QUÍMICA BÁSICA: TRANSFORMAÇÕES

1. QUÍMICA BÁSICA: TRANSFORMAÇÕES Prof. Ary Maia UFPB/CCEN/DQ Átomos, íons, moléculas e compostos iônicose Forças Intermoleculares

2. Umamolécula é um agregado de doisoumaisátomosem um arranjodefinido, mantidosjuntosatravés de ligaçõesquímicas H2 H2O NH3 CH4 Umamoléculadiatômicacontémsomentedoisátomos H2, N2, O2, Br2, HCl, CO Umamoléculapoliatômicacontémmais de doisátomos O3, H2O, NH3, CH4

3. 11 prótons 11 elétrons 11 prótons 10 elétrons Na+ Na 17 prótons 18 elétrons 17 prótons 17 elétrons Cl- Cl Um íon é um átomo, ougrupo de átomos, queapresentamumacarga final positivaounegativa cátion– íon com umacargapositiva se um átomoneutroperde um oumaiselétrons se transformaem um cátion. ânion– íon com umacarganegativa se um átomoneutroganha um oumaiselétrons se transformaem um ânion.

4. Um íonmonoatômicocontémapenas um átomo Na+, Cl-, Ca2+, O2-, Al3+, N3- Um íonpoliatômicocontémmais de um átomo OH-, CN-, NH4+, NO3-

5. 27 3+ Al ? Quantosprótons e elétronsexistemem 13 2- ? 78 Quantosprótons e elétronsexistemem Se 34 Vocêcompreendeuíons? 13 prótons, 10 (13 – 3) elétrons 34 prótons, 36 (34 + 2) elétrons

6. 2.5

8. molecular empírica H2O Umafórmula molecular mostra o númeroexato de átomos de cadaelementonamenorunidadedaumasubstância Umafórmulaempírica(tambémconhecidacomofórmulamínima) mostraa razãomais simples entre osátomosemumasubstância H2O CH2O C6H12O6 O3 O N2H4 NH2

9. Umacomposiçãopercentualmostraa massarelativa de cadaelementonamassa total do composto, na forma de umarelaçãopercentual. Ex: Para a amônia (NH3): Massa percentual do N naamônia Massa percentual do H naamônia Logo a NH3 tem umacomposição centesimal aproximada de: 82,27% de Nitrogênio e 17,76% de Hidrogênio

10. A partirdacomposiçãopercentualde umaamostra é possíveldeterminar-se a fórmulaempíricae a fórmula molecular. Ex: Para a hidrazina, suacomposiçãopercentual é 87,42% de N e 12,58% de H. Determine suafórmulaempírica e fórmula molecular: A partirdestacomposiçãopercentualpode-se afirmarqueem 100g de hidrazinaexistem 87,42 g de N e 12,58 g de H. Logo: Observando-se a relação entre estesnúmeros de moles: Sabendo-se que a massa molar dahidrazina é 32,0 g/mol determina-se que a fórmula molecular dahidrazina é N2H4.

11. Compostosiônicosconsistem de um cátion e um ânion • a fórmula é sempre a mesmadafórmulaempírica • a soma das cargas dos cátions e ânionsemcadaunidade de fórmula tem que ser zero O compostoiônicoNaCl

12. 2 x +3 = +6 1 x +2 = +2 1 x +2 = +2 3 x -2 = -6 2 x -1 = -2 1 x -2 = -2 Fórmula de CompostosIônicos Al2O3 Al3+ O2- CaBr2 Ca2+ Br- Na2CO3 Na+ CO32-

13. Algunsíonspoliatômicos

14. Porque a agulhaflutua?

15. (inter = entre) entre molecules ForçasIntermoleculares: e a temperatura (energiacinética) das moléculas. O quedetermina se uma substância é sólida, líquidaougasosa?

17. Gases: A energiacinéticamédia das moléculasgasosas é muitomaiorque a energiamédia das atrações entre elas. Líquidos: As forçasatrativasintermolecularessão fortes o suficienteparamanter as moléculaspróximas, massemmuitaordem. Sólidos: As forçasatrativasintermolecularessão fortes o suficienteparabloquear as moléculasem um local (elevadaordenação). Elessãodependentes datempratura?

18. A intensidade das forçasintermolecularessãogeralmentemenoresque as ligaçõesiônicas e covalentes. 16 kJ/mol (paraseparar as moléculas) + - + - 431 kJ/mol(paraquebrar a ligação)

19. Tipos de ForçasIntermoleculares (entre moléculasneutras): ForçasDipolo-dipolo : (moléculaspolares) .. + S .. : Atraçãodipolo-dipolo : O O : .. - - .. + S .. : : O O : .. - - Quetipo de efeitoestaatração tem sobre o ponto de ebulição?

20. Moléculaspolarestêmatração dipolo-dipolo entre elas. +HCl----- +HCl- Atraçãodipolo-dipolo

21. Tipos de forçasintermoleculares (entre moléculasneutras): Ligação de Hidrogênio: casos de interaçõesdipolo-dipolomuito fortes (ligaçõesenvolvendoH-F, H-O, e H-N sãooscasosmaisimportantes). +H-F- --- +H-F- Ligação de Hidrogênio

22. Ligação de Hidrogênio é umaforça de interaçãoatrativaqueocorre entre um átomo de hidrogênioligadocovalentemente a um umátomomuitopequeno e altamenteeletronegativo e um par isolado de um outroátomopequeno e eletronegativo (F, O, or N).

23. Ponto de Ebuliçãovsmassa molecular 100 0 -100 Predigaumatendênciapara: NH3, PH3, AsH3, e SbH3

24. Predigaumatendênciapara : NH3, PH3, AsH3, e SbH3 SbH3 NH3 AsH3 PH3

25. Observando agora paraHF, HCl, HBr, e HI HF SbH3 NH3 HI AsH3 HBr HCl PH3

26. Tipos de forçasintermoleculares (entre moléculasneutras): Forças de dispersão de London: (momentodipoloinstantâneo) ( tambémchamadas de forças de van derWaal’s) atração - + - + “elétronssãodeslocadospara o lado de sobrecarga de um átomooumolécula”.

27. polarizabilidade: a facilidade com que um átomo ou molécula pode ser distorcida para ter um dipolo instantâneo. Emgeralmoléculas grandessãomais facilmentepolarizáveis que as pequenas. Grande e “mole” pequena

28. Outrostipos de forçasmantendoossólidosunidos: Ligaçõãoiônica: “íonspermanecemligados porsuascargas” Nãoexistemmoléculasindividuaisnestecaso.

29. LigaçãoMetálica: “mar de elétrons” Fio de Cobre: O quemantêmosátomosjuntos? Átomos de Cu Um elétrondacamadaexterna A quenúcleoesteelétronpertence?

30. LigçãoMetálica: “Mar de elétrons”

31. Redecovalente: (diamante, quartz) muito forte. 1.42 Å 1.54 Å 3.35 Å Quetipo de hibridização é esperadaemcadaespécie?

34. Isomeros do Pentano: C5H12 neo-pentano n-pentano iso-pentano Hvap=22.8 kJ/mol Hvap=24.7 kJ/mol Hvap=25.8 kJ/mol Todosostrêstêm a mesmafórmula molecular C5H12 Porqueelestêmdiferentesenergias de vaporização? As Forças de London e as ramificações

35. C-C-C-C C iso-pentano C C-C-C C neo-pentano Hvap=24.7 kJ/mol Hvap=22.8 kJ/mol n-pentano Hvap=25.8 kJ/mol As Forças de London e as ramificações

36. Efeito das estruturas no ponto de ebulição

37. Interaçãoíon-dipolo: assimcomo um saldissolvidonaágua cátion Molécula polar ânion

39. Mudanças de fase: sólido líquido(fusão cristalização) líquido gás(vaporização condensação) sólido gás(sublimação resublimação)

40. Mudanças de Energiaqueacompanham as mudanças de fase

41. Curva de aquecimentopara1 g de água

42. Curva de aquecimentopara1 g de água Calorespecífico do vapor= 1.84 J/g•K Hvap=2260 J/g Calorespecífico daágua= 4.184 J/g•K Hfus=334 J/g Calorespecífico do gelo= 2.09 J/g•K

43. Calcule a mudança de entalpianecessáriapara converter 1 mol de água do gelo a -12oC até vapor a 115oC. gás 115oC líquido 100oC gás 100oC líquido 0oC sólido -12oC sólido 0oC H1 + H2 + H3 + H4 + H5 = Htotal Sp. Ht. + Hfusão+ Sp. Ht. + HVaporização+ Sp. Ht. = Htotal Calorespecífico do gelo= 2.09 J/g•K Hfus=334 J/g Calorespecíficodaágua = 4.184 J/g•K Hvap=2260 J/g Calorespecífico do vapor = 1.84 J/g•K

44. Presão de vapor

45. Curvas de Pressão de Vapor Um líquidoevaporaquandosuapressão de vapor se iguala a presãoexterna.

46. Ponto de Ebulição normal é a temperaturanaqual Um líquidoevapora sob umaatmosfera de pressão. pressão= 1 atm Presão de vapor = 1 atm líquido Vaporização

47. Diagram de Fases: (Temperaturavs. Pressão) gás e líquidosão indistinguiveis. Temperaturacritica E Pressãocritica (Todas as trêsfases coexistemaqui)

48. H2O CO2 Observar a inclinação com a pressão Observar a inclinação com a pressão

49. EstruturasCristalinas:

50. CélulasUnitárias: contém 4 átomos contém2 átomos contém1 átomo