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sexta-feira, 22 de outubro de 2010

Isótopos e Isóbaros

Isótopos
      No inicio do século XX, experiências realizadas por Frederick Soddy (1877-1956) e outros cientistas mostraram evidencias de que um elemento químico pode ser constituído por uma mistura de vários átomos com o mesmo numero atômico, mas com diferentes números de massa: os isótopos.
      Os isótopos naturais são sempre encontrados numa proporção praticamente constante para cada elemento químico, em qualquer lugar da terra, em quaisquer substancias em que estejam presentes.

Exemplos:
11H – hidrogênio
12H – deutério
13H – trítio (radioativo)


Isóbaros
        Isóbaros são átomos que apresentam diferentes números atômicos (Z), mas mesmo numero de massa (A)

Exemplos:
2040 Ca - cálcio                 1840 Ar – arsênio
Os isóbaros pertencem, portanto,a elementos químicos diferentes.


quinta-feira, 14 de outubro de 2010

Estrutura de Lewis



              O primeiro modelo de ligação química com sucesso foi o de Gilbert Newton Lewis (23/10/1875 - 23/03/1946), Que estabeleceu em 1916, que uma ligação química entre dois átomos é formada por um par de elétrons que pertence igualmente a ambos, de forma compartilhada. Dois pares de elétron pertencentes aos dois átomos formam então uma ligação dupla e três pares uma tripla. Todos os demais pares de elétrons desses átomos, que não tiverem compartilhados, são chamados de pares de elétrons isolados. Com o desenvolvimento das suas idéias, foi posteriormente proposto que os átomos obtêm configuração mais estável quando tem oito elétrons de Valência (4 pares). Esta idéia ficou conhecida como regra do octeto. A presença de 4 pares de elétrons no nível de Valência dos átomos relacionada com o preenchimento de todos os seus orbitais do subniveis s e p, no nível de Valência. De fato um grande numero de moléculas simples apresenta essa configuração eletrônica. 
              Entretanto, elementos de período 1 da tabela periódica, que apresentam apenas o subnivel s no nível de Valência, poderão alojar apenas 2 elétrons neste nível. Logo, para hidrogênio e Hélio, o octeto torna-se dueto. Neste contexto podem-se encontrar muitas outras exceções à regra do octeto. Elementos do período 3 ou maior apresentam também subnivel d com mais 5 possibilidades de orbitais. Portanto , alem do octeto, mais dez elétrons seriam possíveis de serem alojados no nível de Valência de um elemento do grupo 3 ou maior.
             Realmente há algumas moléculas como SF4 (tetrafluoreto de enxofre) que apresentam na sua estrutura átomos com mais de 4 pares de elétrons. No SF­4­ os átomos de flúor estão com o octeto completo, entretanto, o enxofre apresenta 10 elétrons de valência, 4 pares compartilhados e 1 isolado. Isto somente é possível porque o enxofre, do período 3 da tabela periódica, utiliza alem dos subniveis 3s e 3p, também um orbital do subnivel 3d. Assim, elementos do período 3 ou maior, apresentam possibilidades de expandir sua valência além do octeto.


tetrafluoreto de enxofre (SF4)


A estrutura de Lewis para o dióxido de carbono respeita inteiramente a regra do octeto.

dióxido de carbono (CO­2



Referência:
Edilson valmir benvenutti. Química inorgânica, segunda edição, 2006.

domingo, 10 de outubro de 2010

Diferença entre Metais e Não-Metais

Metais: apresentam grande raio atômico, baixo potencial de ionização, baixa afinidade eletrônica e baixa eletronegatividade. Quanto mais acentuadas forem as características acima, maior será o caráter metálico do elemento. Nesse caso os metais mais típicos são césio, rubídio, rádio e bário.

Não-Metais: apresentam pequeno raio atômico, alto potencial de ionização, altas afinidades eletrônicas e alta eletronegatividade. Quanto mais acentuadas forem essas características, maior o caráter não-metalico do elemento. Portanto os típicos não-metais são o flúor, neônio, oxigênio e cloro.

Na fronteira entre os metais e os não-metais encontram-se alguns elementos com prioridades intermediarias, tais como silício, germânio e telúrio.

Histórico do Átomo

A expressão átomo é muito antiga, embora se tenha poucos registros da idade antiga, sabe-se que em Ca.400 a.C. democritus já havia proposto uma definição de átomo. No entanto foi somente no inicio do XIX (1808) que a menor unidade da matéria, ate então conhecida, teve uma definição química John Dalton, foi o primeiro a relacionar o átomo com propriedades, definindo-o como a menor unidade da matéria que conserva suas propriedades.
No entanto, somente cem anos mais tarde começam a surgir propostas de modelos de átomos, impulsionadas pela de descoberta do elétron no final do século XIX, inicialmente, pelos trabalhos de Hendrik Lorentz, que sugeriu que a matéria era composta de cargas e , posteriormente, por Joseph Thomson que propôs que a matéria deveria apresentar cargas de aproximadamente 108 colombs por grama, que corresponde a uma carga de aproximadamente 104 vezes maior que a obtida na relação carga/massa pro íon hidrogênio. Essa proposição despertou interesse na determinação exata da carga do elétron que foi obtida em 1910 por Robert Millikan.

A primeira proposta de modelo atômico foi o trabalho de Thomson, que simplesmente inseriu cargas no átomo propondo que o mesmo deveria ser uma esfera positivamente carregada contendo cargas negativas homogeneamente distribuídas por toda sua extensão (Pudim de passas). Mesmo para época este modelo era demasiadamente simples e em apenas dois anos um novo modelo mais sofisticado surge das idéias de Ernest Rutherford.

Rutherford era aluno de doutorado de Thomson e já havia concluído alguns importantes trabalhos que serviram como subsidio para o desenvolvimento do seu modelo atômico. Estes trabalhos devem ser mencionados para que se tenha uma melhor compreensão da origem de suas idéias. Dois trabalhos merecem destaque:

• Primeiro foi a descoberta de que a radioatividade era composta por três distintos tipos de radiação: i) partículas α (alfa), carregadas positivamente e com massa superior a do elétron, mais tarde com a descoberta do nêutron, definida como He2+; ii) partículas β (beta), compostas de elétrons acelerados e; iii) radiação Ὑ (gama) ondas eletromagnéticas de alta energia.

• O segundo importante trabalho de Rutherford foi o bombardeamento de laminas metálicas delgadas com partículas α(alfa), inicialmente Rutherford observou que as partículas α atravessavam as laminas metálicas como estas fossem compostas de imensos espaços vazios. No entanto, ao deixar seu equipamento funcionando por um período mais longo, evidencio que uma pequena fração das partículas α, que eram enviadas em direção a lamina metálica sofria um desvio de sua trajetória. Aprimorou seu experimento e conseguiu estabelecer uma distribuição quantitativa destas partículas, mostrando que a quantidade de partículas desviadas diminuía com o aumento do ângulo de desvio de trajetória.


A partir de seus dados experimentais Ernest Rutherford estabeleceu em 1911, um modelo de átomo mais sofisticado do que o de Joseph Thomson, no modelo de Rutherford o átomo deveria ser uma esfera negativa (eletrosfera) contendo pouquíssima massa, enquanto em seu centro deveria existir uma núcleo positivo que contem praticamente toda a massa do atmo. Dessa forma a eletrosfera não impõe barreiras a passagem das partículas α, enquanto o núcleo sim, por ter grande massa desviar sua trajetória quando estas passassem suficientemente próximas dele a ponto de sentir repulsão eletrostática.

Referências

  • Atkins; jones, L. Principios de Química.
  • Edilson V. Benvenutti. Química inorgânica, 2edição.