Resumo nº6

1. Massa e tamanho dos átomos

Átomos. Elementos químicos

Átomos

As substâncias possuem propriedades físicas e químicas próprias que as diferenciam entre si.

As substâncias podem ser:

simples ou elementares, quando são constituídas por um só tipo de átomos;

compostas, quando são formadas por mais do que um tipo de átomos.

As substâncias sao formadas por unidades estruturais que se repetem por toda a sua estrutura.

As substâncias cujas unidades estruturais são átomos designam-se por substâncias atómicas, as constituídas por moléculas são substâncias moleculares e as formadas por iões são substâncias iónicas.

Todas as substâncias podem ser representadas pelas respetivas fórmulas químicas.

As fórmulas químicas das substâncias compostas indicam os símbolos químicos dos diferentes tipos de átomos que as constituem, nas proporções em que estão combinados.

 

Constituição dos átomos. Elementos químicos

Todas as substâncias são formadas por átomos.

O átomo é formado por um núcleo central onde se encontram os protões e os neutrões - por isso chamados de nucleões -,  e por uma nuvem eletrónica à volta do núcleo, onde se movem os eletrões.

Os protões são partículas de carga elétrica positiva (+1) localizadas no núcleo.

Os neutrões são partículas sem carga localizadas no núcleo. Os eletrões são partículas com carga elétrica negativa (-1) e muito mais leves do que as anteriores.

O tamanho do átomo depende, fundamentalmente, da nuvem eletrónica, enquanto a massa do átomo está praticamente toda concentrada no núcleo, onde estão as partículas subatómicas mais pesadas - os protões e os neutrões.

O átomo é eletricamente neutro, pois o número de protões, que constituem a carga positiva do átomo, é igual ao número de eletrões. que constituem a carga negativa do mesmo átomo.

A carga nuclear é positiva e igual à carga total dos protões, pois os neutrões são eletricamente neutros.

Chama-se número atómico (Z) ao número de protões do átomo.

Chama-se número de massa (A) à soma do número de protões com o número de neutrões.


Todos os átomos com o mesmo número atómico constituem um elemento químico.

Um elemento pode representar·se simbolicamente por:


Isótopos de um elemento

Aos átomos de um mesmo elemento com o mesmo número de massa (diferente número de neutrões) dá-se o nome de isótopos.

A cada espécie de átomos com o seu número de massa e o seu número atómico próprios chamamos de nuclídeo.


Massa atómica relativa de um elemento

A massa atómica relativa de um elemento (Ar) indica, em média, o número de vezes que a massa desse elemento é maior do que o valor de referência do padrão de massas atómicas.

O valor de referência é 1/12 da massa do Isótopo de carbono-12.

A massa atómica relativa de um elemento, E, é dada por


em que X1, X2, etc .. são as abundâncias relativas de cada Isótopo do elemento e Ar1, Ar2 , etc., são as respetivas massas isotópicas.

Quando um átomo que é eletricamente neutro perde um ou mais eletrões transforma-se num ião positivo, ou catião, pois fica com menor número de eletrões do que protões.

Exemplo da formação do catião sódio, Na+:

Quando um átomo ganha um ou mais eletrões transforma-se num ião negativo ou anião, pois fica com mais eletrões do que protões.

Exemplo da formação do anião cloreto, Cl-:

A carga elétrica dos iões resulta do balanço entre a ca rga total dos protões e a carga elétrica total dos eletrões presentes no ião.


Quantidade em química

Mole e massa molar

Para exprimir o número de partículas existente numa dada porçao de matéria (que é extremamente grande) usa-se o número de Avogadro ou constante de Avogadro, NA, em homenagem ao físico italiano Amedeo Avogadro, que, pela primeira vez, o determinou experimentalmente. O seu valor é 6,02 X 1023 mol -1.

A quantidade de matéria (n) que contém o número de Avogadro de unidades estruturais (nomeadamente átomos, moléculas ou iões) designa·se por mole no Sistema Internacional de Unidades (SI), e representa-se simbolicamente por mol.

A massa de uma mole de matéria chama-se massa molar (M) e exprime-se, normalmente. em g mol-1 ou g/mol.

• A massa molar de 1 mol de átomos é numericamente igual à massa atómica relativa, mas expressa em g mol-1.

• A massa molar de 1 mol de moléculas tem uma massa numericamente igual à massa molecular relativa, mas expressa em g mol-1.

A quantidade de matéria (n) que uma dada massa de substância contém é:

O número de partlculas (N) numa amostra obtém-se multiplicando a quantidade de matéria (n) pelo número de Avogadro.

As partículas existentes em n mol de matéria podem ser átomos, moléculas, iões, eletrões. etc.

Em resumo:

Fração molar

A fração molar de um componente A de uma mistura, xA., é o quociente entre o número de moles desse componente A e o número total de moles de todos os componentes da mistura, ou seja. o número total de moles na mistura.


A soma das frações molares dos componentes da mistura é igual à unidade.


Se considerarmos um soluto numa dada solução, podemos definir a fração molar do soluto e a fração molar do solvente:


Fração mássica

A fração mássica de um componente A de uma mistura, wA, é o quociente entre a massa desse componente A e a massa de todos os componentes da mistura.

Do mesmo modo, a soma das frações mássicas de todos os componentes da mistura é igual à unidade .

Se considerarmos um soluto numa dada solução, podemos definir a fração mássica do soluto e a fração mássica do solvente:

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