
a) 2 elétrons. b) 3 elétrons. c) 5 elétrons. d) 12 elétrons. e) 15 elétrons.
4 – (Uniute-MG) Um átomo cuja configuração eletrônica é 1s², 2s², 2p6, , 3s², 3p6, 4s² tem
como número atômico:
a) 10
b) 20
c) 18
d) 2
e) 8
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A ESTRUTURA DA TABELA PERIÓDICA
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PERÍODOS
Chamamos de período a cada uma das 7 linhas horizontais.
FAMÍLIAS OU GRUPOS
Na forma curta da tabela periódica há dezoito colunas, seqüências verticais de elementos.
Cada uma delas é um grupo, ou família, de elementos,. Por definição da União Internacional de
Química Pura e Aplicada (Iupac) os grupos são numerados atualmente de 1 a 18, mas ainda é
bastante comum a utilização de uma representação com letras e números.
A disposição dos elementos na tabela periódica é tal que elementos com propriedades
semelhantes ficam num mesmo grupo, por sua importância para a química, recebem nomes
especiais:
 O grupo 1, ou 1, ou 1ª, é o grupo dos METAIS ALCALINOS.
 O grupo 2, ou 2A, é o grupo dos metais ALCALINO-TERROSOS.
 O grupo 16, ou 6A, é o grupo dos CALCOGÊNEOS.
 O grupo 17, ou 7A, é o grupo dos HALOGÊNIOS.
 O grupo 18, ou 0 (zero), é o grupo dos GASES NOBRES.
METAIS, NÃO METAIS E SEMIMETAIS
Os elementos conhecidos com METAIS formam substâncias simples que, de modo
geral, conduzem bem a corrente elétrica e o calor, são facilmente transformadas em lâminas e
em fios e são sólidas nas condições ambientes (isto é, 25ºC de temperatura e pressão
equivalente ao valor médio da pressão atmosférica ao nível do mar), exceção feita àquela
substância simples formada pelo mercúrio (Hg), que é líquida.
Os elementos denominados NÃO-METAIS (alguns os chamam AMETAIS) formam
substâncias simples que, ao contrário dos metais, não conduzem bem o calor nem corrente
elétrica (exceto o carbono na forma da substância simples grafite), não são facilmente
transformados em lâminas ou em fios. Dos não-metais, onze formam substâncias simples
gasosas nas condições ambientes (hidrogênio, nitrogênio, oxigênio, flúor, cloro e gases nobres),
um forma substância simples líquida (bromo) e os demais formam substâncias simples sólidas.
Alguns autores chamam de SEMIMETAIS alguns elementos que apresentam
propriedades “intermediárias” entre os dos metais e as dos não-metais. Eles formam
substâncias simples sólidas nas condições ambientes. Dois semimetais de muita importância
prática são o silício e o germânio, empregados em componentes eletrônicos.
A REGRA DO OCTETO
Ao contrário de todos os outros elementos, os gases nobres apresentam a última
camada contendo 8 elétrons, com exceção do hélio, no qual a última camada só comporta 2.
Tudo indica, portanto, que possuir 8 elétrons na última camada (ou 2 caso seja a camada K) faz
com que os o átomo fique estável.
Com raciocínio semelhante a esse, William Kossel e Gilbert Newton Lewis propuseram,
independentemente, no ano de 1916, uma regra para interpretar a ligação entre átomos, que
ficou conhecida como a regra do octeto de elétrons (ou, simplesmente, regra do octeto). De
acordo com ela:
Um átomo estará estável quando sua última camada possuir 8 elétrons (ou 2 caso se
trate da camada K). Os átomos não-estáveis se unem aos outros a fim de adquirir essa
configuração de estabilidade.
LIGAÇÃO IÔNICA
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TENDÊNCIA DOS ELEMENTOS A PERDER OU RECEBER ELÉTRONS
Formação de íons e ligação iônica.
Vejamos como pode acontecer a união de metal e não-metal do ponto de vista da
regra do octeto. Consideremos átomos neutros dos elementos sódio e cloro:
11Na: K – 2 L – 8 M – 1
17Cl: K – 2 L – 8 M – 7
Não estão estáveis, pois não apresentam 8 elétrons na última camada.
Nenhum deles está estável, de acordo com a regra do octeto. Contudo, se houver uma
transferência de 1 elétrons do sódio para o cloro, ambos atingirão a estabilidade.
11Na: K – 2 L – 8
17Cl: K – 2 L – 8 M – 8
Ambos adquirem a estabilidade, pois ficam com 8 elétrons na última camada.
Esse processo pode ser esquematizado simplificadamente, representando-se por
bolinhas os elétrons da última camada (a camada de valência) ao redor do símbolo do
elemento.
Metais têm tendência a formar cátions; e não-metais, a formar ânions.
LIGAÇÃO COVALENTE
PROPRIEDADE DAS SUBSTÂNCIAS FORMADAS POR NÃO-METAIS
Substâncias formadas pela união de átomo de não-metais (incluindo o hidrogênio)
apresentam baixos pontos de fusão e de ebulição e não conduzem a corrente elétrica nos
estados líquido e sólido.
LIGAÇÃO COVALENTE
Os químicos propuseram que, em substâncias como H2, O2, os átomos se mantém
unidos porque suas eletrosferas compartilham alguns elétrons, isto é, fazem uso comum da
quantidade de elétrons necessária para que passem a ter eletrosfera semelhante a de gás
nobre. Nas representações seguintes, as bolinhas pretas representam os elétrons da camada
de valência. As circunferências representam a eletrosfera dos átomos.
LIGAS METÁLICAS
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Ligas metálicas são misturas sólidas de dois ou mais elementos, sendo que a totalidade
(ou pelo menos a maior parte) dos átomos presentes é de elementos metálicos.
O “ouro 18 quilates” é uma liga de ouro e cobre (e, eventualmente, prata) o bronze é
uma liga de cobre e estanho, o latão é uma liga de cobre e zinco e o aço é uma liga de ferro
com pequena quantidade de carbono.
Exercícios
1 – (Unitins-TO) Os átomos pertencentes à família dos metais alcalino-terrosos e dos
halogênios adquirem configuração eletrônica de gases nobres quando, respectivamente,
formam íons com número de carga:
a) +2 e -1
b) +1 e -1
c) -1 e +2
d) -2 e -2
e) +1 e -2
2 – (Unicamp-SP) A uréia (CH4N2O) é o produto mais importante de excreção do
nitrogênio pelo organismo humano. Na molécula da uréia, formada por oito átomos, o
carbono apresenta duas ligações simples e uma dupla, o oxigênio uma ligação dupla, cada
átomo de nitrogênio três ligações simples e cada átomo de hidrogênio uma ligação simples.
Átomos iguais não se ligam entre si. Baseando-se nessas informações, escreva a fórmula
estrutural da uréia, representando ligações simples por um traço ( - ) e ligações duplas por
dois traços (=).
COMPARAÇÃO ENTRE OS TRÊS TIPOS DE SUBSTÂNCIAS
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O CONCEITO ÁCIDO-BASE DE ARRHENIUS
Fundamentado em experiências de condutividade elétrica como as que descrevemos,
o químico Arrhenius propôs em 1887, as seguintes definições:
Ácido é todo composto que dissolvido em água, origina H+ como único cátion.
Base é todo composto que, dissolvido em água, origina OH- como único ânion.
ÁCIDOS
FÓRMULA E NOMENCLATURA
Ácidos não-oxigenados (ou hirácidos)
As substâncias HF, HCl, HBr, HI, H2S, e HCN são gasosas nas condições ambientes.
Quando dissolvidos em água são considerados ácidos, pois sofrem ionização liberando íons H+.
Para denominar esse tipo de ácido, basta escrever o nome do elemento, seguido da
terminação ÍDRICO.
HF ácido fluorídrico
HCl ácido clorídrico
Ácidos oxigenados (ou oxiácidos)
Há várias maneiras de ensinar a dar nomes para os ácidos que contêm oxigênio. A que
consideramos mais prática para ser apresentada neste momento requer que se conheça a
fórmula de seis ácidos, quatro dos quais são:
HNO3 ácido nítrico
H2SO4
ácido sulfúrico
HClO3 ácido clórico
H3PO4
ácido fosfórico
Perceba que todos os nomes terminam em ico. A partir deles, acrescentando ou
retirando oxigênios, conseguimos a fórmula de outros ácidos.
BASES
FÓRMULAS E NOMENCLATURA
As bases de Arrhenius são compostos iônicos formados por uim cátion de elemento
metálico ligado ionicamente ao íon OH- . Por exemplo:
NaOH
Ca(OH)2
Bases de metais que possuem carga fixa
Há metais que, ao participarem de uma ligação iônica, o fazem sempre com a mesma
carga.
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Esses metais formarão apenas uma base, cujo nome é dado escrevendo as palavras
“hidróxido de” seguidas pelo nome usual do metal. Assim, por exemplo:
NaOH hidróxido de sódio
Ca(OH)2 hidróxido de cálcio
KOH
Zn(OH)2 hidróxido de zinco
hidróxido de potássio
AgOH hidróxido de prata
Al(OH)3
hidróxido de alumínio
SAIS
Podemos definir sal como um composto iônico que contém cátion proveniente de uma
base e ânion proveniente de um ácido.
SAIS NORMAIS: FÓRMULA E NOMENCLATURA
Retirando hidrogênios ionizáveis de um ácido obtém-se a fórmula do ânion dele
derivado (lembre-se que esse ânion possuirá tantas cargas negativas quantos forem os H+
retirados).
A nomenclatura dos ânions é feita substituindo-se a terminação do nome do ácido pela
terminação do nome do ânion, conforme a seguinte regra:
Ácido  Ânion
ídrico  eto
oso
 ito
ico
 ato
Para compreender analise os exemplos:
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ÓXIDOS: DEFINIÇÃO E NOMENCLATURA
Óxido é todo composto químico formado pelo oxigênio e um outro elemento que não
seja o flúor.
ÓXIDOS MOLECULARES
Uma vez que o oxigênio é um não-metal, para que um óxido seja molecular basta que
o oxigênio esteja combinado com outro não-metal ou com um semimetal.
Como exemplos podemos destacar os óxidos formados pelo nitrogênio:
NO monóxido de mononitrogênio
NO2 dióxido de mononitrogênio
N2O monóxido de dinitrogênio
N2O3 trióxido e dinitrogênio
N2O4 tetróxido de dinitrogênio
N2O5 pentóxido de dinitrogênio
ÓXIDOS IÔNICOS
Os óxidos iônicos apresentam oxigênio combinado com um metal (lembre-se que, de
modo geral, metal e não-metal se unem por ligação iônica).
São exemplos de óxidos de metais com carga fixa:
Na2O – óxido de sódio
CaO – óxido de cálcio
Al2O3 – óxido de alumínio
K2O – óxido de potássio
BaO – óxido de bário
ÓXIDOS ÁCIDOS OU ANIDRIDOS
SO3 + H2O  H2SO4
CO2 + H2O  H2CO3
N2O5 + H2O  2HNO3
Óxidos ácidos reagem com a água formando ácido.
Agora analise as equações de algumas reações de óxidos ácidos com bases:
SO3 + 2NaOH  Na2SO4 + H2O
CO2 + Ca(OH)2  CaCo3 + H2O
Os óxidos ácidos reagem com bases formando sal e água.
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ÓXIDOS BÁSICOS
CaO + H2O  Ca(OH)2
NA2O + H2O  2NaOH
Óxidos básicos reagem com água formando base.
Na2O + H2SO4  Na2SO4 + H2O
Óxidos básicos reagem com ácidos formando sal e água.
PERÓXIDOS
São substâncias que apresentam íon O.
.
O H2O2 é o peróxido mais utilizado pelas indústrias químicas, sendo empregado no
processamento de madeira, celulose e papel, no tratamento de despejos industriais e na
fabricação de solventes e plásticos.