Transformações da matéria

Matéria - tudo que possui massa e ocupa lugar no espaço.

Propriedades da matéria - características que identificam certas substâncias, tais como: densidade, ponto de ebulição, ponto de fusão, entre outros.

Estados físicos da matéria - sólido, líquido e gasoso.

Quando se menciona os estados físicos da matéria, em geral, utilizamos a água para ilustrar e exemplificar. Tendo essa substância como parâmetro, podemos identificar as possibilidades de transformações no diagrama de fases da água (figura abaixo).

Diagrama de fases da água

É sempre bom lembrar a diferença entre ponto crítico e ponto triplo, estes nomes correspondem a pontos no gráfico com características diferentes, como pode ser visto no diagrama de fases acima.

Ponto Crítico da Água - é o ponto no gráfico onde termina um linha que representa a coexistência de dois estados físicos, a partir dele não é mais possível diferenciá-los.

Ponto Tríplice ou Ponto Triplo - é o ponto onde os 3 estados físicos tem condições de existir ao mesmo tempo.

Transformação de estado físico - as transformações ocorrem em temperaturas diferentes dependendo de qual substância analisamos.

Voltando a usar o exemplo da água, temos o processo de solidificação que ocorre a partir de 0º C (zero graus Celsius) e o processo de ebulição a 100ºC (considerando a pressão atmosférica de 1atm). Abaixo os nomes para cada uma das mudanças de estados.

Imagem retirada de livro Química - Vol. único. Usberco e Salvador, 2002.

É bom lembrar que os processos conhecidos como evaporação, ebulição e calefação são englobados pelo termo vaporização.

Substâncias Pura -  pode ser definida como um material que apresenta constantes físicas bem definidas e invariáveis, conforme o autor Ricardo Feltre (2004).

Lembrando que é possível se ter uma substância simples e pura, bem como uma substância composta e pura. Para entender melhor isso acesse aqui.

Gás do Riso - Óxido nitroso

 Você sabia que o "gás do riso" ou gás hilariante obrigatoriamente não faz ri?

Essa gás (N2O - monóxido de dinitrogênio ou óxido nitroso) foi sintetizado por Joseph Priestley pela primeira vez no ano 1772.

Acredita-se que essa substância ficou conhecida como gás do riso por dois motivos principais:

1) era usada em espetáculos de circo, quando espectadores eram chamados ao palco e após inalar o gás, dançavam e riam para o entretenimento de todos.

2) por sua ação anestésica. Depois de inalar a pessoa fica mais relaxada, esse relaxamento dos músculos da face faz com que a pessoa pareça mais alegre e feliz.

Ainda hoje esse gás é usado como anestésico, principalmente em consultórios odontológicos e também em motores de combustão interna para aumentar a potência, o famoso "NITRO".

Na Química é visto nos tópicos

Funções inorgânicas - óxidos

Dentro deste tópico é estudado como um dos óxidos covalentes neutros ou inertes, caracterizado pela sua pouca reatividade com água, ácido ou base.

Geometria Molecular

Sua geometria é linear com ângulo de ligação de 180º.

Ressonância e Polaridade

A molécula de óxido nitroso geralmente é apresentada com duas estruturas ressonantes, sendo levemente polar, pois apresenta momento de dipolo molecular resultante de 0,166 D.

A título de comparação a molécula de H-Cl (que sabidamente é polar pela diferença de eletronegatividade entre o hidrogênio e o cloro) possui momento de dipolo molecular resultante 1,05 D.

Estruturas ressonantes óxido nitroso

Meio ambiente

Assim como o CO2 (dióxido de carbono) o N2O tem sua contribuição, em menor escala, para a absorção da radiação infravermelha vinda do sol o que favorece o efeito estufa na atmosfera terrestre.

Para saber mais:

http://bit.ly/R1S0artG

https://super.abril.com.br/mundo-estranho/como-o-gas-do-riso-age-no-corpo/

https://www.youtube.com/watch?v=t8mxtDMVRAY

Álcool insaturado e saturado

Álcool insaturado apresenta OH como grupo funcional (como qualquer álcool) mas além disso, na sua estrutura molecular é possível observar ao menos uma ligação dupla ou tripla (insaturação) entre carbonos.

Acima temos um exemplo de álcool insaturado (Butenol), a nomenclatura desses compostos é similar aos alcenos ou dienos com a adição da terminação OL referente a função álcool. Veja abaixo e compare o nome e a fórmula estrutural dos exemplos de álcool insaturado e saturado. 

a) Álcool insaturado com 12 carbonos e duas ligações duplas  

Dodeca-8,10-dien-1-ol

*Este álcool está presente em alguns tipos de agrotóxicos eficientes para cultura de maça, que tem como alvo biológico Cydia pomonella (cydia, bicho-da-maçã, traça-das-frutas) e Grapholita molesta (Mariposa-oriental).

Lembrando!
+ Os números no nome do composto indicam a posição das ligações duplas (8 e 10) menores números possíveis e a posição do grupo funcional (1).

+ A insaturação não pode estar no carbono em que a hidroxila (OH) esta ligada, neste caso teríamos um enol.

b) Álcool saturado (sem ligações duplas)

Dodecan-1-ol

Uma das propriedades deste álcool é seu ponto de fusão de 24ºC, isto é, passa do estado sólido para liquido nesta temperatura.  

Importante mais alguns destaques sobre Álcool

Função orgânica que apresenta um OH (hidroxila/oxidrila) ligado a um carbono de ligações simples (carbono saturado).

Podem ser classificados:

Quanto ao número de hidroxila
 - monoálcool
 - diálcool
 - poliálcool

Quanto a posição da hidroxila
- primário - ligado a um carbono primário
- secundário - ligado a um carbono secundário
- terciário - ligado a um carbono terciário

Átomos isótopos são

Isótopos

São átomos com mesmo número de prótons (p), isto é, mesmo número atômico (z) e diferente número de massa (A).
Veja os exemplos:

Lembrando que o número de prótons de um átomo é sempre igual ao seu número atômico e aparece escrito embaixo ao lado esquerdo da letra do símbolo do elemento.

Outros conceitos sobre semelhanças atômicas importantes são vistos a seguir.

Isótonos

Átomos com mesmo número de nêutrons. 

Para descobrir a quantidade de nêutrons de um átomo basta usar o valor que aparece em cima (valor de massa) menos o valor que aparece embaixo (número atômico), a expressão matemática é simples:

n = A - z

Veja o exemplo: 

Isóbaros

São átomos que possuem o mesmo número de massa (A) e diferentes número de prótons. 

O número de massa pode ser obtido somando o nº atômico com o nº de nêutrons de um átomo, conforme a equação abaixo:

A = z + n

Veja o exemplo:

Isoeletrônicos

Átomos e íons que apresentam o mesmo número de elétrons. 

Veja o exemplo abaixo onde as duas espécies apresentam 10 elétrons.

O átomo de sódio com 11 prótons e 10 elétrons.

O átomo de oxigênio com 8 prótons e 10 elétrons.

Alotropia é outra coisa!! Não confunda.

Alotropia diz respeito a propriedade que um elemento químico tem em formar duas ou mais substâncias simples diferentes.

Formas alotrópicas mais comuns  para alguns elementos vemos abaixo.

Para o carbono:
Diamante, grafite e fulerenos.

Para o oxigênio
gás oxigênio (O2) e gás ozônio (O3)

Para o fósforo:
fósforo Branco e  fósforo Vermelho.

Radioatividade - tópicos principais

Quais são os tipos de emissão radioativa? Quais os tipos de reações nucleares que acontecem? O que é tempo de meia vida?

Na maioria das vezes, os tópicos principais de radioatividade podem ser abordados de maneira rápida pelos professores, sendo um conteúdo de entendimento e contextualização fácil. Seguem alguns destaques:

Tipos de emissão

Quando falamos em radioatividade é fundamental lembrar das emissões alfa (α) , beta (𝛽) , gama (γ) e suas características como mostrado na imagem a seguir.

Poder de Penetração

Sobre o poder de penetração pode-se associar a ideia de quanto maior a massa da partícula, menor o seu poder de penetração.

Poder Ionizante

Quanto maior o número de cargas da partícula, maior será seu potencial para ionizar outros compostos.

 Fissão Nuclear    (BOMBA!)

Reação onde átomos grandes (com muitos prótons, nêutrons e elétrons) são "quebrados" transformando-se em átomos menores liberando grande quantidade de energia.

Por que esta reação é conhecida como reação em cadeia? 

Pelo fato da quebra (fissão) do átomo inicial liberar nêutrons que podem atingir outros átomos e também provocar sua quebra.

Fusão Nuclear    (SOL)

Reação onde átomos pequenos se fundem formando átomos maiores. Exemplo de reação que ocorre no Sol, quando átomos de Hélio são formados a partir do Hidrogênio.

Meia-Vida e Decaimento Radioativo  

Tempo necessário para uma amostra radioativa (que emite radiação) perder metade do seu "poder de emissão de radiação".

Este conceito é muito utilizado relacionado ao Carbono-14,  para datar fósseis antigos. 

A partir da determinação da quantidade de carbono -14 presente numa amostra de fóssil é possível estimar a idade do material pela diferença de quantidade comparada a uma amostra de um ser vivo atual.

Transmutações (um elemento químico se transforma em outro)

Fique atento! 

Em todas as reações nucleares independente do tipo deve existir o equilíbrio de massa e carga.

Massa - valor representado acima da letra ou símbolo. A soma de todos os valores de massa do lado esquerdo (Reagentes) da reação deve ser igual a soma de todos os valores de massa que estão do lado direito (Produtos) da reação.

Carga - valor representado abaixo da letra ou símbolo. A soma de todos os valores de carga do lado esquerdo (Reagentes) da reação deve ser igual a soma de todos os valores de carga que estão do lado direito (Produtos) da reação.

Reações nucleares naturais 

Também chamada de desintegração radioativa ou transmutação. Aparecem dois produtos derivados de um átomo que está do lado esquerdo da reação, este átomo possui alguma instabilidade por este motivo emite radiação (partículas).

No exemplo a seguir, temos um átomo de tório se transformando num átomo de rádio com a emissão de uma partícula alfa. 

Neste outro exemplo, um átomo de bismuto emite uma partícula beta e forma o átomo do elemento polônio.

Reações nucleares artificiais.

Ocorre quando uma átomo de maior estabilidade é bombardeado por alguma partícula (alfa, beta, nêutron, etc.) que o desestabiliza formando outro elemento. Nos exemplos abaixo é possível ver a transmutação provocada por partícula alfa, próton e nêutron.

Para saber mais acesse o site da Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN).