Guia de Química: Modelos Atômicos, Ligações e Gases

Fundamentos da Química e Física Atômica

Descobertas e Partículas: Faraday e Stoney (eletricidade e nomenclatura eletrônica); downloads em tubo de raios catódicos (CRT); Thomson (relação massa-carga do elétron); Millikan (carga do elétron); Goldstein (raios canais); Aston (espectrômetro de massa).

Modelos Atômicos

• Thomson: Modelo do "pudim de passas" (matriz positiva com elétrons dispersos).
• Rutherford: Experimento da lâmina de ouro e dispersão de partículas alfa; descoberta do núcleo atômico e do vazio; átomo instável que emite energia contínua; Chadwick (descoberta do nêutron).
• Bohr: Combina o modelo de Rutherford com os postulados de Planck. Órbitas definidas onde a energia é emitida em quanta. Níveis de energia (E) e momento angular (n x h/2π). O elétron emite onda eletromagnética ao mudar de nível.
• Sommerfeld: Introdução de órbitas elípticas.
• Modelo Atual: Baseado no Princípio da Incerteza de Heisenberg e na Equação de Schrödinger.

Evolução da Tabela Periódica

Histórico: Tríades de Döbereiner; Parafuso Telúrico de Chancourtois; Lei das Oitavas de Newlands; Tabela Horizontal de Mendeleev; Meyer.

Aplicações: Previsão de novos elementos e dedução de propriedades químicas; validação experimental do Peso Atômico (PA). Defeitos Físicos: Posicionamento incorreto do Hidrogênio; nem sempre segue a ordem ascendente de PA; falta de relação de continuidade em valências quantitativas; separação pouco clara entre metais e não-metais.

Ligações Químicas

Ligação Iônica (Lewis)

Baseada na regra do octeto e formação de rede cristalina. Energia de Rede (U): Energia liberada na formação de 1 mol de composto iônico sólido a partir de íons gasosos. Ciclo de Born-Haber: -Q = S + 0,5D + I - EA - U. Propriedades: Altos pontos de fusão, alta entalpia de vaporização, solúvel em solventes polares (solvatação) e eletrólise em dissolução condutora.

Ligação Covalente

Regra do octeto; moléculas homonucleares e polares; caráter iônico da ligação. Teoria da Ligação de Valência: Ressonância da ligação e orbitais moleculares.

Ligação Metálica

Teoria do mar de elétrons e bandas de energia. Ligas Metálicas: Sólidos de substituição ou intersticiais; compostos estequiométricos.

Estado Gasoso e Sólido

Leis dos Gases:

• Avogadro: V ∝ n (P, T constantes).
• Boyle-Mariotte: V ∝ 1/P (T, massa constantes).
• Gay-Lussac: P ∝ T (V, massa constantes).
• Dalton: P_total = p1 + p2... (pressões parciais).
• Graham: Difusão e efusão gasosa.
• Van der Waals: Equação para compressão de gases reais.

Sólidos Moleculares: Nós ocupados por moléculas; ligações fracas (London em apolares); fusão e ebulição suaves; baixa condutividade. Sólidos Atômicos e Iônicos: Alta dureza e elevados pontos de fusão.

Soluções e Coloides

Dissolução: "Semelhante dissolve semelhante"; influenciada pela natureza do soluto, agitação e temperatura. Lei de Henry: Solubilidade de gases em líquidos (S = kP).

Propriedades Coloidais: Efeito Tyndall, Movimento Browniano e Eletroforese. Estabilidade: Micelas solvatadas (liofílicas) e adsorção de íons (liofóbicas). Processos de coagulação por eletrólitos, diálise e peptização.