ÁTOMO - propriedades ligações com isótopos

Propriedade de ligação dos átomos com isótopos

1. ÁTOMO PROPRIEDADES LIGAÇÕES

2. Número de Massa (A) É a SOMA do número de PRÓTONS (p), ou NÚMERO ATÔMICO (z), e o número de NÊUTRONS (n).     ou Próton Nêutron Elétron A Massa atômica está praticamente toda concentrada no núcleo, visto que a massa do elétron é desprezível se comparada com a do próton ou a do nêutron. No nosso exemplo, temos: p = 4 e n = 5 . Então:   Logo:  

3. X Z A X Z A ou C 6 12 C l 17 35 Representação de um Elemento Químico De acordo com a IUPAC (União Internacional de Química Pura e Aplicada), devemos indicar o número atômico (Z) e o número de massa (A) junto ao símbolo de um elemento químico ao representá-lo. EXEMPLOS NOME DO ELEMENTO Carbono Ferro Cloro NÚMERO DE MASSA (A) 12 56 35 NÚMERO ATÔMICO (z) 6 26 17 NÚMERO DE PRÓTONS (p) 6 26 17 NÚMERO DE ELÉTRONS (e) 6 26 17 NÚMERO DE NÊUTRONS (n) 6 30 18 Fe 26 56

4. Próton + Nêutron Elétron – + + + + – – Be 4 8 2+ íon CÁTION – PERDEU dois elétrons – ficou POSITIVO – – + + + + + + + + – – – – – – – – íon ÂNION – GANHOU dois elétrons – ficou NEGATIVO Íons Elementos químicos que possuem números diferentes de prótons e elétrons, perderam ou ganharam elétrons, gerando uma diferença de cargas. O 8 16 2–

5. Elementos ISÓTOPOS Elementos químicos com os MESMOS NÚMEROS ATÔMICOS , porém com NÚMEROS DE MASSA DIFERENTES (pois possuem diferentes números de nêutrons). NOME DO ELEMENTO Cloro Cloro NÚMERO DE MASSA (A) 35 37 NÚMERO ATÔMICO (z) 17 17 NÚMERO DE PRÓTONS (p) 17 17 NÚMERO DE ELÉTRONS (e) 17 17 NÚMERO DE NÊUTRONS (n) 18 20 C l 17 35 C l 17 37 EXEMPLO

6. Alguns isótopos recebem nomes diferentes entre si. EXEMPLO NOME DO ELEMENTO Hidrogênio 1 Hidrogênio 2 Hidrogênio 3 NOME ESPECIAL MONOTÉRIO DEUTÉRIO TRITÉRIO Hidrogênio leve Hidrogênio pesado Trítio NÚMERO DE MASSA (A) 1 2 3 NÚMERO ATÔMICO (z) 1 1 1 NÚMERO DE PRÓTONS (p) 1 1 1 NÚMERO DE ELÉTRONS (e) 1 1 1 NÚMERO DE NÊUTRONS (n) 1 2 H 1 1 H 1 2 H 1 3

7. Elementos ISÓBAROS Elementos químicos com os MESMOS NÚMEROS DE MASSA , porém com NÚMEROS ATÔMICOS DIFERENTES . NOME DO ELEMENTO Cálcio Potássio NÚMERO DE MASSA (A) 40 40 NÚMERO ATÔMICO (z) 20 19 NÚMERO DE PRÓTONS (p) 20 19 NÚMERO DE ELÉTRONS (e) 20 19 NÚMERO DE NÊUTRONS (n) 20 21 Ca 20 40 K 19 40 EXEMPLO

8. Elementos ISÓTONOS Elementos químicos com os MESMOS NÚMEROS DE NÊUTRONS , porém com NÚMEROS ATÔMICOS e NÚMEROS DE MASSA DIFERENTES . NOME DO ELEMENTO Cálcio Potássio NÚMERO DE MASSA (A) 40 39 NÚMERO ATÔMICO (z) 20 19 NÚMERO DE PRÓTONS (p) 20 19 NÚMERO DE ELÉTRONS (e) 20 19 NÚMERO DE NÊUTRONS (n) 20 20 Ca 20 40 K 19 39 EXEMPLO

9. Elementos ISOELETRÔNICOS Elementos químicos com os MESMOS NÚMEROS DE ELÉTRONS. NOME DO ELEMENTO Sódio Oxigênio Neônio NÚMERO DE MASSA (A) 23 16 20 NÚMERO ATÔMICO (z) 11 8 10 NÚMERO DE PRÓTONS (p) 11 8 10 NÚMERO DE ELÉTRONS (e) 10 10 10 NÚMERO DE NÊUTRONS (n) 12 8 10 EXEMPLO Ne 10 20 Na 11 23 + O 8 16 2-

10. Nome Região do átomo Símbolo Carga (C) Massa relativa ao próton Massa (g) Elétron Eletrosfera e -1,6x10 -19 1/1840 9,11x10 -28 Próton Núcleo p 1,6x10 -19 1 1,67x10 -24 Nêutron Núcleo n 1 1,67x10 -24 Principais características das partículas elementares do átomo Imagem: SEE-PE

11. FISSÃO NUCLEAR

12. M → M + + 1e– Pot. Ionização (retirar) (1) X + 1 e– → X – Af . Eletrônica (receber) (2) Lembremos, inicialmente, que o potencial de ionização é a energia requerida para retirar um elétron do átomo (PI) e a afinidade eletrônica é a energia liberada quando um átomo recebe um elétron (AE):

13. precisa de 2080 J.mol- 1 para que um elétron seja retirado e para receber um elétron, precisaria ainda de 29 J.mol-1

14. Como Surgiu a Matéria? A energia dobra-se sobre si mesma, pela ação da gravidade, ganhando em velocidade à medida que este processo avança.

15. Desativação da Antimatéria Terra –Anel de Antimatéria

16. Comportamento Atômico Psicologia do átomo....

17. A eletronegatividade é uma propriedade periódica dos elementos que indica a tendência que cada um tem de atrair os elétrons em uma ligação química.

18. ASSUNTO 2.   Ligação química nos sólidos -   Energias e forças de ligações -   Ligações interatômicas primárias -   Ligação de Van der Waals

19. TIPOS DE LIGAÇÕES Metálica Forma-se com átomos de baixa eletronegatividade ( apresentam no máximo 3 elétrons de valência ) Então , os elétrons de valência são divididos com todos os átomos ( não estão ligados a nenhum átomo em particular) e assim eles estão livres para conduzir A ligação metálica não é direcional porque os elétrons livres protegem o átomo carregado positivamente das forças repulsivas eletrostáticas A ligação metálica é geralmente forte (um pouco menos que a iônica )= 20-200 Kcal/ mol Elétrons de valência Átomo+elétrons das camadas mais internas

20. TIPOS DE LIGAÇÕES Covalente Os elétrons de valência são compartilhados Forma-se com átomos de alta eletronegatividade A ligação covalente é direcional e forma ângulos bem definidos (apresenta um certo grau de ligação iônica) A ligação covalente é forte = 125-300 Kcal/mol Esse tipo de ligação é comum em compostos orgânicos, por exemplo em materiais poliméricos e diamante. Ex: metano (CH4)

21. CONSIDERAÇÕES SOBRE LIGAÇÃO IÔNICA E COVALENTE Muito poucos compostos exibem ligação iônica e covalente puras A maioria das ligações iônicas tem um certo grau de ligação covalente e vice –versa transferem e compartilham elétrons O grau do tipo de ligação depende da eletronegadividade dos átomos constituintes. Quanto maior a diferença nas eletronegatividades mais iônica é a ligação Quanto menor a diferença nas eletronegatividades mais covalente é a ligação

22. Os átomos de carbono na grafita também são unidos fortemente através de ligações covalentes, mas só dentro de um plano, diferentemente da rede 3D das ligações do diamante. Estes planos de átomos de carbono simplesmente empilham-se uns sobre os outros, sendo as forças de união entre os planos, muito fracas. Os planos de átomos de carbono podem então deslizar facilmente uns sobre os outros, e por isto a grafita é importante lubrificante! GRAFITA DIAMANTE Ligação fraca Ligação forte

23. NANOTUBOS DE CARBONO Foi descoberto em 1991 por um japonês São 100 mil vezes mais finos que um fio de cabelo A espessura é de apenas um átomo O diâmetro é de cerca de um nanômetro — a bilionésima parte do metro Possuem a maior resistência mecânica dentre todos os materiais conhecidos — não quebram nem deformam quando dobrados ou submetidos à alta pressão. Destacam-se também como dos melhores condutores de calor que existem e, para completar, podem ser capazes de transportar eletricidade Fonte: B.Piropo

24. TIPOS DE LIGAÇÕES Intermoleculares Metálica Covalente Iônica São ligações secundárias ou físicas A polarização (formação de dipólos) devido a estrutura da ligação produz forças atrativas e repulsivas entre átomos e moléculas A ligação de van der Waals não é direcional A ligação é fraca< 10 Kcal/mol Exemplo desse tipo de ligação acontece entre átomos de H e em estrut. moleculares e moléc. polares A ligação é gerada por pequenas assimetria na distribuição de cargas

25. Ligação Intermolecular A molécula de água apresenta polarização de carga (formação de dipólos): positiva proxima aos átomos de H e negativa onde os elétrons de valência do oxigênio estão localizados Isto produz forças entre as moléculas, fazendo com que as mesmas tendam a alinhar-se os pólos negativos com positivos . Como o angulo de ligação 109,5 o, as moléculas formam uma estrutura quase hexagonal (veja figura) O gelo tem estrutura hexagonal devido a este tipo de ligação. Ë menos denso por isso flutua sobre a água. água

26. As forças de van der Waals se diferenciam das ligações de hidrogênio e das interações dipolo-dipolo por serem mais fracas em comparação a estas. Em uma molécula apolar, em um instante em que sua nuvem eletrônica estiver mais deslocada para um dos pólos da molécula pode-se dizer que se formou um dipolo instantâneo que gera uma pequena força intermolecular de atração. Ou seja, por um pequeno espaço de tempo apareceram dois pólos na molécula. " Full, Adhesive force of a single gecko foot-hair " (Autumn, K. et al., Nature 405, 681-685 (2000)) VAN DER WAALS

27. Dipolo de Ligação: Momento dipolar relativo entre dois átomos da ligação.

28. O momento de dipolo é uma grandeza vetorial, por isso possui módulo, direção e sentido.