1) Conceitos Básicos
Matéria – é tudo que tem massa e ocupa lugar no espaço.
Substância – são as diferentes variedades da matéria.
Substância simples – são formadas por átomos de um mesmo elemento químico.
Substância composta – são formados por átomos ou íons de elementos químicos diferentes.
Substância pura – é uma substância formada por moléculas (ou aglomerados de íons) todos iguais entre si com propriedades características e bem definidas.
Elemento químico – é o conjunto de todos os átomos com mesmo número atômico (Z).
Corpo – é uma porção limitada da matéria.
Objeto – é um corpo fabricado para ter aplicações úteis.
Fenômeno – é qualquer efeito observável que ocorra na natureza ou que seja provocado experimentalmente.
Fenômeno físico – é aquele em que as características das substâncias não se modificam nem há formação de novas substâncias.
Fenômeno químico – é aquele em que as características das substâncias se modificam dando origem a novas substâncias.
*Como a matéria se apresenta: Pura? Misturada? Comente.
2) Estados físicos da matéria
Sólido - No estado sólido a matéria se apresenta de forma invariável e volume constante. A força de coesão é maior que a força de repulsão entre as moléculas.
Líquido - A característica da matéria no estado líquido é a forma variável e volume constante. A força de coesão é igual à força de repulsão entre as moléculas com exceção das moléculas na superfície da água onde a força de coesão é maior que a força de repulsão causando um fenômeno chamado tensão superficial.
Gasoso - O estado gasoso apresenta como características principais forma e volume variáveis, demonstradas pela grande expansão dos gases.
3) Mudanças de estados físicos da matéria
Fusão – é a transformação de uma substância sólida em líquida.
Solidificação – é a transformação de uma substância líquida em sólida.
Vaporização - é a transformação de uma substância líquida em gasosa.
Ebulição – é a passagem de uma substância líquida para o estado gasoso, provocada pela alteração da temperatura.
Liquefação – é a transformação de uma substância gasosa em líquida, devido à diminuição da temperatura ou aumento da pressão. Condensação é a passagem espontânea do estado de vapor para o líquido.
Sublimação - é a transformação de uma substância sólida em gasosa e vice – versa, sem passar pelo estado líquido. Essa transformação é causada pelo aumento da temperatura ou diminuição da pressão.
3) Separação de misturas homogêneas
- Destilação – é usada para separar dois líquidos que se encontram misturados ou então para separar partículas sólidas em solução no líquido.
- Destilação fracionada – esse processo é usado quando a mistura tem mais de dois componentes.
- Refrigeração – baseia-se nos diferentes pontos de solidificação dos componentes de uma substância.
- Fusão – esse processo é o inverso da refrigeração. Ele é utilizado para separar substâncias contidas numa mistura sólida e baseia-se no fato de que o ponto de fusão varia de um sólido para outro.
- Sublimação – as substâncias que passam diretamente do estado sólido para o gasoso, ou seja, sublimam, podem ser separadas se seus vapores forem recolhidos e ressublimados.
- Liquefação e vaporização fracionada – esses processos são usados de forma associada para se obterem os diversos gases contidos no ar atmosférico.
3.1) Separação de misturas heterogêneas
- Filtração – separa o líquido das partículas que nele se encontram em suspensão.
- Decantação – consiste em deixar o recipiente contendo a mistura heterogênea em repouso até que a parte sólida ser deposite no fundo do recipiente.
- Dissolução – consiste em dissolver a substância solúvel deixando a substância sólida separada podendo ser filtrada.
- Centrifugação – se colocar-mos uma mistura de um líquido com partículas sólidas e girar esse recipiente a uma velocidade bastante alta, quando parar, veremos que as partículas sólidas se depositam no fundo.
- Tamisação – Quando o pedreiro peneira a areia, seu objetivo é separar a areia fina dos gravetos. Esse processo é chamado tamisação que é usado para separar partículas de tamanhos diferentes.
- Magnetização – é a separação com o auxílio de um imã.
- Catação – é o ato de separar duas substâncias com o auxílio das mãos.
4) Histórico (TEORIAS ATÔMICAS)
4.1) Dalton (1766 – 1844)
Dalton a partir de seus trabalhos, conseguiu estabelecer alguns princípios que se referem à composição das substâncias:
a) A matéria é constituída de pequenas partículas esféricas maciças e indivisíveis denominadas átomos.
b) Um conjunto de átomos com as mesmas massas e tamanhos, apresentam as mesmas propriedades e constitui um elemento químico.
c) Elementos químicos diferentes apresentam átomos com massas, tamanhos e propriedades diferentes.
d) A combinação de átomos de elementos diferentes, numa proporção de números inteiros, origina substâncias diferentes.
e) Numa reação química, os átomos não são criados nem destruídos: os átomos envolvidos na reação são simplesmente rearranjados, originando novas substâncias.
4.2) Thomsom (1856 – 1940)
Em 1887 Thomsom propôs um novo modelo científico para o átomo. Como ele considerava que os átomos eram eletricamente neutros, a existência de partículas negativas (os elétrons) implicava também na presença de cargas negativas no átomo, de tal maneira que o número de cargas negativas fosse igual ao número de cargas positivas. O modelo atômico de Thomsom propunha que o átomo fosse maciço, esférico, formado por um fluido com carga positiva no qual estavam dispersos os elétrons. O próprio Thomsom associou o seu modelo a um “pudim de passas” em um trabalho apresentado em 1897.
4.3) Rutherford (1871 – 1937)
a) Embora Rutherford tenha sido um dos mais brilhantes cientistas desse século e tenha feito inúmeras descobertas importantes, ele é mais conhecido pela famosa experiência na qual tentou verificar se os átomos
eram realmente maciços, utilizando para isso, partículas a (alfa), que apresentam carga positiva , como projéteis. A experiência consistiu em bombardear uma finíssima lâmina de ouro (0.0001 cm de espessura) com partículas a emitidas pelo polônio, um elemento radioativo. Durante a realização do experimento, Rutherford observou que:
b) a grande maioria das partículas a atravessava a lâmina de ouro sem sofrer desvios e sem provocar alterações na lâmina;
c) uma quantidade muito pequena de partículas não atravessava a lâmina e voltava;
d) algumas partículas a sofriam desvios ao atravessar a lâmina.
Em função dos fatos observados, Rutherford concluiu inicialmente que:
a) a maior parte do átomo deveria ser vazio. Nesse espaço vazio denominado eletrosfera, estariam os elétrons;
b) deve existir uma pequena região maciça, denominada núcleo, onde estaria concentrada a massa do átomo;
c) o núcleo do átomo deve ser pequeno e positivo;
d) o diâmetro do núcleo deve ser de 10 000 a 100 000 vezes menor que o diâmetro do átomo.
Assim o modelo atômico de Rutherford ficou semelhante ao Sistema Solar, com uma região central que contem praticamente toda massa do átomo e carga positiva, a qual foi denominada núcleo e outra, uma região praticamente sem massa envolvendo o núcleo apresentando carga negativa, denominada eletrosfera. Rutherford concluiu que, se o átomo é forma do por duas regiões e é descontínuo, a matéria é descontínua.
4.4) Bohr (1885 - 1962)
Em 1913, Niels Bohr , estudando o espectro de emissão do hidrogênio, relacionou a energia do elétron ao quantum e elaborou um modelo atômico baseado nos seguintes postulados:
a) O elétron move-se em orbitais circulares em torno do núcleo atômico central.
b) Quando o elétron passa de uma orbita para outra, emite ou absorve um quantum de energia.
c) Somente certas orbitas eletrônicas são permitidas e o elétron não irradia energia quanto as percorre.
O modelo atômico de Bohr explicava satisfatoriamente o átomo de hidrogênio que possui apenas1 próton no núcleo e 1 elétron ao redor, mas não explicava átomos com um número maior dessas partículas.
4.5) Rutherford - Bohr
O "átomo de Rutherford" foi completado com as ponderações de Bohr dando origem ao modelo atômico Rutherford - Bohr. Mais tarde, constatou-se que os orbitais eletrônicos de todos os átomos conhecidos se agrupavam em sete camadas eletrônicas que foram denominadas K, L, M, N, O, P e Q.
Em 1932, o cientista Chadwick provou que no núcleo não existem apenas pequenas partículas com carga elétrica positiva, chamadas prótons, mas, também, partículas sem carga elétrica que, por esse motivo, foram denominadas nêutrons. De certa forma, os nêutrons "isolam" os prótons, evitando suas repulsões e o conseqüente 'desmoronamento" do núcleo.
5) Estrutura Atômica
Podemos resumir a estrutura atômica da seguinte maneira:
NÚCLEO Prótons
Nêutrons
ÁTOMO
ELETROSFERA Elétrons (distribuídos em sete camadas)
Novos estudos foram feitos, visando estabelecer relações entre as massas e as intensidades das mas cargas elétricas dos prótons, elétrons e nêutrons.
Partícula..................... Massa...................... Carga elétrica
Próton...............................1.....................................+1
Nêutron............................1...................................... 0
Elétron............................. 1/1840...........................-1
Note que a massa do elétron é cerca de 1840 vezes menor que a massa de um próton ou de um nêutron.
5.1) Conceitos fundamentais relativos ao átomo
Número atômico (Z) é o número de prótons existentes no núcleo de um átomo.
Número de massa (A) é a soma do número de prótons (Z) e de nêutrons (N) existentes no átomo.
Portanto: A= Z + N
Obs: Embora tenham valores numéricos próximos, não devemos confundir número de massa com massa atômica ou peso atômico. A massa atômica indica quantas vezes o átomo considerado é mais pesado que 1/2 do átomo de carbono, de número de massa 12 (que foi escolhido como padrão).
A notação geral de um átomo é:
.....................A...................................A
..................X ou .............X
......................Z..........................Z
5.2) Isoátomos
Isótopos são átomos com mesmo número de prótons (Z) e diferente número de massa (A).
Isóbaros são átomos de diferentes números de prótons mas que possuem o mesmo número de massa.
Isótonos são átomos de diferentes números de prótons e diferentes números de massa porém com mesmo número de nêutrons (N).
alternativas. A técnica deve estar a serviço da política numa sociedade democrática. Numa sociedade assim, todos decidem, não só o cientista, não só o político profissional, mas principalmente o cidadão comum. Daí a importância de uma formação adequada nos paradigmas científicos atuais e uma reflexão sobre questões ambientais à luz destes paradigmas.
