O mundo misterioso das palavras químicas

C.E.Prof. José de Souza Marques

Professora Silvana Monteath.+.

O mundo misterioso das palavras químicas

No silicato da noite, o latão quer levar meus áuricos cobres.

Meu cachorro, Plumboso, sempre assusta o latão e cuida de meus zincatos.

Quer ver?

Au+1 Au+3

O Plumboso não toma jeito!

Objetivos:

- Entender o que representa o desequilíbrio de cargas elétricas entre o núcleo e a eletrosfera

-Compreender o número de oxidação (NOX)

- Distinguir a diferença entre cátions e ânions

- Reconhecer a formação de uma fórmula molecular de substâncias simples e compostas através de íons

- Compreender a importância da linguagem química no reconhecimento de substâncias usadas no cotidiano

Conhecimentos prévios:- Estados físicos da matéria- Substâncias simples e compostas - Estrutura atômica- Atomicidade- Distribuição eletrônica- Regra do octeto

Que palavras estranhas são estas que os químicos falam?

- Cloretos, carbonatos, nitratos...

Estas palavras são chamadas de íons.

O que são íons?

Cl- CO32-

NO31- OH1-

O2-

Observe o átomo acima. Todo átomo possui duas regiões principais: a região interna chamamos de núcleo e a externa de eletrosfera.Dentro do núcleo há duas partículas principais, e na eletrosfera uma com carga elétrica negativa. Você lembra quais são?

Repare que os prótons tem carga elétrica positiva, os neutrons NÃO possuem carga e os elétrons possuem carga negativa.

núcleo eletrosfera

Prótons (p+) carga positiva

Nêutrons (n) sem carga

Elétrons (e-) carga negativa

Alp+= 13 cargas positivase-= 13 cargas negativas

zero

Op+= 8 cargas positivase- = 8 cargas negativas

zero

Observe os átomos de alumínio e oxigênio. Somando todas as cargas elétricas, positivas e negativas, que resultado você encontra?

Porque o resultado é zero?

Todo elemento e qualquer substância química tem o somatório nulo de suas cargas elétricas. Isto mostra que a substância é estável e existe em um dos estados físicos da matéria (sólido, líquido, gasoso, plasmático,...

Alp+= 13 cargas positivase- = 10 cargas negativas

+3

Op+= 8 cargas positivase- = 10 cargas negativas

-2

Distribuição eletrônica

2-8-3

Distribuição eletrônica

2-6

Observe a distribuição dos elétrons no alumínio e oxigênio.

Segundo a regra do octeto, quantos elétrons o alumínio irá perder, e o oxigênio ganhar?

Repare na quantidade de prótons e elétrons nos dois. O que aconteceu com o resultado da soma?

Al3+ O2-

Repare que o somatório das cargas elétricas nos átomos antes era zero.

O Al ao perder três elétrons ficou com um excedente de carga elétrica positiva (p+). E o Oxigênio tem agora mais duas cargas negativas pelo aumento da quantidade de elétrons.

Você sabe o que pode acontecer quando as cargas entre prótons e elétrons nos dois elementos NÃO estão iguais?

Al0 O0

Perdeu 3 elétrons Ganhou 2 elétrons

Al3+ O2-

Um desequilíbrio de cargas elétricas entre o núcleo e a eletrosfera, faz com que o átomo se torne instável, com uma vida muito rápida, de miléssimos de segundo.

Nestes casos passa a se chamar ÍON.

O valor (+ ou -) da carga e a quantidade (2, 3, 1, 0,..) de elétrons envolvidos chama-se Número de Oxidação, ou NOX. Ex: +3, nox= +3.

Você sabe como diferenciar um íon positivo do negativo?

Íon positvo Íon negativo

Al3+ O2-

Em 1834, o físico Michael Faraday propôs o termo cátion para os átomos que perdiam carga elétrica. E o termo ânion para aqueles que aumentavam a carga.

Vamos ver como os cátions e ânions se unem para formar uma “palavra química” ou uma molécula?

Íon positvo

CÁTION

Íon negativo

ÂNION

Como se escreve uma fórmula química de uma molécula?

Toda fórmula começa sempre com o cátion (nox= +3) na esquerda, e o ânion (nox= -2) na direita.

Os sinais das cargas não são usados

A quantidade de elétrons envolvidos são trocados de lugar cruzando como um x

Cátion

+

Ânion

-

Al3+ O2-

Al2 O3

E está pronta a “palavra química” ou a fórmula da molécula Al2O3, óxido de alumínio

O óxido de alumínio é conhecido como alumina. É o principal componente da bauxita. Industrialmente, a alumina é extraída da bauxita e depois convertida em alumínio metálico (Al).

Vamos conferir a estabilidade das substâncias?

alumina bauxita

Al0 Fe0 O20 O3

0

Observe que o número de oxidação ou nox das substâncias acima é igual a zero. Por que?

Toda substância simples apresenta o somatório de suas cargas elétricas igual a zero.

Elas são estáveis?

Sim! O alumínio (Al) e o ferro (Fe) são substâncias sólidas. O oxigênio (O2) e o ozônio (O3) são gasosos e todos são muito importantes no nosso dia a dia.

Al= 2 x +3= +6

O= 3 x -2= -6

Total= +6 -6= zero

Al2O3 NaCl Na2O-2 -1+3 +1+1 -2

Na= 2 x +1= +2

O= 1 x -2= -2

Total= +2 -2= zero

Na= 1 x +1= +1

Cl = 1 x -1= -1

Total= +1 -1= zero

No caso de substâncias compostas, como podemos comprovar que ela é estável com a soma de suas cargas igual a zero?

Vamos ver o nox de cada elemento.

Observe que há dois átomos de Al e o nox para cada átomo é igual a +3. Então, se multiplica um pelo outro para saber o total da carga na molécula. Faz-se a mesma operação para o oxigênio. E no final você soma as cargas totais.

Faça o mesmo com as moléculas de sal de cozinha (NaCl) e o óxido de sódio (Na2O)

Você deve estar curioso sobre o número de oxidação de outros elementos, certo?

Vamos explorar os detalhes na próxima apresentação sobre nox

Silvana Monteath.+.