Isótopos, Isóbaros e Isótonos

Já repararam no símbolo de um elemento na tabela periódica ?

Pra quem ainda não peque sua tabela agora reparou.

Observem o símblo do cobalto a seguir

Nele vocês podem observar que aparecem alguns números.
 Observem o que está indicado como número atômico (27) ele representa a  quantidade de prótons no átomo, e comumente vocês verão ele representado como Z.
Observem agora o número de massa dele (58,93320) essa é a massa que corresponde a um mol de cobalto, ela é representada por A. O número de massa de um elemento consiste da soma de prótons + nêutrons, ou seja como sabemos que o Co tem 27 prótons e numero de massa de aproximadamente 59 ( fiz um arredondamento pra facilitar os cálculos).
Como achar o número de nêutrons ?
Fácil subtraia o número de Massa do número de Prótons. A-Z  59 -27 = 32 nêutrons.
E para saber o número de elétrons ?
Também é bem simples, o número de elétrons de um átomo no estado fundamental é igual ao número de prótons. Então se o Co tem 27 prótons, no estado fundamental ele terá 27 elétrons.

Agora que vocês foram introduzidos a esses conceitos. Vamos aprender mais alguns.

Isótopos .

Isótopos são átomos que apresentam o mesmo número atômico, porém diferentes números de massa.



Observem na figura, os dois isótopos do Cl , ambos possuem o mesmo número atômico, porém possuem diferentes números de massa, um tem A= 35 e o outro A=37.
O mesmo acontece para o Hidrogênio, o mesmo número atômico Z=1, porém diferentes números de massa, A=1 e A=2.


Isóbaros 

Isóbaros são átomos que possuem o mesmo número de massa porém diferentes números atômicos.



Observem no caso do Potássio e do Argônio, ambos possuem diferentes números de prótons 18 e 19, mas possuem o mesmo número de massa.



Isótonos

Isótonos possuem mesmo número de nêutrons, eles possuem diferente números de massa e diferente números de prótons.



Observem o Alumínio e o Silício, se vocês realizarem subtração de número de massa - o número de prótons para os dois encontraram o mesmo número de nêutrons n= 14  


Isoelétricos. 

São átomos que possuem o mesmo número elétrons, possuem diferentes números de massa e de prótons.


Observem o íon Cálcio  II, e o Argônio, ambos possuem 18 elétrons, o cálcio está com a carga 2+, representando que ele perdeu 2 elétrons, por isso ficou com os 18, tornando-se isoelétrico do Ar.

Carbonos primários secudários e terciários.

Quem não se lembra daquele clássico exercício do vestibular ou daquele concurso: Na molécula X, há quantos carbonos primários, secundários e terciários ?
Então como proceder ?????
Vamos mostrar agora um tutorial simples para nunca mais errarem.

Todos sabem que o carbono precisa fazer 4 ligações para ter sua camada de valência estável , correto.
Partindo desse pressuposto, vamos introduzir alguns conceitos básicos:
Ligação sigma : é uma ligação simples comum, exemplo: C-C, C-H, C-O-H, e por ai vai.

Ligação pí:  são as ligações duplas, ou insaturações, exemplo :  C=C , C=O

Uma ligação dupla é composta de uma sigma e uma pí, não se confundam, porque há um  dupla ligação não quer dizer que as duas são ligações pí. Mas numa tripla ligação, a coisa muda, ela terá uma ligação sigma e duas pí. 

Falando nisso outro termo importante é a hibridização.
Todos sabem que o carbono faz quatro ligações por causa da hibridização dos orbitais s e p.
No quadro a seguir resumem-se as hibridizações do carbono e a quantidade de ligações sigma e pí.

Agora voltando as cadeias carbônicas. Como eu indico se um carbono é primário secundários ou terciário ?
Simples, vejam a quantos outros carbonos ele está ligado. Se ele estiver ligado a apenas um outro carbono, chamamos ele de primário,  dois outros carbonos de secundários a 3 outros carbonos de terciários e 4 outros carbono de quaternários.
Importante. Isso só vale para carbonos ligados a outros carbonos, um carbono de uma carbonila de uma cetona por exemplo, ele  está ligado a dois carbonos e um oxigênio por uma dupla ligação, porém ele é um carbono secundário.
Macete: se contarmos todas as ligações com qualquer átomo todo o carbono seria quaternário.
Vejamos o exemplo a seguir.





Os círculos vermelhos representam os carbonos primários, os verdes os secundários os pretos os terciários e os roxos os quaternários,
Agora é simples é só correlacionar com que foi dito no texto.
Ligado só a outro carbono= primários
Ligado a dois carbonos = secundário
Ligado a três carbonos= terciário
Ligado a quatro carbonos= quaternário

Notem o carbono com círculo preto, ele está ligado a 3 carbonos e um oxigênio, ele é terciário.
Muitas pessoas confundem na hora de dizer se um carbono é primario secundário ou terciário, de acordo com o número de hidrogênios com que ele está ligado, essa associação é errada, sempre contem o número de carbonos.
Olhem o último carbono, ele está fazendo um dupla ligação com outro carbono, porém ele está ligado a um único outro carbono, por isso ele é primário.
Agora olhando esse exemplo, qual a hibridização de cada carbono e  quantas ligações sigma (carbono-carbono), pí e quantos elétrons pí ele possui ?

Para encontrar as ligações sigma carbono-carbono, basta observar quecarbono faz uma ligação simples com outro carbono, no caso da ligação pí, olhem para as duplas ligaçãoes, cada dupla é formada por uma ligação sigma e uma  ligação pí, logo a molécula possui duas ligações pí. E quantos as hibridizações elas foram destacadas na figura.

Uma questão importante, quantos elétrons pí há na molécula ?

Como foi dito há duas ligações pí, sabendo-se que cada ligação é composta por dois elétrons, temos 4 elétrons pí.

Espero que tenham entendido, o post está numa maneira bem informal, mas o intuito é que vocês entendam o básico para poder resolver exerc´cios desse tipo, e já sabem, dúvida em algum exemplo específico, não entendeu algum conceito do post, pergunte na nossa página.
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Modelos Atômicos Clássicos.

Seja num vestibular, num exercício em sala de aula, para um trabalho, sempre nos deparamos com essa pergunta:  Qual a contribuição de cada modelo atômico ?

Por isso hoje vamos postar uma comparação enrtre os principais modelos atômicos, e em que aspectos ele supera seu antecessor.

Modelo de Dalton. 
Proposto por : John Dalton
Esferas maciças, indestrutíveis e intransformáveis
Átomos de mesmo elemento são iguais
Substâncias são formada pela união de átomos de elementos numa proporção numérica simples.

Modelo de Thomson

Proposto por : Joseph John Thomson
Átomo possui partículas negativas (elétrons) e positivas (prótons)
Primeiro modelo atômico de átomo divisível
Átomo seria uma esfera formada de partículas positivas incrustadas por partículas negativas, como num pudim de passas ou num panetone.

Modelo de Rutherford

Proposto por : Ernest Rutherford

Átomo possui duas partes, um núcleo postivo e uma região externa, a eletrosféra onde circulam os elétrons.

Região pesada= núcleo

Presença de grandes vázios no átomo (elétrosfera)

Núcleo positivo, elétrosfera negativa.

Modelo de Bhor 

Proposto por : Niels Bhor 

É um aperfeiçoamento do modelo de Rutherford.

Elétrons percorrem órbitas circulares em torno do nucleo sem absroverem ou emitirem energia.

Elétrons são podem absorver ou emitir determinadas quantidades de energia , quantum, se ele absorve essa energia ele salta de um nível para outro, quanto retorna emite essa energia na forma de luz.

Outros nomes com diversas contribuições aos modelos clássicos.

 Modelo de Sommerfeld: átomo possui órbitas circulares elípticas
Heisenberg : átomo possui um orbital, sendo que o orbital é região mais provável para se encontrar o elétron.

Há diversas outras informações a se colocar, embreve estarei escrevendo um artigo sobre os modelos mais modernos.
E qualquer dúvida já sabem é só perguntar na nossa página.
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Cálculos de Molaridade

Quantos mols há em 10 g de água ?

Se em 1 mol de O2  tem 32 g, quantas moléculas há em 5 g ?

Como eu calculo a massa molar do ácido sulfúrico.

Essa questões são bem simples de se resolver, irei mostrar passo a passo como é realizado esses cálculos para que não haja mais dúvidas para nosso leitores.

Vamos começar pelo cálculo da massa molar do ácido sulfúrico (H2SO4 )

Primeiramente vamos olhar na tabela periódica e encontrar a massa de cada átomo.

Vocês irão encontrar

H=1

S=32

O=16

Agora devemos somar a massa de cada átomo, sempre lembrando que na fórmula de uma molécula o índice ( o número que aparece subscrito) representa quantos átomos daquele elemento a molécula possui.

Observem o índice 2 para o hidrogênio, significa que são dois hidrogênios na molécula, o mesmo vale para o oxigênio, o índice 4 significa que há 4 átomos de oxigênio na molécula.

No enxofre não há nenhum índice, logo consideramos apenas 1 átomo.

Então para calcular a massa molar do H2SO4   

fazemos  1x2 + 32 + 16x4 = 98 g/mol.

 Isso significa que em um mol de  de ácido sulfúrico  tem 98 gramas.

Já que tocamos no assunto, quantos moléculas ou átomos há em 1 mol ?

Esse corresponde ao número de Avogrado e equivale a   6,02 x1023

Mas que relações obtemos agora ?

Vamos pensar na questão do oxigênio. 

Bom, sabemos que um mol dele possui 32 g ( treinem o cálculo anterior), então quer dizer que 32 g possuem 6,02 x1023     

moléculas de   O2 .

Então agora fica fácil descobrir quanto há em 5 g, basta fazer um regra de três simples.

32g------------------  6,02 x1023   moléculas 

5g                               x moléculas

x=  9,40 x1019   

E por fim como calcular a quantidade de mols para um molécula, olhe o exemplo da água.

Se fizermos o cálculo da massa molar, encontraremos 18 g ( 2x1 + 16).

 Então 1 mol de água tem 18 g

para saber quanto há em 10 g basta realizar uma regra de três simples.

18g------------ 1 mol

10g------------x mol

x=  0,5555 mol

Podemos sempre realizar esse cálculo direto, dividino a massa da pela massa molar da substância.

Por exemplo, calcular o número de mols de 30g de carbono.

Sabendo que o carbono tem massa molar 12 ( só olhar na tabela periódica)

dividimos 30 por 12 e encontramos 2,5 mols.

E se caso fosse o contrário. Eu tenho 0,6 mol de Nitrogênio e quero saber quanto isso é em massa.

Basta multiplicar o número de mols pela massa molar no nitrogenio (14)

0,6x14 =  8,4 g, ou seja 0,6 mol de nitrogênio equivale a 8,4 g.

Espero que ajude a todos e lembrem-se qualquer dúvida é só perguntar na nossa página.

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Como Cálcular a a concentração de um ácido.

A maioria de vocês ja deparou-se com a seguinte questão:
Calcule quantos mililitros deve-se pipetar para preparar uma solução de 1 mol por litro do composto X ( massa molar de X= 80 g/mol), dado sua porcentagem em volume de 40% e densidade 1,4 g/mL.
Como realizar esse cálculo ?
Posso calcular calcular quanto de massa teria que retirar do frasco e preparar direto a solução (se esqueceu como calcula a molaridade de uma solução ou composto clique aqui )
A resposta é Não.
Primeiramente devemos consideraro seguinte fator:
40% de X, o que isso significa ?
Significa que de cada 100 mL da solução apenas 40 mL são do composto X
Pensando nisso vamos descobrir quanto há de X em gramas  ?
Sabendo-se que a densidade de X é 1,4 g/ml, multiplicamos ela por 40 mL ( reveja como é feito um cálculo de densidade  aqui)
1,4 g/mL x 40 ml = 56 g
Isso significa que em 100 mL de solução eu tenho 56 g do composto X.
Agora observem o seguinte raciocínio .

O exercício pede um solução 1 mol/L
logo pela relação C= n/V



Logos precisaremos utilizar um mol de X.
Nota: Caso o enunciado dicesse um certo volume para a duluição, deveriamos considera-lo, por exemplo: 
Calcule quantos g do ácido X deveriam ser dissolvidos em 400 ml de solução para obter uma solução de 1 mol/L ( nesse caso deveríamos utilizar o volume de 400 ml (0,4 L)  na equação de concentração.

Agora em quantos ml da solução vai ter 1 mol de X ?
 Utilizando a realação básica para o cálculo de massa molar



onde n= numero de mols 
m= massa da amostra
MM= massa molar do composto.

Chegamos que a massa  necessária para obter-se 1 mol de X, é de 80 g

Mas quantos ml da solução precisamos para conseguir  80 g ??
Agora basta realizar uma regra de tres simples.
Pelos cálculos anteriores descobrimos que 100 ml da solução, contem 56g de X
logo em 1000 ml ou 1 L, temos 560 g de X

Fazendo a relação :

1000 mL ------------------ 560g
  x ml     --------------------80g

x= 142,5 mL

Logo para preparar uma solução de 1 mol/L de X, devemos  pipetar 142,5 ml de X e completar para 1L de solução.
Esse é o procedimento comum para o cálculo de concentração de diversos ácidos e bases, como HCl,

HNO3  e NH4OH

Espero que esse tutorial ajude muitos de vocês e qualquer dúvida e só perguntar na nossa página.

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Forças Intermoleculares.

Força intermolecular é o nome dado ao fenômeno de atração entre moléculas e atomos, em estado sólido líquido ou gasoso. Esse fenômeno explica os valores observados de ponto de fusão, ebulição, tensão superficial entre outras propriedades das substâncias.

Forças de atração entre íons.

Devido aos íons terem uma carga permante, essa interação se da de maneira muito forte, caracterizada por uma atrção eletrostácia, fato que explica os altos pontos de fusão e ebulição das substâncias ionicas.

Observem na figura o arranjo cristalino do cloreto de sódio.

 

Nesse arranjo várias moléculas de NaCl formam um cristal, onde há a atração, dos cátions (positivos) pelos ânions (negativos).

Forças de atração entre metais.

É uma força originária do mar de elétrons, que constituem a ligação metálica. Essa força da as características dos mesmos, como alto ponto de fusão, dureza e maleabilidade.

Forças intermoleculares em moléculas covalentes.

Como foi explicado para a atração iônica, a interação entre moléculas depende da atração entre cargas opostas. Mas como ocorre essa atração em moléculas que não possuem carga, ou seja em moléculas covalentes ?

O que ocorre nesse caso é o aprecimento de cargas momentaneas (flutuação da nuvem eletrônica)  ou cargas induzidas (devido a diferença de eletronegatividade entre alguns átomos).

Forças de Van der Waals, ou forças de London.

Em uma molécula apolar não há muita diferença de polaridade entre os átomos , porém há uma imensa movimentação dos elétrons pela molécula, essa movimentação pode ser desigual em algum momento, formando o que chamamos de dipolo induzido. Esses dipolos são temporários e muito fracos, porém eles podem induzir um outro dipolo em outra molécula, e assim com um efeito em cadeia, ocorre a interação entre moléculas apolares.

Como essas interações são fracas, os compostos apolares normalmente tem baixos pontos de fusão e ebulição, porém caso a molécula seja grande podem surgir vários dipolos ao longo da mesma, tornando a força maior. Isso é o que explica as diferenças encontradas nos hidrocarbonetos.

Por exemplo:

À temperatura ambiente, metano, etano e propano são gases, porém o hexano já é um líquido, isso ocorre porque um aumento na cadeia pode gerar mais dipolos aumentando a interação entre moléculas de hexano. 

Caso comecemos a analisar hidrocarbonetos de cadeias maiores, veremos que eles vão se tornando óleos e graxas devido a maior interação.

Observem na figura seguinte o exemplo do dipolo induzido, a diferenaça de cor entre as moléculas de metano representa as flutuações dos elétrons, gerando deficiência eletrônica em uma parte e excesso em outra.

 

Dipolo Permanente.

Quando dois átomos com uma grande diferença de elétronegatividade formam uma ligação, o átomo mais elétronegativo tende a puxar a nuvem eletronica para mais perto de si, logo formará um dipolo permanente, diferente do induzido.

Observem a molécula de acetona.

 

O Oxigênio é mais eletronegativo que o carbono, logo o mesmo tende a puxar a densidade eletrônica para si, deixando o carbono mais positivo e oxigênio mais negativo, essa separação é permanente e faz que compostos que possuam interação de dipolo permanente tenham maiores pontos de fusão e ebulição do que os que possuem a interação por dipolo induzido. 

O dipolo permanente costuma ocorrer sempre quando na molécula possuei átomos de oxigênio, nitrogênio, enxofre, flúor, cloro  e bromo.

Ligações de Hidrogênio 

* Pontes de Hidrogênio é um termo em desuso

Quando em uma molécula há um hidrogenio ligado a um átomo altamente elétronegativo como flúor oxigênio ou nitrogênio, o composto tende a formar uma ligação de hidrogênio. Observem a água.

Nesse caso ocorre uma interação entre um hidrogênio de uma água com o oxigênio de outra água, e assim por diante, essa é a chamada ligação de hidrogênio, sendo que a mesma possui uma força considerável, o que explica o alto ponto de ebulição da mesma (100 º)

Logo compostos que podem forma ligações de hidrogênio tendem a ter pontos de fusão e ebulição superiores aos que fazem iterações de dipolo-dipolo ou van der Waals.

Por exemplo. Etanol e éter metílico possuem a mesma formula molecular (C2H6O) 

 

Observem que o etanol possui um hidrogênio ligado a um átomo eletronegativo (oxigênio) e no éter metílico todos os hidrogênios estão ligados aos carbonos, logo o etanol faz ligação de hidrogênio e o éter faz interação de dipolo permante, devido ao oxigênio ligado ao carbono como no caso da acetona.

Obs importante. 

Na figura a seguir está representada as ligações de hidrogênios do etanol, reparem que o hidrogênio que está promovendo a ligação de hidrogênio é o que está ligado ao oxigênio e nunca o que está ligado ao carbono, isso vale para todos os compostos.

 

Em seguida há algumas figuras de diversas interações moléculas como exemplo do que  foi debatido no texto.

Interação entre acetona e hexano.

Interação de van der waals entre hexano e octano.

 

Interação iônica entre moléculas de HCl

 

Espero que esse post ajude a quem tem dúvidas sobre o assunto, e qualquer dúvida basta deixar uma mensagem na nossa página.

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