Constituição dos átomos, isótopos, n.º atómico e de massa.pptx
Sofia Sousa Dias
Created on July 26, 2024
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Transcript
Física e Química A 10º ano 2024/ 2025
Química
Física e Química A - 10º ano
Aprendizagens e Competências a consolidar ao longo deste módulo
Física e Química A - 10º ano
M1 - Medição em Química
Física e Química 10.º ano Química
M1
Medição em Química
M1 - Relembra
Na escala terrestre, para a indicação de pequenas distâncias, recorre-se a unidades pequenas, como o milímetro, o centímetro ou o metro. Já para distâncias maiores, é comum utilizar o quilómetro. Na Terra, um milhão de quilómetros é uma distância muito grande, contudo, a distância da Terra ao Sol é muito maior, correspondendo a milhões de quilómetros. O Sol é a estrela mais próxima da Terra e está a uma distância média da Terra de 150 milhões de quilómetros. Essa distância corresponde à unidade astronómica - ua - (1 ua = 150 000 000 km), que é a unidade adequada para medir a distância entre corpos celestes no Sistema Solar.
Medição em Química
M1
Compare a distância de Júpiter ao Sol com a distância da Terra ao Sol.
Indique o valor da distância de Júpiter ao Sol expressa em milhões de quilómetros e em metros, ambos em notação científica.
Considere a tabela seguinte, na qual se apresentam as distâncias médias de cinco planetas ao Sol.
Medição em Química
M1
As diferentes dimensões na Natureza justificam o uso de outras unidades diferentes das unidades SI (por exemplo, o angström, 1 Å = 1 x 10-10 m ) ou a utilização de múltiplos e submúltiplos das unidades SI (por exemplo, o picómetro, pm), possibilitando a escrita de números sem recorrer à notação científica.
Medição em Química
M1
Para a medição de distâncias, por exemplo, entre planetas dentro do Sistema Solar, a unidade mais adequada é a unidade astronómica (ua). Entre distâncias ainda maiores no Universo, para além do Sistema Solar, já será mais adequado usar o ano-luz - a.I. - (1 a.l. = 9,5 x 1015 m)
Prefixos e Simbolos de prefixos mais comuns no SI
Medição em Química
M1
Para exprimir as dimensões de estruturas menores do que as anteriormente exemplificadas, recorre-se ao uso de múltiplos e submúltiplos do metro, estes últimos mais utilizados em Química.
Prefixos e Simbolos de prefixos mais comuns no SI
Medição em Química
M1
Exemplos de estruturas da Natureza organizadas por ordem crescente das suas dimensões
Medição em Química
M1
n é um número inteiro (positivo ou negativo)
m tem de ser maior ou igual a 1 e menor do que 10
m x 10n
Para determinar a OG de um número, é necessário, em primeiro lugar, converter os valores na mesma unidade e depois apresentar cada um, em notação científica:
A ordem de grandeza (OG) é frequentemente usada em Química, não só para comparar os resultados das medições mas, sobretudo, para facilitar os cálculos, quando essas medidas não necessitam de ser muito exatas.
Ordem de Grandeza (OG)
Medição em Química
M1
A ordem de grandeza (OG) de um número é a potência de base 10 de expoente inteiro mais próxima desse número.
Ordem de Grandeza (OG)
Medição em Química
M1
Exercícios:Compara a ordem de grandeza (OG) da distância da Terra ao Sol com a do diâmetro da Terra.
Ordem de Grandeza (OG)
Medição em Química
M1
Exercícios:Compara a ordem de grandeza (OG) da distância da Terra ao Sol com a do diâmetro da Terra.
Ordem de Grandeza (OG)
Medição em Química
M1
Exercícios:Verifique se um vírus de diâmetro 140 nm pode ser recolhido através de um filtro de laboratório com poros de 6 μ m de diâmetro.
Ordem de Grandeza (OG)
Medição em Química
M1
Molécula de água: 3 × 10-10 m; Glóbulo vermelho: 7 × 10-6 m; Célula da pele: 3,5 × 10-5 m; Ovos de joaninha: 1,5 × 10-3 m; Joaninha: 7 × 10-3 m.
Exercícios:As figuras mostram dimensões associadas a diferentes estruturas: joaninha, ovos de joaninha, molécula da água, glóbulo vermelho e célula da pele. Disponha as estruturas por ordem crescente de dimensão, associando acada uma a respetiva dimensão expressa na unidade base do SI.
Medição em Química
M1
Material de vidro para medição
Material de vidro
Material de Laboratório
Medição em Química
M1
Outro material
Material de metal
Material de Laboratório
Medição em Química
M1
Medição em Química
M1
Algarismos significativos e notação científica
Símbolos de perigo e rótulos de reagentes
Medição em Química
M1
Precisão, exatidão e erros
Medição em Química
M1
Precisão, exatidão e erros
Medição em Química
M1
Precisão, exatidão e erros
Medição em Química
M1
Precisão, exatidão e erros
Medição em Química
M1
Precisão, exatidão e erros
Medição em Química
M1
Medição de Massas e Volumes
Medição de volumes com pipetas
Medição de volumes com provetas
Medição de massas
Atividades Práticas de Sala de Aula (APSA nº 1 e Medições em Física e Química)
Medição em Química
M1
Precisão, exatidão e erros
- Mais Exercícios e Problemas – Questão 1 pág. 36 do Manual
- Caderno do Aluno – Fichas A, B e C, págs. 13 e 14
Proposta de tarefas
M1
Medição em Química
- Exercícios e Problemas – pág. 13 do Manual
- QuizEV M1 Medição em Química
M2 - Constituição dos átomos. Isótopos. Número atómico e de número de massa
Física e Química 10.º ano Química
- Ao longo dos anos, foram vários os contributos de diferentes cientistas para o conhecimento da constituição da matéria. Assim:
- segundo Dalton (1803), a matéria seria formada por átomos, partículas maciças, esféricas e indivisíveis;
- para Thomson (1904), o átomo era constituído por uma massa de carga positiva, não maciça, incrustada de eletrões (de carga negativa), de modo que a sua carga elétrica total fosse nula;
- de acordo com Rutherford (1911), o átomo seria constituído por um núcleo muito pequeno e denso rodeado pelos eletrões;
- e Bohr (1913) acrescentou que os eletrões se movimentam em órbitas circulares e que cada órbita apresenta uma energia bem definida e constante (nível de energia) para cada eletrão de um átomo.
M2 - Relembra
M2
Constituição e massa do átomo
- Atualmente, o átomo é considerado uma partícula constituída por protões e neutrões, localizados no núcleo, onde se encontra praticamente toda a sua massa, e por eletrões, em torno do núcleo, formando a nuvem eletrónica.
- Átomos de um mesmo elemento químico caracterizam-se por possuírem o mesmo número de protões e, consequentemente, o mesmo número atómico (Z), podendo, no entanto, apresentar diferentes números de massa (A). O número de massa é igual ao número de nucleões (protões e neutrões).
- Simbolicamente, um átomo representa-se por .
- Átomos do mesmo elemento químico (mesmo Z) e com diferente número de massa (A) designam-se por isótopos.
M2 - Relembra
M2
Constituição e massa do átomo
- Segundo a teoria corpuscular, a matéria é constituída por corpúsculos em constante movimento, entre os quais existem espaços vazios.
- A agitação dos corpúsculos depende da temperatura, ou seja, quanto maior for a temperatura, maior será a sua agitação.
M2 - Relembra
M2
Constituição e massa do átomo
Vídeo - Evolução do modelo atómico
Constituição do átomo
M2
Constituição e massa do átomo
M2
As descobertas do eletrão em 1897, por Joseph Thomson, do protão entre 1919 e 1925, por Rutherford, e do neutrão em 1932 por James Chadwick revelaram a divisibilidade do átomo.
A palavra átomo vem do grego «a + thomos», que significa «sem divisão».
Diamante
Pepitas de ouro
Muitas substâncias, como por exemplo, o ouro e o diamante são formadas por átomos.
Constituição dos átomos
Todos os outros átomos são formados por protões, eletrões e também por neutrões.
O átomo mais leve é formado apenas por um protão e um eletrão. Não possui neutrões.
neutrão (sem carga)
protão (carga positiva, simétrica da carga do eletrão)
eletrão (carga negativa)
Partículas subatómicas
Constituição dos átomos
Zona de eletrões
Núcleo
Neutrões
Protões
Modelo atómico
Os protões e os neutrões encontram-se no núcleo (a parte central do átomo) e os eletrões à volta do núcleo.
Constituição dos átomos
Cada elemento químico é caracterizado pelo seu número de protões.
Sem carga
Carga positiva
Neutrões
Protões
Carga negativa simétrica da carga do protão
Núcleo
Eletrões
Átomo
Os átomos não têm carga elétrica, uma vez que o número de protões é sempre igual ao número de eletrões, ou seja, são eletricamente neutros.
Constituição dos átomos
Cada elemento químico é caracterizado pelo seu número de protões.
Sem carga
Carga positiva
Neutrões
Protões
Carga negativa simétrica da carga do protão
Núcleo
Eletrões
Átomo
Os átomos não têm carga elétrica, uma vez que o número de protões é sempre igual ao número de eletrões, ou seja, são eletricamente neutros.
Constituição dos átomos
Constituição dos átomos
Elemento químico é a designação dada a um conjunto de átomos que se caracterizam por possuírem o mesmo número de protões.
Constituição do átomo
M2
Constituição e massa do átomo
Eletrão: 1
Protão: 1
Hidrogénio-1 ou prótio
Modelo atómico do prótio
O núcleo tem apenas um protão, à volta do qual se move um único eletrão - chama-se hidrogénio-1 ou prótio.
O átomo mais leve é o de hidrogénio, H.
Átomos do mesmo elemento podem ter núcleos diferentes por diferirem no número de neutrões.
Isótopos
Átomos do mesmo elemento químico podem ter núcleos diferentes por ser diferente o número de neutrões.
Neutrões: 2
Eletrão: 1
Protão: 1
Hidrogénio-3 ou trítio
Alguns têm um protão, dois neutrões e um eletrão, ou seja, têm três partículas no núcleo: falamos do hidrogénio-3, ou trítio, o átomo mais pesado de hidrogénio:
Há átomos de hidrogénio mais pesados, que têm mais neutrões.
Isótopos
Isótopos
VídeoConstruir um átomo
Vídeo Isótopo
Átomos com o mesmo número atómico (do mesmo elemento químico) mas diferentes números de massa (por terem diferentes números de neutrões) denominam-se isótopos.
M2
Constituição e massa do átomo
Lítio-7
Lítio-6
Neutrão
Protão
- O lítio-6, com seis partículas no núcleo, tem 3 neutrões;
- O lítio-7, com sete partículas no núcleo, tem 4 neutrões.
Isótopos são átomos do mesmo elemento (portanto, com igual número de protões) que têm diferente número de neutrões.
Isótopos
Todos os átomos de lítio têm três protões e três eletrões, mas diferem no número de neutrões e, por isso, no número de partículas do núcleo:
Caracteriza um elemento químico: átomos do mesmo elemento químico têm o mesmo número de protões.
Número atómico, Z
É o número de protões.
A constituição de um átomo também pode ser descrita utilizando o número atómico e o número de massa.
Número atómico e de massa
Caracteriza um elemento químico: átomos do mesmo elemento químico têm o mesmo número de protões.
Número atómico, Z
É o número de protões.
A constituição de um átomo também pode ser descrita utilizando o número atómico e o número de massa.
Número atómico e de massa
A = Z + Número de neutrões ou Número de neutrões = A − Z
Átomos do mesmo elemento químico podem ter diferentes valores de número de massa porque o número de neutrões pode variar.
Número de massa, A
É o número de partículas no núcleo: soma do número de protões com o número de neutrões.
Número atómico e de massa
- 92 protões, igual ao número atómico, Z;
- 146 neutrões, igual à diferença entre o número de massa, A, e o número atómico, Z, ou seja, A − Z = 238 – 92 = 146;
- 92 eletrões, pois num átomo o número de eletrões é igual ao número de protões.
O átomo de urânio-238 é constituído por:
sendo que, no lugar de X se escreve o símbolo químico do elemento.
Para dar a conhecer A e Z de um átomo usa-se a seguinte representação simbólica:
Número atómico e de massa
Método de datação por carbono-14
O carbono-14, é do mesmo elemento químico (Z = 6) que o carbono-13 mas tem número de massa 14 (A = 14), ou seja, tem 8 neutrões (14 − 6), mais um neutrão do que o carbono-13.
Quando escrevemos carbono-13, estamos a referir-nos ao isótopo do carbono (Z = 6) com número de massa 13 (A = 13), isto é, com 6 protões e 7 neutrões no núcleo.
Número atómico e de massa
Isótopos do elemento hidrogénio.
Isótopos
Isótopos do elemento carbono.
Isótopos
3.
Descreva a constituição do átomo D.
2.
Indique os átomos que possuem o mesmo número de neutrões.
1.
Indique os átomos que são isótopos do mesmo elemento.
Considere os seguintes átomos em que as letras não representam o símbolo do elemento químico:
Atividade
Resolução:
- A e D
- B e C (28 neutrões)
- O átomo D é constituído por 12 protões, 12 neutrões (24 − 12) e por 12 eletrões.
3.
Descreva a constituição do átomo D.
2.
Indique os átomos que possuem o mesmo número de neutrões.
1.
Indique os átomos que são isótopos do mesmo elemento.
Considere os seguintes átomos, em que as letras não representam o símbolo do elemento químico:
Atividade
Vídeo - massa atómica relativa
A massa-padrão ou de referência usada atualmente é 1/12 da massa de um átomo de carbono-12.
Massa do átomo
A massa atómica relativa de um átomo indica o número de vezes que a massa do átomo é superior a 1/12 da massa de um átomo de carbono-12.
M2
Constituição e massa do átomo
A massa atómica relativa média (Ar) resulta da média ponderada das massas isotópicas relativas dos isótopos desse elemento.
Massa do átomo
M2
Constituição e massa do átomo
A massa atómica relativa média (Ar) resulta da média ponderada das massas isotópicas relativas dos isótopos desse elemento.
Massa do átomo
M2
Constituição e massa do átomo
A massa atómica relativa média (Ar) resulta da média ponderada das massas isotópicas relativas dos isótopos desse elemento.
Massa do átomo
M2
Constituição e massa do átomo
A massa atómica relativa média (Ar) resulta da média ponderada das massas isotópicas relativas dos isótopos desse elemento.
Massa do átomo
M2
Constituição e massa do átomo
Vídeo Massa atómica relativa: resolução de problemas
A massa atómica relativa média (Ar) resulta da média ponderada das massas isotópicas relativas dos isótopos desse elemento.
Massa do átomo
M2
Constituição e massa do átomo
M2
Constituição e massa do átomo
- O átomo é uma partícula constituída por:
- O átomo, embora seja constituído por partículas carregadas eletricamente, é neutro, porque o número de protões é igual ao número de eletrões.
- O protão possui uma massa muito superior à do eletrão e carga elétrica positiva; o neutrão tem massa semelhante à do protão, mas sem carga elétrica; o eletrão tem massa reduzida e carga elétrica negativa.
- Elemento químico é a designação dada a um conjunto de átomos que se caracterizam por possuírem o mesmo número de protões.
Síntese de conteúdos
M2
Constituição e massa do átomo
- O número atómico (Z) é numericamente igual ao número de protões existentes no núcleo de um átomo. Um elemento químico, de símbolo X, representa-se simbolicamente por ZX.
- O número de massa (A) é numericamente igual ao número de nucleões (número de protões e neutrões):
- Um átomo de um elemento químico, de símbolo X, representa-se simbolicamente por:
- Átomos com o mesmo número atómico (do mesmo elemento químico) mas diferente número de massa (por terem diferente número de neutrões) denominam-se isótopos.
Síntese de conteúdos
M2
Constituição e massa do átomo
- Para calcular a massa de um átomo, é necessário somar a massa dos protões à massa dos neutrões constituintes do núcleo desse átomo.
- A massa-padrão ou de referência usada atualmente é 1/12 da massa de um átomo de carbono-12.
- A massa atómica relativa de um átomo (massa atómica relativa de um isótopo de um elemento) indica o número de vezes que a massa do átomo é superior à massa- -padrão (1/12 da massa de um átomo de carbono-12).
- A massa atómica relativa média, Ar (massa atómica relativa de um elemento, valor que surge na TP) resulta da média ponderada das massas isotópicas relativas dos isótopos desse elemento
Síntese de conteúdos
Diagrama de conteúdos
M2
Constituição e massa do átomo
- Mais Exercícios e Problemas – Questões 2 a 7, págs. 36 e 37 do Manual
- Caderno do Aluno – Fichas A, B e C, págs. 15 a 17
Proposta de tarefas
M2
Constituição e massa do átomo
- Exercícios e Problemas – pág. 21 do Manual
- QuizEV M2 Constituição e massa do átomo
A Escala atómica
M3
Watch
Considera-se que pertencem à escala:- micrométrica comprimentos entre 1 μm e 100 μm. Por exemplo, um cabelo humano de espessura 60 μm;- nanométrica comprimentos entre 1 nm e 100 nm.Nela se situam moléculas e outros aglomerados de átomos.
A Escala atómica
M3
Imagens de partículas tão pequenas só podem ser obtidas por técnicas de microscopia de alta resolução. Essas imagens revelam a estrutura da matéria à escala atómica e molecular e permitem fazer estimativas de dimensões a essa escala.
A microscopia de alta resolução permite determinar dimensões à escala atómica. A dimensão dos átomos é inferior a 1 nm (é próxima de 10 −10 m), assim como a de algumas moléculas como, por exemplo, a molécula da água, cuja dimensão é 0,28 nm.
A Escala atómica
M3
Imagens de partículas tão pequenas só podem ser obtidas por técnicas de microscopia de alta resolução. Essas imagens revelam a estrutura da matéria à escala atómica e molecular e permitem fazer estimativas de dimensões a essa escala.
Imagem de átomos de ouro (a amarelo e vermelho) depositados numa camada de átomos de carbono (a verde).
A Escala atómica
M3
O comprimento de 1 nm corresponde aproximadamente a seis átomos de carbono alinhados. Então, o diâmetro de cada átomo de carbono será aproximadamente 1/ 6 deste valor, 0,17 nm, ou seja, 1,7 × 10−10 m, valor próximo de 10−10 m.
Imagem de átomos de ouro (a amarelo e vermelho) depositados numa camada de átomos de carbono (a verde).
A Escala atómica
M3
Conclui-se que o diâmetro do átomo de carbono e a distância interatómica são ambos próximos de 10−10 m.
Efetuando as medições necessárias na figura podemos obter o valor da distância entre dois átomos de carbono adjacentes na grafite: (500 pm)/(3,0 cm)=(𝑑 (C−C))/(0,9 cm)⇔ 𝑑 (C−C)=150 pm ⇔⇔𝑑 (C−C)=150×10(−12) m ⇔⇔𝑑 (C−C)=1,50×10(−10) m
A Escala atómica
M3