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Estrutura da Matéria – 7 ª e 8 ª Semana – Ciências – 9 º Ano - 16/06/2020




Olá pessoal! Bem vindos para mais uma aula!

      Interações entre as moléculas e as mudanças físicas

 

      Toda a matéria é composta por átomos, mas estes átomos não estão isolados, estão sempre interagindo uns com os outros. A interação pode ser de duas formas, quando ligados diretamente formando um conjunto de átomos, é chamado de molécula, uma molécula pode ser composta por átomos iguais, como o O2, ou átomos diferentes, como o H2O. A segunda forma de interação é chamada intermolecular, que ocorre entre as moléculas ou átomos de gases nobres.

      As interações intramoleculares identificam qual é a substância, enquanto as interações intermoleculares são essenciais para identificar o estado físico das substâncias. H2O e H2O2 são substâncias com os mesmos elementos, Hidrogênio e Oxigênio, mas são substâncias bem distintas, a primeira é a água e a segunda é conhecida como água oxigenada ou peróxido de hidrogênio. As interações intermoleculares dependem de uma energia de interação que determina a proximidade das moléculas.

       A energia de interação entre o O2 com outras moléculas de O2 é mais fraca que a energia de interação do H2O com outras moléculas de H2O. O estado físico do O2 é gasoso e o estado físico do H2O é líquido.

Ligações Químicas

 

      Existem três tipos de ligações químicas intramoleculares: Ligação Covalente, Ligação Iônica e Ligação metálica.

        Observe na legenda da tabela periódica, existem vários tipos de metais, os semimetais e os não metais. Ligação covalente ocorre entre um não-metal com outro não-metal, as ligações iônicas ocorrem entre um não-metal com um metal e a ligação metálica ocorre entre um metal com outro metal. Por exemplo:

     -NO2 – Ligação entre o Nitrogênio (período 2, grupo 15) e o Oxigênio (período 2, grupo 16), os dois são não-metais, portanto ligação covalente.

     -NaCl – Ligação entre o Sódio (período 3, grupo 1) e o Cloro (período 3 grupo 17), um metal e um não-metal, portanto ligação iônica.

     -Fe – A representação de um sólido metálico pode ser feita apenas com o símbolo do elemento (ou dos elementos caso seja uma liga), no caso vários átomos de Ferro (período 4, grupo 8) estão ligados entre si formando uma ligação metálica.

 

      Transformações e Reações Químicas

      As transformações químicas são aquelas que quando acontecem as substâncias mudam o que elas são, mas essas transformações não são aleatórias nem mesmo são desconhecidas. Para identificar esse fenômeno, o estudo das transformações químicas estruturou o que é chamado de reações químicas.

      Nas reações químicas existem duas partes, os reagentes e os produtos. Os reagentes são as substâncias que existiam antes da transformação química e os produtos são o resultado da transformação química.

      Leis ponderais

      Todas as reações químicas seguem uma proporção e as massas presentes nos reagentes e nos produtos devem ser iguais, essas regras são chamadas de Leis ponderais. A primeira lei ponderal é conhecida como Lei da conservação das massas ou Lei de Lavoisier, enunciada da seguinte forma: A massa dos reagentes é igual a massa dos produtos, ou também pela célebre frase “Na natureza nada se cria, nada se perde, tudo se transforma”. A segunda lei ponderal é conhecida como Lei das proporções fixas ou Lei de Proust, enunciada da seguinte forma: A proporção em massa das substâncias que reagem e que são produzidas numa reação é fixa, constante e invariável. Cada átomo de um elemento químico possui uma massa específica, que está indicada na tabela periódica, por exemplo os elementos da reação apresentada anteriormente:

    *Na = 22,99u ≈ 23u

     *O = 15,99u ≈ 16u

     *H = 1,008u ≈ 1u

     *Cl = 35,45u ≈ 35,5u


     A massa de uma molécula é a soma das massas de todos os átomos presentes nela, portanto:

23u (Na) + 16u (O) + 1u (H) = 40u (NaOH)

1u (H) + 35,5u (Cl) = 36,5u (HCl)

23u (Na) + 35,5u (Cl) = 58,5u (NaCl)

1u (H) + 1u (H) + 16u (O) = 18u (H2O)

 

     Lei da conservação das massas

 

NaOH           + HCl    →     NaCl      + H2O

40u               + 36,5u  →     58,5u     + 18u

                     76,5u     →     76,5u

        A massa presente nos reagentes SEMPRE será igual a massa presente nos produtos, mesmo que individualmente sejam distintas, mas a soma das massas de todos os reagentes é igual a soma da massa de todos os produtos.

 

       Lei das proporções fixas

NaOH      + HCl    →     NaCl      + H2O

      A proporção entre as moléculas nessa reação é:

1 molécula de NaOH reage com 1 molécula de HCl formando 1 molécula de NaCl e 1 molécula de H2O, portanto a proporção é 1:1:1:1. Essa proporção é invariável nessa equação, e para determinar essa proporção é feito o balanceamento da equação química.

     O que implica que se aumentar a quantidade de moléculas de qualquer reagente, a quantidade necessária do outro reagente será proporcional. Por exemplo:

3 moléculas de NaOH vai precisar de 3 moléculas de HCl, formando então 3 moléculas de NaCl e 3 moléculas de H2O.

5 moléculas de NaOH vai precisar de 5 moléculas de HCl, formando então 5 moléculas de NaCl e 5 moléculas de H2O.

 

     Balanceamento das equações químicas

 

     Balancear uma equação química é deixar essa equação proporcional tanto em quantidade de moléculas quanto em massa, ou seja, estar de acordo com as leis ponderais.

    Observe o exemplo:

NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + H2O

       As quantidades de átomos no reagente e no produto estão diferentes, portanto, é necessário que a equação química seja balanceada. Observe que os elementos Na (sódio) e H (hidrogênio) estão diferentes, então a proporção deve ser ajustada.

2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + H2O

A tentativa de igualar foi aumentar a proporção da molécula de NaOH, observe que não foi alterado para ficar Na2OH que seria uma outra substância (que na verdade não existe), com isso as quantidades atômicas de O (oxigênio) e H (hidrogênio) presentes na molécula foram alteradas em decorrência disso.

                                                 2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O

Agora a tentativa de igualar a proporção da molécula de H2O, assim como na tentativa anterior, foi alterada a proporção da molécula, não a quantidades de átomos dentro dela, a quantidade de átomos de H (hidrogênio) ficou igual em reagentes e produtos e O (oxigênio) foi alterado em decorrência disso.

 

Observe:

                                                               2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O

       As massas são iguais, portanto, a lei da conservação das massas foi cumprida, onde do reagente para o produto, não foi criada nem perdida nenhuma massa, mas as substâncias são diferentes, portanto, se transformaram.

      Assim como a lei das proporções fixas foi cumprida, pois as proporções em partículas dessa reação sempre será 2:1:1:2 e em massa sempre será 80u:98u:142u:36u, invariavelmente.

 

     RESPONDA AS ATIVIDADES EM SEU CADERNO

01-Quais os três estados físicos da matéria e como as moléculas se organizam em cada um deles?

 

02-A intensidade das interações intermoleculares pode determinar o estado físico, se a interação for muito forte, o estado físico é

(a)gasoso

(b)sólido

(c)líquido

(d)indeterminado

 

03-As ligações químicas são ligações entre átomos de tipos específicos. Determine quais os tipos de átomos para cada ligação química.

(a)Ligação covalente

(b)Ligação iônica

(c)Ligação metálica

 

04-Quais são as partes de uma reação química e qual o símbolo que representa a transformação química?

 

05-Observe a reação a seguir e determine o nome dos elementos presentes. (consulte a tabela periódica para responder).

2 KI + PbCl2 → PbI2 + 2 KCl

 

06-Uma reação química consiste em dois reagentes, X e Y, e um produto, Z. A massa de X foi determinada antes da reação acontecer e era 58g. A massa de Z foi determinada após a reação ocorrer e é 112g. Qual a massa de Y?

 

07-Uma reação química consiste em três reagentes, K, L e M, e dois produtos, N e O com a proporção em massa de 30:25:40:45:50. Se a massa que reagiu de K era de 90, qual é a massa de todos os outros componentes da reação?

 

08-Balanceie a seguinte reação química

Na2SO4 + CaCl2 → NaCl + CaSO4

Por hoje é só pessoal, fique em casa e lave bem as mãos!

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