Pesquisa de um elemento químico

Cr (Crómio)

O Crómio é um metal de transição duro, frágil, de cor cinza. 

É um metal bastante resistente à corrosão. Reage com o oxigénio.

Este possui 3 isótopos na natureza crómio-52, crómio-53 e crómio-54.

É tóxico quando se encontra demasiado concentrado.

É um metal muito usado na formação de pigmentos, em processos metalúrgicos para aumentar a resistência à corrosão e dar um acabamento brilhante, para preservar a madeira (óxido de crómio), formação de corantes e pinturas (cromatos).

Este elemento tem uma história bastante interessante! Em 1761, Johann Lehmann, encontrou na Rússia um mineral laranja a que deu o nome de Chumbo Vermelho da Sibéria. 

Em 1770, Peter Simon Pallas escavou no mesmo local e encontrou o mineral que descobriu ser muito útil como pigmento, em pinturas.

Em 1797, Louis Nicolas Vauquelin recebeu amostras desse material e foi capaz de produzir a partir dele, o óxido de crómio.

Em 1798 descobriu que conseguia isolar o crómio através do aquecimento do óxido. 

Deu-se o nome de crómio porque provém de chroma = cor, devido ás diferentes cores que apresentava.

O CRÓMIO LOCALIZA-SE NO GRUPO 6 E NO PERÍODO NÚMERO 4 DA TABELA PERIÓDICA E POSSUI O NÚMERO ATÓMICO 24

Propriedades dos elementos da Tabela Periódica

METAIS

Propriedades físicas:

• Sólidos à temperatura ambiente 
• Densos
• Maleáveis
• Bons condutores elétricos e térmicos

Propriedades químicas:

• Bastante radioactivos
• Reagem muito com o oxigénio
• Átomos dos metais possuem poucos eletrões de valência (o que explica a sua radioactividade)
• Originam óxidos metálicos BÁSICOS quando reagem com a água

NÃO METAIS

Propriedades físicas:

• Existem em diversos estados físicos
• Diversidade de densidades
• Quando sólidos são quebradiços
• Maus condutores elétricos e térmicos 

Propriedades Químicas:

• Pouco radioactivos
• Originam óxidos não metálicos ÁCIDOS quando reagem com a água

GASES NOBRES

Os gases nobres não contêm qualquer reactividade devido à sua estabilidade

Esta estabilidade justifica-se com o preenchimento completo do último nível de energia.

METAIS ALCALINOS

• Moles e maleáveis
• Possuem brilho metálico quando a superfície se encontra brevemente cortada
• Bons condutores da corrente elétrica
• Propriedades químicas semelhantes

DA REAÇÃO DOS METAIS ALCALINOS COM A ÁGUA RESULTAM

HIDRÓXIDOS

Os hidróxidos metálicos são constituídos por iões.

Os átomos dos metais alcalinos, nestas reações, transformam-se em iões monopositivos (pois possuem apenas um eletrão de valência)

Deixo-vos agora aqui umas experiências para verem de:

METAIS ALCALINOS + ÁGUA

DIFERENÇA DE REACTIVIDADE DOS METAIS ALCALINOS

Maior tamanho dos átomos dos metais alcalinos = maior reactividade pois haverá mais facilidade em perder eletrões por se encontrarem mais afastados do núcleo

METAIS ALCALINO-TERROSOS

• Moles e maleáveis
• Possuem brilho metálico quando cortados recentemente
• Bons condutores de calor e eletricidade
• Possuem propriedades químicas semelhanresn
• Reagem mais lentamente com a água que os metais alcalinos
• Formam também hidróxidos nas suas reações com a água
• Transformam-se em iões +2 nessas reações
• A sua reactividade é tanto maior quanto maior for o átomo do metal alcalino-terroso

Deixo-vos aqui uma experiência de metais alcalino-terrosos + água para verem:

HALOGÉNEOS

• Mais solúveis em éter (solúvel orgânico) que na água
• Substâncias constituídas por diatómicas
• Têm tendência a formar iões mononegativos
• Substâncias muito reactivas
• Reatividade tanto maior quando menor o tamanho

Tabela periódica

O que é a tabela periódica?

É uma tabela onde os elementos químicos se encontram organizados em grupos e períodos por ordem crescente de número atómico.

As colunas verticais designam-se por GRUPOS

As linhas horizontais designam-se por PERÍODOS

Existem 18 grupos. Há grupos que têm designações específicas como:

• GRUPO 1: metais alcalinos
• GRUPO 2: metais alcalino-terrosos
• GRUPO 17: Halogénios
• GRUPO 18: gases nobres, raros ou inértes

Existem 7 períodos. 

• 1º PERÍODO: 2 elementos (muito curto)
• 2º/3º PERÍODO: 8 elementos (curto)
• 4º/5º PERÍODO: 18 elementos (longo)
• 6º/7º PERÍODO: 32 elementos (muito longo)

Dentro da tabela periódica há ainda 2 famílias que se encontram separadas dos restantes elementos na tabela. São os lantanídeos e os actinídeos

Na tabela periódica dá-se o nome de elementos metálicos aqueles que se encontram no lado esquerdo da tabela, semi-metais e não metálicos aos do lado direito

Os átomos dos elementos do mesmo grupo possuem o mesmo número de eletrões de valência

Os átomos dos elementos do mesmo período contêm os eletrões distribuídos pelo mesmo número de níveis de energia

OU SEJA

Número de grupo = número de eletrões de valência

Número do período = número de níveis de energia

TAMANHO DOS ÁTOMOS

maior número atómico = maior tamanho (no mesmo grupo)

menor número atómico = maior tamanho (no mesmo período)

Formação de Iões

Um átomo tem tendência a perder ou ganhar eletrões (3 no máximo), de forma a ficar com o último nível de energia totalmente preenchido.

(n=1 com 2 eletrões; restantes níveis de energia com 8 eletrões)

Os que ganham eletrões formam catiões
Os que perdem eletrões formam aniões

MASSA ATÓMICA RELATIVA DO ELEMENTO QUÍMICO

Distribuição Eletrónica

Os eletrões distribuem-se por níveis de energia (n)

Começa-se a distribuição eletrónica pelo nível de energia mais baixo (n = 1) depois de totalmente preenchido avança-se para o nível de energia seguinte (n = 2) e assim sucessivamente.

O número máximo de energia é dado pela expressão 2n^2 

Átomos

Constituição Atómica 

As partículas com carga elétrica positivas são designadas por PROTÕES

As partículas com carga elétrica negativa são designadas por ELETRÕES

As partículas sem carga elétrica são designadas por NEUTRÕES

Constitui o núcleo atómico o conjunto de protões e de neutrões. 

Constitui a nuvem eletrónica o conjunto dos eletrões e do espaço vazio existente entre eles.

NÚMERO DE PROTÕES = NÚMERO DE ELETRÕES

POR ISSO DIZEMOS QUE O ÁTOMO É UMA PARTÍCULA NEUTRA

O número de eletrões corresponde ao número atómico = Z

Ao total das partículas do núcleo chamamos de número de massa

Número de massa = número atómico (número de protões) + número de neutrões

ou seja

A = Z + N

ISÓTOPOS são átomos do mesmo elemento químico (átomos que contêm o mesmo número atómico, ou seja, o mesmo número de protões)

Chamamos nuclido à representação simbólica de qualquer átomo

X = símbolo do elemento químico

Z = nº atómico 

A = número de massa

Modelos Atómicos

Modelo Atómico de Dalton 

• Modelo desenvolvido pelo cientista John Dalton
• Modelo atómico do início do século XIX
• Modelo que defendia que os corpúsculos eram indivisíveis e indestrutíveis

Modelo Atómico de Thomson 

• Modelo atómico dos finais do século XIX
• Modelo atómico desenvolvido através de experiências realizadas com tubos de descarga revolucionaram o mundo científico
• Este modelo atómico foi o primeiro que defendeu que um átomo era uma partícula divisível.

Modelo Atómico de Rutherford

• Modelo Atómico do início do século XX
• Desenvolvido pelo cientista Ernest Rutherford
• Este modelo defendia que os átomos eram constituídos por um núcleo muito pequeno (onde se concentra toda a massa do átomo), com carga elétrica positiva e por eletrões com carga negativa que se moviam à volta do núcleo assim como os planetas se movem à volta do Sol

Modelo Atómico de Bohr

• Em 1913, Niel Bohr completou o modelo desenvolvido por Rutherford acrescentando as seguintes características:
• os eletrões movem-se à volta do núcleo em órbitas circulares
• a cada órbita corresponde um valor de energia
• quanto mais energia tiverem os eletrões, mais distantes do núcleo são as suas órbitas

Modelo Atómico da Nuvem Eletrónica (atual)

• Modelo defendido atualmente
• Defende que os eletrões se movem de forma desconhecida com grande velocidade formando a nuvem eletrónica, esta é mais densa perto do núcleo (maior número de eletrões e maior probabilidade de os encontrar)

Luz

Propagação da luz

A luz propaga-se em linha reta em todas as direções, sempre que a sua velocidade de propagação seja constante num dado meio - meio isotrópico

Cada uma das direções rectilínias de propagação da luz chama-se de raio luminoso, no entanto as fontes luminosas emitem feixes de raios luminosos (conjunto de raios luminosos)

Os feixes luminosos podem ser:

Paralelos  (1ª imagem),  Convergentes (2ª imagem), Divergente (3ª imagem)

Ao propagar-se a luz pode atravessar materiais:

A luz atravessa o material formando uma imagem nítida ao observador

A luz atravessa parcialmente formando uma imagem pouco clara ao observador

A luz não atravessa o material e não se vê

A sombra e a penumbra surgem aqui, quando a luz, propagando-se rectilineamente encontra um objeto opaco.

Exemplos dos diversos tipos de materiais existentes: 

Corpos luminosos e iluminados

Existirá alguma diferença entre eles? Qual será? 

Corpos luminosos são os corpos que contêm luz própria e Corpos iluminados são aqueles que refletem ou transmitem a luz que recebem dos corpos luminosos

Fonte de luz natural

Fonte de luz artificial 

Triângulo de Visão

Como é que conseguimos observar os objetos? Que condições são necessários para que isso seja possível? 

Para eu conseguir observar um objeto tem de estar presente: uma fonte de luz que irá iluminar o objeto, este objeto irá refletir parte da luz que recebeu para um detetor. 

Triângulo de visão

Reflexão da luz

É um fenómeno que ocorre quando a luz incide numa superfície, mudando de direção ou de sentido e continuando a propagar-se no mesmo meio. 

Há dois tipos de reflexão da luz: -regular (raios luminosos são todos refletidos na mesma direção por incidirem numa superfície polida)

                                               -difusa (raios luminosos são refletidos em diferentes direções devido à superfície rugosa onde incidem)

LEIS DA REFLEXÃO DA LUZ

• O raio incidente, o raio refletido e a normal encontram-se no mesmo plano
• Os ângulos de incidência e de reflexão têm a mesma amplitude

Espelhos 

Convexos

A imagem é sempre virtual, direita e menor que o objeto

Côncavos

Quando o objeto está para lá do centro da curvatura do espelho, a imagem é real, invertida e menor que o objeto.

Quando o objeto está entre o centro de curvatura e o foco, a imagem é real, invertida e maior que o objeto.

Quando o objeto está entre o foco e o vértice, a imagem é virtual, direita e maior que o objeto.

Planos

A imagem é sempre direita e do mesmo tamanho que o objeto, a imagem encontra-se à mesma distância que o espelho e objeto, é virtual e simétrica

Refração da luz

Fenómeno que ocorre quando a luz atravessa de um meio para outro, ocorrendo a alteração de velocidade, geralmente acompanhada com mudança de direção.

Reflexão total

Fenómeno que ocorre quando a luz incide, com um ângulo superior ao ângulo crítico, na superfície de separação de dois meios, sendo a velocidade de propagação da luz menor no meio onde a luz se está a propagar

Exemplo:

Fibras ópticas

LENTES

São corpos transparentes limitados por uma ou duas superfícies curvas.

Há lentes: 

-convergentes (feixe paralelo ao eixo principal converge para um ponto: foco real)

-divergentes (feixe de raios paralelos ao eixo principal diverge de tal modo que os seus prolongamentos se encontram num ponto: foco virtual)

OLHO HUMANO

Cristalino tem a função de focar as imagens dos objetos na retina (este funciona como uma lente convexa)

Pupila é a abertura circular por onde entra a luz

Retina é a membrana onde se formam as imagens (forma uma imagem menor e invertida)

Defeitos de visão

Os principais defeitos de visão são:

Miopia - vê mal ao longe e corrige-se com lentes divergentes

Hipermetropia - Vê mal ao perto e corrige-se com lentes convexas

Astigmatismo - vê mal quer ao longe, quem ao perto, e corrige-se com lentes cilíndricas

ESPRETO DE LUZ

Como se forma? 

O espetro de luz forma-se através da dispersão da luz, isto é, fenómeno que ocorre quando a luz branca se decompõe nas diferentes radiações monocromática

COR

Um corpo  absorve e reflete determinadas radiações que recebe. Assim a cor que um corpo apresenta depende da radiação que sobre ele incide e da sua natureza.

Exercícios:

De acordo com o esquema em cima apresentado indica:

1- Que cores é que são absorvidas e que cores são refletidas?

a) 

b)

c)

d)

e)