2: Átomos, moléculas e íons
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Este capítulo descreverá alguns dos princípios químicos fundamentais relacionados à composição da matéria, incluindo aqueles centrais ao conceito de identidade molecular.
- 2.0: Prelúdio aos átomos
- Este capítulo descreverá alguns dos princípios químicos fundamentais relacionados à composição da matéria, incluindo aqueles centrais ao conceito de identidade molecular.
- 2.1: Ideias iniciais em teoria atômica
- Os antigos gregos propuseram que a matéria consiste em partículas extremamente pequenas chamadas átomos. Dalton postulou que cada elemento tem um tipo característico de átomo que difere em propriedades dos átomos de todos os outros elementos, e que átomos de diferentes elementos podem se combinar em proporções fixas, pequenas e de números inteiros para formar compostos. Todas as amostras de um determinado composto têm as mesmas proporções elementares por massa.
- 2.2: Evolução da Teoria Atômica
- Embora ninguém tenha realmente visto o interior de um átomo, experimentos demonstraram muito sobre a estrutura atômica. O tubo de raios catódicos de Thomson mostrou que os átomos contêm partículas pequenas e com carga negativa chamadas elétrons. Millikan descobriu que existe uma carga elétrica fundamental — a carga de um elétron. O experimento de folha de ouro de Rutherford mostrou que os átomos têm um núcleo pequeno, denso e com carga positiva; as partículas carregadas positivamente dentro do núcleo são chamadas de prótons.
- 2.3: Estrutura atômica e simbolismo
- Um átomo consiste em um núcleo pequeno, com carga positiva, cercado por elétrons. O núcleo contém prótons e nêutrons; seu diâmetro é cerca de 100.000 vezes menor que o do átomo. A massa de um átomo é geralmente expressa em unidades de massa atômica (amu), chamadas de massa atômica. Um amu é definido exatamente\(1/12\) como a massa de um átomo de carbono-12 e é igual a 1,6605\(\times\) 10−24 g.
- 2.4: Fórmulas químicas
- Uma fórmula molecular usa símbolos químicos e subscritos para indicar o número exato de átomos diferentes em uma molécula ou composto. Uma fórmula empírica fornece a proporção mais simples de átomos de números inteiros em um composto. Uma fórmula estrutural indica o arranjo de ligação dos átomos na molécula. Modelos com bola e bastão e preenchimento de espaço mostram a disposição geométrica dos átomos em uma molécula. Isômeros são compostos com a mesma fórmula molecular, mas com diferentes arranjos de átomos.
- 2.5: A tabela periódica
- A descoberta da recorrência periódica de propriedades similares entre os elementos levou à formulação da tabela periódica, na qual os elementos são organizados em ordem crescente de número atômico em linhas conhecidas como períodos e colunas conhecidas como grupos. Elementos no mesmo grupo da tabela periódica têm propriedades químicas semelhantes. Os elementos podem ser classificados como metais, metalóides e não metais, ou como elementos do grupo principal, metais de transição e metais de transição interna.
- 2.6: Compostos moleculares e iônicos
- Metais (particularmente aqueles nos grupos 1 e 2) tendem a perder o número de elétrons que os deixariam com o mesmo número de elétrons do gás nobre anterior na tabela periódica. Por esse meio, um íon carregado positivamente é formado. Da mesma forma, os não metais (especialmente aqueles dos grupos 16 e 17 e, em menor grau, os do Grupo 15) podem obter o número de elétrons necessários para fornecer aos átomos o mesmo número de elétrons do próximo gás nobre na tabela periódica.
- 2.7: Nomenclatura química
- Os químicos usam regras de nomenclatura para nomear claramente os compostos. Compostos iônicos e moleculares são nomeados usando métodos um pouco diferentes. Os compostos iônicos binários normalmente consistem em um metal e um não metal. O nome do metal é escrito primeiro, seguido pelo nome do não metal com sua terminação alterada para —ide. Por exemplo, o K2O é chamado de óxido de potássio. Se o metal puder formar íons com cargas diferentes, um número romano entre parênteses segue o nome do metal para especificar sua carga.
- 2.E: Átomos, moléculas e íons (exercícios)
- Estes são exercícios de lição de casa para acompanhar o mapa de texto criado para “Química” pela OpenStax. Bancos de perguntas complementares de Química Geral podem ser encontrados em outros mapas de texto e podem ser acessados aqui. Além dessas perguntas publicamente disponíveis, o acesso ao banco de problemas privado para uso em exames e trabalhos de casa está disponível para o corpo docente apenas individualmente; entre em contato com Delmar Larsen para obter uma conta com permissão de acesso.
Miniatura: Spinning Buckminsterfullerene (\(\ce{C60}\)). (CC BY-SA 3.0; não portado; Sponk).