Porque rebenta uma garrafa quando colocada no congelador?

No estado líquido há ligações intermoléculares entre as moléculas de água. Como há movimento das moléculas, essas ligações quebram-se e restabelecem-se em seguida. No estado sólido as ligações intermoléculares são fixas e devido à sua direção ficam espaços vázios entre as moléculas, responsáveis pelo aumento de volume ao congelar que faz que a garrafa rebente.

Porque flutua o gelo em água?

Quando a água se transforma em gelo, as ligações de hidrogénio que unem os átomos, que são formadas e quebradas o tempo todo no estado líquido, deixam de se quebrar e permanecem unidas em forma de uma rede cristalina. O gelo, apesar de ocupar mais espaço como já foi referido antes, não contem moléculas de água nos espaços dessa rede, o que o torna mais leve que a água no estado líquido, daí o porquê do gelo flutuar na água.

Notação de Lewis

A notação de Lewis, como o próprio nome indica, foi proposta em 1916 pelo físico e químico norte-americano Gilbert Newton Lewis, que nasceu em Massachusetts, a 23 de Outubro de 1875, e que faleceu na Califórnia, a 23 de Março de 1946.
Esta notação consiste numa representação esquemática da camada de valência de cada átomo, isto é, representa-se o símbolo do elemento rodeado dos electrões de valência (representados por pontos num átomo e por cruzes no outro). Cada ponto ou cada cruz representa um electrão de valência ou electrão celibatário.

A notação de Lewis baseia-se na teoria de que certos átomos podem alcançar a estabilidade por compartilha de electrões ficando com uma estrutura estável, igual à de um gás nobre. Esta representação permite prever a formação de ligações químicas entre os átomos.

No caso mais simples da molécula de hidrogénio (H₂), os dois electrões, provenientes um de cada átomo, deixam de ser pertença exclusiva de cada um, passando a ser compartilhados igualmente pelos núcleos dos dois átomos. É como se cada átomo de hidrogénio tivesse dois electrões em comum com o outro.
A notação de Lewis para cada átomo de hidrogénio é a seguinte: H• H x
Para a molécula de hidrogénio vem: H^x• H

Reactividade

Reactividade:

A reactividade de um elemento está relacionada com a perda ou ganha de electrões. Quanto maior a eletropositividade, maior a reactividade, isso no caso dos metais, como por exemplo, césio (Cs) e frâncio (Fr), considerados os mais reativos. E no caso dos não-metais é a eletronegatividade que deve ser maior que a reactividade, como por exemplo, o flúor que é o não metal maios reativo.~

• Grupo 1, da tabela periódica: aumenta a reactividade ao longo do grupo, sendo o frâncio o mais reactivo.
• Grupo 17, da tabela periódica , diminui a reactividade ao londo do grupo, sendo Iodo o menos reactivo.

Iodo, elemento menos reactivo dos halogéneos

Frâncio, elemento mais reactivo dos metais alcalinos

Metais e Não-metais

Propriedades Físicas:

Metais:

• Brilho metálico;
• Maleáveis e ductéis;
• Sólidos à temperatura ambiente (exepto o Mercúrio e o Gálio);
• Pontos de fusão elevados;
• São bons condutores térmicos e eléctricos.

Não-metais:

• Não têm brilho metálico;
• Não são maleáveis nem ductéis (quebram-se com facilidade);
• Encontram-se nos três estados físicos;
• Têm pontos de fusão e ebulição baixos.

Propriedades químicas:

Metais:

• Reagem com o oxigénio formando óxidos básicos;
• Reagem com ácidos e com água;
• Formam iões positivos (catiões).

Não-metais:

• Reagem com o oxigénio formando óxidos ácidos;
• Não reagem com ácidos;
• Formam iões negativos (aniões).

Metal (cobre)

Não-metal (iodo)

Distribuição electrónica e Tabela periódica dos elementos

Distribuição electrónica:

Regras para a distribuição dos electrões.

• Os electrões distribuem-se por ordem crescente de energia, primeiro será preenchido o nível de energia mais baixo n=1 e só depois se preencherão sucessivamente os níveis de energia superiores;
• O número máximo de electrões por nível é dado pela expressão , 2n ao quadrado em que n representa o nível de energia, então:

          n =1 - 2
          n =2 - 8
          n =3 - 18
               ...

• último nível = Qualquer que seja o último nível preenchido, a quantidade máxima de electrões que poderá possuir é oito, excepto se se tratar do nível 1, que fica preenchido com apenas dois electrões.

 

Tabela Periódica dos Elementos:

   A tabela periódica dos elementos está dividida em três grandes grupos:

• Metais ( tudo o que está antes da parte cor-de-rosa), como por exemplo o cobre, lítio e mercúrio.
• Não-metais (tudo o que está para lá da parte cor-de-rosa), como por exemplo o carbono, bramo, cloro e iodo.
• Semi-metais (a parte cor de rosa), como por exemplo o telúrio e germânio.

 A tabela periódica dos elementos também está dividida em famílias:

• Grupo 1 - família dos metais alcalinos;
• Grupo 2 - família dos metais alcalino-terrosos;
• Grupo 17 - família dos halogéneos;
• Grupo 18 - família dos gases nobres, raros ou inertes.

Os grupos da tabela periódica sao divididos em dois grandes grupos também:

• Grupos 1, 2, 13, 14, 15, 16, 17 e 18 - elementos representativos;
• Grupos 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 e 12 - elementos de transição.

Apenas nos sobra um elemento quimico o Hidrogénio, que não está incluido em nenhum destes grupos ou famílias! O Hidrogénio pode comportar-se como metal, pode reagir com os não-metais e formar iões positivos. Pode comportar-se como um não-metal, reage com os elemenentos alcalinos e forma iões negativos.

Grupo 1 :

Todos os elementos têm 1 electrão de valência (elctrão que se encontra no último nível de energia) - são bastante reactivos. Formam iões mono positivos.

Grupo 2:

Todos os elementos têm 2 electrões de valência. Formam-se iões dipositivos.

Grupo 17:

Têm 7 electrões de valência, têm tendência a ganhar 1 electrão. Formam-se iões mononegativos.

Grupo 18:

Muito pouco reactivos. Têm 8 electrões de valência (com exepção do 1º que tem 2).

CONCLUSÃO: Nos elementos representativos o algarismo das unidades do número do grupo indica o número de elctrões de valência. O número de níveis de energia que se encontra preenchido com electrões corresponde ao número de período.

Isótopos

O que são isótopos de um elemento químico?
São átomos com o mesmo número de protões (mesmo número atómico), mas com diferente número de neutrões (diferente número de massa).


O que é o elemento químico?
São átomos (ou iões) que têm um determinado número atómico (número de protões) que o caracteriza.


Isótopos do elemento hidrogénio:



Prótio: O prótio, também chamado de Monotério, Hidrogenio Leve é um dos isótopos estáveis do hidrogénio ( símbolo 1H ). O núcleo do prótio é formado por apenas um protão e um electrão, e é a única estrututa atómica que não apresenta neutrões.


Deutério: O deutério é um dos isótopos estáveis do hidrogénio ( símbolo ²H ). O núcleo do deutério é formado por 1 protão e 1 neutrão. A sua massa atômica é igual a 2.

Trítio: O trítio, também conhecido como trício, do latim tritium, é o terceiro isótopo do hidrogênio, (representado por 3H), e o menos abundante. O seu núcleo atómico contém 1 protão e 2 neutrões.

Representação genérica do átomo de um elemento químico

O que é o número atómico?

O número atómico é o número de protões que existem no núcleo.
Ex: O cálcio tem número atómico 20, logo tem 20 protões no núcleo.

Um número atómico é uma característica dos elementos.
Ex: Todos os átomos com número atómico 8, pertencem ao elemento oxigénio.

O que é o número de massa?

O número de massa é a soma dos protões com os neutrões.
Ex: Um átomo de carbono tem 6 protões e 8 neutrões, logo o número de massa é 14.

Modelos Atómicos

Modelo atómico de Dalton:

• Matéria formada por partículas muito pequenas, designadas átomos;
• Átomo indivisível e com forma esférica;
• O tamanho e peso do átomo eram característicos de cada elemento;
• Modelo simples.

 Modelo atómico de Thomson:

• Descoberta do electrão;
• Átomo: esfera maciça de carga positiva distribuída uniformemente, estando os electrões, dispersos no seu interior;
• Este modelo ficou conhecido como o modelo do "pudim de passas".

Modelo atómico de Rutherford:

• Núcleo: possui a maior parte da massa do átomo;
• Região externa do núcleo: ocupada pelos electrões;
• Electrões em movimento em torno do núcleo, em órbitas circulares.

Modelo atómico de Bohr:

• Os electrões descreviam órbitas circulares em volta do núcleo;
• Os electrões so poderiam ocupar determinados níveis de energia;
• A cada orbita corresponde um valor de energia;
• O estado fundamental corresponde ao estado de menor energia

Modelo atómico actual (modelo da nuvem electrónica):

 

• As órbitas dos electrões são substituídas por zonas de probabilidade electrónica: as orbitais;
• A nuvem electrónica é mais densa perto do núcleo, porque é a zona onde existe maior probabilidade de encontrar o electrão.

Estrutura atómica

ÁTOMO - é a partícula constituinte de toda a matéria. É uma partícula neutra, o número de protões = número de electrões.


Constituição do átomo:

1. Núcleo (zona central) :

• Neutrões (partículas neutras, ou seja, sem carga eléctrica).
• Protões (partículas com carga eléctrica positiva).

   2. Nuvem electrónica (zona do espaço à volta do núcleo, onde é possível encontrar o electrão):

• Electrões (partículas com carga eléctrica negativa)