Geometria Molecular - A organização dos átomos no espaço

As moléculas são estruturas formadas por uma quantidade fixa de átomos ligados covalentemente, ou seja, por meio de ligações covalentes (também chamadas de moleculares) que se formam quando os átomos compartilham pares de elétrons. Por exemplo, praticamente todo mundo já ouviu alguma vez que a molécula de água é H₂O, o que quer dizer que cada molécula de água é formada por um oxigênio ligado covalentemente a dois átomos de hidrogênio.

A molécula de água e outras moléculas mais simples são planas, isto é, podemos ilustrá-las em um único plano. No entanto, isso não ocorre com a maioria das moléculas que formam as substâncias, pois elas são tridimensionais, isto é, seus átomos dispõem-se de diferentes formas no espaço.

Foi a partir disso que surgiu o conceito de geometria molecular, que pode ser definida como a forma como os átomos estão espacialmente dispostos na molécula.

Voltando ao caso da molécula de água, a sua fórmula estrutural geralmente é representada da seguinte forma: H ? O ? H. No entanto, na realidade, as moléculas de água não são retas, mas possuem uma geometria angular, ou seja, os seus átomos dispõem-se de modo a formar um ângulo de 104'5º, como mostrado a seguir:

Geometria angular da molécula de água

A geometria molecular é um dos fatores mais importantes para a determinação das propriedades da substância, tais como polaridade, pontos de fusão e ebulição, solubilidade, dureza, entre outras. Visto que a molécula de água possui a geometria angular, por exemplo, ela forma moléculas polares. Por ser polar, a água consegue dissolver solutos polares como ela, mas não dissolve solutos apolares, como a gasolina e o óleo.representação da molécula de água dada acima é chamada de modelo de bola e bastão, em que cada átomo é representado por uma bola, e o bastão é a ligação feita entre os átomos. Essa é a forma mais comum de representar a geometria das moléculas.

Veja outro exemplo desse tipo de representação a seguir, onde há uma molécula de metano (CH₄) que possui geometria tetraédrica (109'28º), isto é, forma um triângulo de quatro (tetra) faces:

Molécula de metano com geometria tetraédrica no modelo de bola e bastão

Os casos de geometria molecular que são planos são a geometria linear (120º), a angular (como a da água) e a trigonal plana (também chamada de triangular). As demais são geometrias espaciais, como é o caso da tetraédrica, bipirâmide trigonal e octaédrica.

Mas como podemos determinar a geometria das moléculas? Para descobrir, leia o texto “Determinação da geometria molecular”.

FONTE

Química tem História

A história da química está diretamente ligada ao desenvolvimento do homem, já que abrange todas as transformações da matéria e suas teorias correspondentes. Com frequência, a origem da química se relaciona intimamente com a história dos químicos e — segundo a nacionalidade ou tendência política do autor — ressalta em maior ou menor medida os sucessos alcançados num determinado campo ou por uma determinada nação.

De fato, a ciência química surge no século XVII, a partir dos estudos de muitos dos cientistas da época. Considera-se que os princípios básicos da química se recolhem pela primeira vez na obra do cientista britânico Robert Boyle, The Sceptical Chymist (1661). A química, como tal, começa a ser explorada um século mais tarde, com os trabalhos do francês Antoine Lavoisier e suas descobertas em relação ao oxigênio, à lei da conservação da massa e à refutação da teoria do flogisto.

Os primeiros avanços na história da química

O princípio do domínio da química (que para alguns antropólogos coincide com o princípio do homem moderno) é o domínio do fogo. Há indícios de que há mais de 500.000 anos, em tempos do Homo erectus, algumas tribos conseguiram tal feito. O domínio do fogo não só dava luz e calor na noite, como ajudava o homem na proteção contra os animais selvagens. Também permitia a preparação de comida cozida, a qual continha menos micro-organismos patogênicos e era mais facilmente digerida. Assim, baixava-se a mortalidade e melhoravam as condições gerais de vida. O fogo também permitia conservar melhor a comida, especialmente as carnes e os peixes.

A metalurgia

Um dos principais processos de transformação, a metalurgia começou com o descobrimento do cobre. Depois, por experimentação ou como resultado de misturas acidentais, descobriu-se que suas propriedades mecânicas poderiam ser melhoradas em suas ligas de metais.

Os Hititas foram uns dos primeiros a obter o ferro a partir de seus minerais. Esse processo é muito mais complicado, já que requer temperaturas mais elevadas e, portanto, a construção de fornos especiais. No entanto, o metal obtido era de baixa qualidade, com um elevado conteúdo em carbono, tendo que ser melhorado em diversos processos de purificação e, posteriormente, ser forjado. A humanidade demorou séculos para desenvolver os processos atuais de obtenção do aço (geralmente por oxidação das imp A história da química está diretamente ligada ao desenvolvimento do homem, já que abrange todas as transformações da matéria e suas teorias correspondentes. Com frequência, a origem da química se relaciona intimamente com a história dos químicos e — segundo a nacionalidade ou tendência política do autor — ressalta em maior ou menor medida os sucessos alcançados num determinado campo ou por uma determinada nação.

De fato, a ciência química surge no século XVII, a partir dos estudos de muitos dos cientistas da época. Considera-se que os princípios básicos da química se recolhem pela primeira vez na obra do cientista britânico Robert Boyle, The Sceptical Chymist (1661). A química, como tal, começa a ser explorada um século mais tarde, com os trabalhos do francês Antoine Lavoisier e suas descobertas em relação ao oxigênio, à lei da conservação da massa e à refutação da teoria do flogisto.

Os primeiros avanços na história da química

O princípio do domínio da química (que para alguns antropólogos coincide com o princípio do homem moderno) é o domínio do fogo. Há indícios de que há mais de 500.000 anos, em tempos do Homo erectus, algumas tribos conseguiram tal feito. O domínio do fogo não só dava luz e calor na noite, como ajudava o homem na proteção contra os animais selvagens. Também perm urezas insuflando oxigênio ou ar no metal fundido, método conhecido com o nome de “processo de Bessemer”). O seu domínio foi um dos pilares da Revolução Industrial.

Outra grande realização nesse sentido foi a obtenção do alumínio. Descoberto no princípio do século XIX, este era obtido por meio da redução de seus sais com metais alcalinos. Seu preço superou o do ouro: era tão apreciado que vários talheres presenteados à corte francesa passaram a ser fabricados a partir do mesmo.

A cerâmica

Outro campo de desenvolvimento que acompanhou o homem desde a Antiguidade até o laboratório moderno é a cerâmica. Suas origens datam da pré-história, quando o homem descobriu que os recipientes feitos de argila mudavam suas características mecânicas e incrementavam sua resistência frente a água caso fossem esquentados no fogo. Para controlar melhor o processo, diferentes tipos de fornos foram criados.

Relacionado com o desenvolvimento da cerâmica está o desenvolvimento do vidro a partir do quartzo e do carbonato de sódio ou de potássio. Seu desenvolvimento igualmente começou no Antigo Egito e foi aperfeiçoado pelos romanos.

A química como ciência

O filósofo grego Aristóteles pensava que as substâncias estavam formadas por quatro elementos: terra, vento, água e fogo. Paralelamente, surgia outra teoria na época: o atomismo, a qual postulava que a matéria estava formada por átomos, partículas indivisíveis que poderiam ser consideradas suas unidades mínimas. Esta tese, proposta pelo filósofo grego Demócrito de Abdera não foi muito popular na cultura ocidental, dado o peso das obras de Aristóteles na Europa. No entanto, tinha seguidores (entre eles Lucrécio) e a ideia ficou presente até o princípio da Idade Moderna.

Entre os séculos III a.C. e XVI d.C., a química estava dominada pela alquimia. O objetivo de investigação mais conhecido da alquimia era a procura da pedra filosofal, um método hipotético capaz de transformar os metais em ouro. Na investigação alquímica desenvolveram-se novos produtos e métodos para a separação de elementos químicos. Deste modo, foram-se assentando os pilares básicos para o desenvolvimento de uma futura química experimental.

A química como é concebida atualmente começou a tomar forma entre os séculos XVI e XVII. Nessa época, começou-se a estudar o comportamento e as propriedades dos gases, se estabelecendo técnicas de medição. Pouco a pouco o conceito de elemento como uma substância elementar que não podia ser descomposta em outra foi ganhando forma.

Por volta do século XVIII a química adquiriu definitivamente as características de uma ciência experimental. Foram criados métodos de medição cuidadosos, os quais permitiram um melhor conhecimento de alguns fenômenos, como o da combustão da matéria. As descobertas de Antoine Lavoisier em relação ao oxigênio foram essenciais, assentando finalmente os pilares fundamentais da química moderna.

FONTE

Ligações Químicas

Primeiro, o que é uma ligação química:é a união de dois ou mais átomos diferentes da tabela periódica, onde buscam a estabilidade, ou seja, oito elétrons na última camada.

EXISTEM TRÊS TIPOS DE LIGAÇÃO:

• Ligação Iônica:ocorre entre dois átomos, onde um é eletronegativo e o outro, eletropositivo,.Basicamente o átomo eletropositivo (metal) doará o elétron para o eletronegativo (ametal).

LINK DA IMAGEM

• Ligação Metálica:ocorre entre dois átomos eletropositivos (metais), onde ocorrerá a criação do " Mar de Elétrons", isso por que,como os eletropositivos tendem a doar elétrons e não receber, os elétrons irão ficar vagando em torno dos átomos, o que gera a sustentabilidade da ligação e permite que os metais formados por essa ligação conduzir corrente elétrica.

 LINK DA IMAGEM

• Ligação Covalente:ocorre entre dois eletronegativos, onde ocorerá o compartilhamento desses elétrons em torno das orbitais desses átomos.essa ligação permite também gerar polos na molécula e etc.

LINK DA IMAGEM

Propriedades Periódicas (Raio Atômico) - O primeiro passo para o entendimeno das ligaçôes

A Tabela Periódica organiza os elementos químicos até então conhecidos em uma ordem crescente de número atômico (Z – quantidade de prótons no núcleo do átomo).

Muitas propriedades químicas e físicas dos elementos e das substâncias simples que eles formam variam periodicamente, ou seja, em intervalos regulares em função do aumento (ou da diminuição) dos números atômicos. As propriedades que se comportam dessa forma são chamadas de propriedades periódicas.

As principais propriedades periódicas químicas dos elementos são: raio atômico, energia de ionização, eletronegatividade, eletropositividade e eletroafinidade. Já as físicas são: pontos de fusão e ebulição, densidade e volume atômico.

A seguir, veja mais detalhadamente as propriedades periódicas químicas:

1- Raio atômico: pode ser definido como a metade da distância (r = d/2) entre os núcleos de dois átomos de um mesmo elemento químico, sem estarem ligados e assumindo os átomos como esferas:

Na tabela periódica, o raio atômico aumenta de cima para baixo e da direita para a esquerda.

Isso acontece porque em uma mesma família (coluna), as camadas eletrônicas vão aumentando conforme se desce uma “casa” e, consequentemente, o raio atômico aumenta. Em um mesmo período (linha), o número de camadas eletrônicas é o mesmo, mas a quantidade de elétrons vai aumentando da esquerda para a direita e, com isso, a atração pelo núcleo aumenta, diminuindo o tamanho do átomo.

2. Energia ou potencial de ionização: é a energia mínima necessária para remover um elétron de um átomo ou íon no estado gasoso.

Esse elétron é sempre retirado da última camada eletrônica, que é a mais externa e é conhecida como camada de valência.

Quanto maior o raio atômico, mais afastados do núcleo os elétrons da camada de valência estarão, a força de atração entre eles será menor e, consequentemente, menor será a energia necessária para retirar esses elétrons e vice-versa. Por isso, a energia de ionização dos elementos químicos na Tabela Periódica aumenta no sentido contrário ao aumento do raio atômico, isto é, de baixo para cima e da esquerda para a direita:

 

4. Eletropositividade: é a capacidade que o átomo possui de se afastar de seus elétrons mais externos, em comparação a outro átomo, na formação de uma substância composta.

Visto que é o contrário da eletronegatividade, a sua ordem crescente na tabela periódica também será o contrário da mostrada para a eletronegatividade, ou seja, será de cima para baixo e da direita para a esquerda:

 

5. Eletroafinidade ou afinidade eletrônica: corresponde à energia liberada por um átomo do estado gasoso, quando ele captura um elétron.

Essa energia é chamada assim porque ela mostra o grau de afinidade ou a intensidade da atração do átomo pelo elétron adicionado.

Infelizmente, não são conhecidos todos os valores para as eletroafinidades de todo os elementos, mas os que estão disponíveis permitem generalizar que essa propriedade aumenta de baixo para cima e da esquerda para a direita na Tabela Periódica:

 

 FONTE

Tabela Periódica - Uma ferramenta importante para a Química

A Tabela Periódica é um modelo que agrupa todos os elementos químicos conhecidos e suas propriedades. Eles estão organizados em ordem crescente de números atômicos (número de prótons).
No total, a nova Tabela Periódica possui 118 elementos químicos (92 naturais e 26 artificiais).
Cada quadrado especifica o nome do elemento químico, seu símbolo e seu número atômico.

Os chamados Períodos são as linhas horizontais numeradas, que possuem elementos que apresentam o mesmo número de camadas eletrônicas, totalizando sete períodos.

• 1º Período: 2 elementos
• 2º Período: 8 elementos
• 3º Período: 8 elementos
• 4º Período: 18 elementos
• 5º Período: 18 elementos
• 6º Período: 32 elementos
• 7º Período: 32 elementos

Com a organização dos períodos da tabela algumas linhas horizontais se tornariam muito extensas, por isso é comum representar a série dos lantanídeos e a série dos actinídios à parte dos demais.
As Famílias ou Grupos são as colunas verticais, onde os elementos possuem o mesmo número de elétrons na camada mais externa, ou seja, na camada de valência. Muitos elementos destes grupos estão relacionados de acordo com suas propriedades químicas.
São dezoito Grupos (A e B), sendo que as famílias mais conhecidas são do Grupo A, também chamados de elementos representativos:

• Família 1A: Metais Alcalinos (lítio, sódio, potássio, rubídio, césio e frâncio).
• Família 2A: Metais Alcalino-Terrosos (berílio, magnésio, cálcio, estrôncio, bário e rádio).
• Família 3A: Família do Boro (boro, alumínio, gálio, índio, tálio e unúntrio).
• Família 4A: Família do Carbono (carbono, silício, germânio, estanho, chumbo e fleróvio).
• Família 5A: Família do Nitrogênio (nitrogênio, fósforo, arsênio, antimônio, bismuto e ununpêntio).
• Família 6A: Calcogênios (oxigênio, enxofre, selênio, telúrio, polônio, livermório).
• Família 7A: Halogênios (flúor, cloro, bromo, iodo, astato e ununséptio).
• Família 8A: Gases Nobres (hélio, neônio, argônio, criptônio, xenônio, radônio e ununóctio).

Os elementos de transição, também chamados de metais de transição, representam as 8 famílias do Grupo B:

• Família 1B: cobre, prata, ouro e roentgênio.
• Família 2B: zinco, cádmio, mercúrio e copernício.
• Família 3B: escândio, ítrio e sério de lantanídeos (15 elementos) e actinídeos (15 elementos).
• Família 4B: titânio, zircônio, háfnio e rutherfórdio.
• Família 5B: vanádio, nióbio, tântalo e dúbnio.
• Família 6B: cromo, molibdênio, tungstênio e seabórgio.
• Família 7B: manganês, tecnécio, rênio e bóhrio.
• Família 8B: ferro, rutênio, ósmio, hássio, cobalto, ródio, irídio, meitnério, níquel, paládio, platina, darmstádio.

Por determinação da União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC), os grupos passaram a ser organizados por números de 1 a 18, embora ainda seja comum encontrarmos as famílias sendo descritas por letras e números como mostrado anteriormente.
Uma importante diferença que o novo sistema apresentado pela IUPAC gerou é que a família 8B corresponde aos grupos 8, 9 e 10 na tabela periódica.

FONTE

Teoría Atômica - O PRIMEIRO PASSO PARA ESTUDAR QUÍMICA-(DALTON)

Os modelos atômicos são os aspectos estruturais dos átomos que foram apresentados por cientistas na tentativa de compreender melhor o átomo e a sua composição.
Em 1808, o cientista inglês John Dalton propôs uma explicação para a propriedade da matéria. Trata-se da primeira teoria atômica que dá as bases para o modelo atômico conhecido atualmente.
A constituição da matéria é motivo de estudos desde a antiguidade. Os pensadores Leucipo (500 a.C.) e Demócrito (460 a.C.) formularam a ideia de haver um limite para a pequenez das partículas.
Eles afirmavam que elas se tornariam tão pequenas que não poderiam ser divididas. Chamou-se a essa partícula última de átomo. A palavra é derivada dos radicais gregos que, juntos, significam o que não se pode dividir


O Modelo Atômico de Dalton, conhecido como o modelo bola de bilhar, possui os seguintes princípios:

1. Todas as substâncias são formadas de pequenas partículas chamadas átomos;
2. Os átomos de diferentes elementos têm diferentes propriedades, mas todos os átomos do mesmo elemento são exatamente iguais;
3. Os átomos não se alteram quando formam componentes químicos;
4. Os átomos são permanentes e indivisíveis, não podendo ser criados nem destruídos;

FONTE

Afinal,o que é Química Geral

A Química é uma ciência que estuda a matéria, as transformações que ocorrem com ela e as energias envolvidas nesses processsos.

Esta subseção de Química Geral fará uma introdução ao estudo dessa ciência, tendo uma primeira visão da Química e fornecendo suporte para prosseguir em seus estudos.

Você entenderá o que é matéria, o que é energia, quais são as transformações sofridas pela matéria e todos os conceitos básicos envolvidos no estudo de Química.Verá também como os químicos desenvolveram suas técnicas e pesquisas a fim de descobrir a verdadeira constituição da matéria: o átomo.

Os textos aqui mostrarão a evolução sofrida ao longo do tempo pelas teorias atômicas, a forma pela qual minúsculas partículas formam os elementos, explicarão também como esses elementos químicos estão organizados na Tabela Periódica e como eles se unem por meio de ligações químicas, formando todos as substâncias e compostos que formam tudo ao nosso redor e dentro de nós.

FONTE