Matéria, energia e propriedades da matéria

Matéria e Energia: definição e propriedades

O universo é composto por matéria e energia. Existem diferentes qualidades de matéria (denominadas substâncias) e diversos tipos de energia. Matéria e energia são mensuráveis e estão intimamente relacionadas.

Matéria

Matéria — é qualquer coisa que possui massa, ocupa espaço e está sujeita à inércia. A matéria é aquilo que existe, aquilo que forma as coisas e que pode ser observado como tal. É sempre constituída de partículas elementares com massa não nula, como átomos e, em escala menor, prótons, nêutrons e elétrons.

A matéria tem propriedades que podem caracterizá-la e especificá-la. Essas propriedades incluem:

• Propriedades gerais
• Propriedades funcionais
• Propriedades específicas

Energia

Energia — obedece a dois princípios fundamentais: o da conservação e o da transformação. Ou seja, a energia não pode ser destruída nem criada, apenas transformada.

Estados físicos da matéria

• Sólido — tem forma e volume definidos.
• Líquido — tem apenas o volume definido; o líquido assume a forma do recipiente que o contém.
• Gasoso — não apresenta forma nem volume definidos.

Elemento químico e símbolos

O conjunto de átomos de um mesmo tipo representa um elemento químico, que tem nome e símbolo próprios, usados internacionalmente.

Algumas vezes a inicial maiúscula do nome latino do elemento não coincide com a inicial do seu nome em português, o que pode gerar certa confusão.

Substâncias, moléculas e misturas

Substância — grupo de moléculas ou agregados iônicos que representa uma espécie química bem definida.

Moléculas — são formadas por átomos ligados entre si. A molécula é a menor porção de uma substância que mantém suas propriedades.

Substância pura — formada por moléculas (ou agregados iônicos) todas entre si iguais; tem propriedades e características bem definidas e composição química constante.

Mistura — reunião de duas ou mais substâncias puras que não interagem quimicamente (as moléculas permanecem inalteradas — fenômeno físico). Ex.: o álcool comercial (mistura de etanol e água).

Pontos de mudança de estado

• Ponto de fusão — passagem do estado sólido para o líquido (ou vice-versa) em uma determinada temperatura.
• Ponto de ebulição — passagem do líquido para o gasoso.

Fenômenos físicos e químicos

Fenômeno físico — processo no qual não se formam novas substâncias. Exemplos: mudanças de estado físico, aquecer ferro até ficar incandescente, adicionar açúcar à água (formação de mistura).

Fenômeno químico — processo no qual há alteração da estrutura, com formação de novas substâncias. Exemplos: liberação de gases sem aquecimento, formação de precipitado, mudanças inesperadas de cor e aspecto.

Substâncias simples e compostas

Substância simples — tipo de substância que não pode ser decomposta por meios físicos; é formada por átomos de um mesmo elemento químico. Ex.: H₂, O₂, He, Fe.

Substância composta — formada por átomos (ou íons) de elementos químicos diferentes; por ação de um agente físico ou químico (calor, luz, eletricidade) pode sofrer decomposição, originando duas ou mais substâncias (simples ou compostas). Ex.: CO₂, H₂O, NH₃, HCl, KNO₃.

Misturas homogêneas e heterogêneas

Mistura homogênea — apresenta o mesmo aspecto em todos os pontos; do ponto de vista macroscópico e mesmo sob microscópios potentes, é homogênea. Ex.: água e álcool, água e sal de cozinha, ar.

Mistura heterogênea — é possível distinguir seus componentes visualmente ou com microscópios. Ex.: água e areia, óleo e vinagre, leite.

Isótopos, isóbaros, isótonos e isoeletrônicos

Número atômico (Z) — número de prótons no núcleo do átomo.

Número de massa (A) — soma do número de prótons e nêutrons no núcleo.

Elemento químico — conjunto de átomos com o mesmo número atômico Z.

Notação geral de um átomo — costuma-se representar um átomo como A_ZX, onde X é o símbolo do elemento, A o número de massa e Z o número atômico.

Isótopos — átomos de um mesmo elemento químico que apresentam diferentes números de massa e, portanto, diferentes números de nêutrons; têm o mesmo número atômico e números de massa diferentes.

Isóbaros — átomos de elementos químicos diferentes que possuem o mesmo número de massa.

Isótonos — átomos de elementos químicos diferentes que possuem o mesmo número de nêutrons.

Isoeletrônicos — átomos ou íons que apresentam o mesmo número de elétrons.