Aula de hoje
 Vida e matéria
• Energia e matéria são constituintes
essenciais do universo e dos seres vivos.
• A energia fornece força para manter as
estruturas juntas ou separadas, e mover
as coisas de um local para outro
• Matéria é o material do qual as coisas
são feitas...
• O corpo humano está constituído por ossos, tecidos,
órgãos
que
interagem para
permitir
seu
funcionamento.
• Por sua vez estes componentes estão integrados por
unidades menores ou células compostas por uma
grande diversidade de substâncias químicas
ENERGIA E MATÉRIA
Sistemas
celulares
Sistemas
de tecidos
Sistemas
de órgãos
Nesse
organismo
são
realizadas
inúmeras
reações químicas por isso
podemos dizer:
A vida depende de mudanças que
ocorrem na matéria
Assim, para conhecer a matéria precisamos
conhecer a natureza do mundo químico
A ciência e a tecnologia nos proporcionam uma
gama de objetos que também estão formados
por substâncias químicas e que utilizamos em
nossa vida.
Assim, o mundo que nos rodeia está composto
por diversos materiais constituídos por
combinações de substâncias químicas.
Estrutura da matéria
• O homem sempre foi fascinado pela matéria.
• Os primeiros intentos de conhecer sua natureza
consistiam em tratar de converter chumbo em
ouro
• Mas eles não conheciam muito sobre a matéria para saber
que isso não era possível....
• Não sabiam que ouro, prata, chumbo não
podem transformar-se em outra substâncias
por métodos químicos...
• Não sabiam nada sobre ÁTOMOS
O que é o Átomo?
• É a unidade mais pequena em que se divide a
matéria por isso seu nome vem do grego
indivisível ()
• São extremamente pequenos: 20 milhões de
vezes menores que o milímetro
•
O Átomo é composto de partículas mais pequenas ou partículas
atômicas que por sua vez estão formados por partículas
subatômicas
O glúon une os quarks
Os quarks se combinam para
formar o próton e o nêutron.
Próton com carga positiva
Nêutron que no possui carga
Elétron com carga negativa
NÚCLEO
+
+
A quantidade de
elétrons de um
átomo é igual a
quantidade
de
prótons, por tanto
o átomo é neutro,
ou seja tem igual
número de cargas
positivas
e
negativas.
As cargas positivas e negativas são as que mantêm o
átomo unido e desempenham um papel importante na
forma como uns átomos reagem com outros
• Acreditava-se que o átomo tinha uma
estrutura parecida com a do sistema solar.
• Hoje se sabe que os elétrons não se
movimentam em órbitas fixas como os
planetas mas se movimentam ao redor do
núcleo formando uma nuvem.
• Os átomos se agrupam em ELEMENTOS
• Assim, matéria existe em formas únicas
chamadas de ELEMENTOS que não podem se
decompor em outras substâncias.
• As características dos elementos estão dadas
pela quantidade de prótons de seus átomos...
e por isso podemos identificar a substância
pelo seu NÚMERO ATÔMICO
Número atômico
• É a quantidade de prótons que tem o
átomo de um elemento.
• O mais simples é o Hidrogênio que tem
somente 1 próton, portanto seu número
atômico é 1.
• Hoje existem 118 elementos dos quais 92 são
elementos naturais e os restantes foram
criados artificialmente
• Alguns elementos são muito raros, como o ouro e o
urânio, outros muito comuns como o oxigênio e o
hidrogênio.
Crosta Terrestre
Corpo Humano
Oxigênio
46,6%
Oxigênio
65%
Sílica
27,7%
Carbono
18%
Alumínio
8,1%
Hidrogênio
10%
Ferro
5,0%
Nitrogênio
3%
Cálcio
3,6%
Cálcio
2%
Sódio
2,8%
Fósforo
1,1%
Potássio
2,6%
Potássio
0,35%
Carbono
0,03%
Enxofre
0,25%
Nitrogênio
Traços
Sódio
0,15%
Massa atômica e isótopos
• A massa atômica de um elemento é a soma da
quantidade de prótons e nêutrons....
• Cuidado que massa não é o peso....
• Exemplo: massa do Carbono =12 (6 prótons + 6
nêutrons)
• O número de nêutrons de um elemento pode variar
sem que ele perca as propriedades, essas diferentes
formas de um mesmo elemento são chamadas de
ISÓTOPOS
• Exemplo: Isótopos do carbono = C12, C13 e C14
Compostos
• Os elementos se podem unir entre sim a partir
de reações químicas ordinárias para formar
COMPOSTOS
• A união de elementos para formar compostos
se chama MOLÉCULA que podem ser
formadas por elementos do mesmo átomo ou
de diferente átomos
Já entendemos como se formam as moléculas....
Mas como se formaram os elementos?
A partir de reações químicas extraordinárias.
As provas atuais indicam que o Sol é um local
onde acontecem essas reações químicas
extraordinárias
....... vejamos
• A temperatura do sol é de 6000OC
na superfície e 40 milhões de OC no
interior.
• Essas altas temperaturas e uma
enorme pressão fazem com que os
átomos se movimentem em grande
velocidade e colidam (se choquem)
uns com os outros, em um
processo chamado de FUSÃO
ATÔMICA
• Pelo processo de FUSÃO ATÔMICA
se formam novos elementos assim
o hidrogênio se converte em hélio
que pode formar outros elementos
• Em estrelas maiores que o Sol se podem originar
átomos mais complexos.
• Essas estrelas são como gigantes fornos fantásticos
onde se combinam os elementos para formar
compostos.
• Tudo se formou no BIG BANG ou Grande Explosão
E como se formam os compostos?
• A grande maioria dos elementos se encontram
formando compostos
• Para formar compostos um elemento tem que reagir
com outro.
• Isto depende da “ nuvem de elétrons”
• Os elétrons formam camadas ou orbitais conhecidos
como níveis de energia
• No total os elétrons podem ter
Até 7 níveis de energia
• Em cada nível cabe uma certa quantidade de
elétrons
• A primeira camada pode ter até 2 elétrons
• Um elemento tem estabilidade quando suas
camadas têm 8 elétrons ou estão completas com a
quantidade máxima de elétrons.
Vejamos alguns exemplos:
• Átomo de Hélio:
É um elemento estável
Não reage com outros elementos
• Átomo de Argônio:
É um elemento estável
Não reage com outros elementos
Os gases nobres não reagem facilmente porque
o último nível de energia está completo
• No outro extremo temos o sódio:
Tem 2 elétrons no 1º nível, 8 no 2º,
e 1 no 3º nível....
... Portanto é instável
Como os elementos instáveis se tornam
estáveis?
Unindo-se a outros elementos e
formando compostos
O sal
• O sal é um composto estável formado por sódio (Na)
e cloro (Cl)
Para ser estável:
• ou o sódio ganha 7
elétrons
ou então…
• doa 1
• Assim o sódio doa um elétron ao cloro e ambos
logram a estabilidade
• Quando o sódio doa 1 elétron, um próton fica
sem seu par e o sódio ganha uma carga
positiva.
• O oposto acontece com o cloro que fica com
carga negativa
Esses átomos
se transforma
em íons
• No nosso corpo, os íons sódio, cloro e potássio são a
base fisiológica dos impulsos do sistema nervoso.
• A entrada e saída de íons cria diferenças de cargas
positivas e negativos dentro e fora do neurônio
permitindo a transmissão do impulso nervoso.
• Assim, os neurônios que estamos utilizando para
entender esta aula estão utilizando os íons de sal
que ingerimos no almoço
• Íons com cargas opostas forma compostos por meio
da Ligação Iônica ou eletrovalente
• Alguns elementos tem facilidade para doarem
elétrons como o oxigênio (O) e se chamam oxidantes.
• Outros tem facilidade para aceitarem elétrons como o
magnésio (Mg) e se chamam redutores
No meio desses elementos
tem o carbono (C) que precisa
ganhar 4 ou doar 4 para ficar
estável....
Mas é difícil doar ou receber 4
elétrons
• Então os elétrons são COMPARTILHADOS e os
elementos que compartilham os elétrons
ganham estabilidade
• Essa ligação entre elementos se chama de
Covalente
Vimos o sal…. Agora vamos ver a água
• A molécula de água é formada por 2 átomos de
hidrogênio (H) e 1 átomo de oxigênio (O), ligados
através de ligação covalente simples.
• Mesmo que a molécula de água tenha carga elétrica
total igual a zero, na região do oxigênio ela possui carga
elétrica parcial negativa e carga elétrica parcial positiva
na região do hidrogênio
• Com isso, os átomos de hidrogênio de
uma molécula atraem átomos de
oxigênio da molécula vizinha. Esta
atração/ligação é chamada de ponte de
hidrogênio.
• Estas uniões fazem com que os elementos se
reúnam em moléculas e compostos que são a
base da matéria que forma a vida.
• E essas uniões são o que? ENERGIA