Síntese Módulo Inicial
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| Materiais O Homem dispõe de uma grande diversidade de matérias. Uns são de origem natural – dos quais o Homem se serve tal e qual como os extrai -, e outros de origem sintética. Nos materiais de origem natural incluem-se também os materiais manufaturados, que, apesar de serem modificados pelo homem, são de origem natural. Define-se matéria por aquilo que tem volume e ocupa espaço (é formado por átomos) e classifica-se em substâncias ou misturas de substâncias. Substâncias: O material tem apenas uma componente/substância. Também é denominada como substância pura. Uma substância é uma porção de matéria com propriedades bem definidas e que lhe são características (densidade, ponto de ebulição e fusão, cor, cheiro, …). A sua composição é fixa. Elementares: são sustâncias constituídas por átomos do mesmo elemento. Compostas: são substâncias constituídas por átomos de diferentes elementos. Misturas: O material tem mais que uma componente, é uma mistura de substâncias. Heterogéneas: material em que se distinguem diferentes fases, não tendo por isso um aspeto uniforme, á vista desarmada. Homogéneas: material em que não se distinguem diferentes fases, ou seja, tem um aspeto uniforme e as diferentes substâncias que o compõem são indistinguíveis, á vista desarmada. Ao misturar-se substâncias diferentes, as propriedades de cada uma delas não se alteram pelo facto de estas se encontrarem misturadas. É possível separar os constituintes de uma mistura por processos físicos As propriedades de uma mistura dependem dos seus constituintes, das suas propriedades e das proporções em que estes se encontram. As substâncias podem ter como unidades estruturais átomos (metais ou gases nobres), moléculas (não metais) ou iões (metais e não metais), podendo ser representadas pelas suas respetivas fórmulas químicas. No entanto, considera-se que toda a matéria é formada por átomos, já que as moléculas são agregados de átomos e os iões provêm de um excesso carga positiva ou negativa de um átomo. Os estados de agregação da matéria resultam da combinação de duas forças opostas: as forças de coesão de partículas (que tendem a dar um arranjo ordenado ao conjunto) e os movimentos dessas partículas (que tendem a desfazer esse arranjo): Estado sólido: as forças de atração sobrepõem-se aos movimentos das partículas. Energia crescente – fusão; energia decrescente: solidificação. Estado líquido: as forças de coesão estão equilibradas com o movimento das partículas. Energia crescente – vaporização; energia decrescente – condensação. Estado gasoso: o movimento das partículas é mais evidente do que as forças de coesão. A passagem direta do estado sólido para o gasoso e vice-versa denomina-se sublimação (ex.. naftalina). A mudança de estado físico não provoca alteração das unidades estruturais (com raras exceções, como por exemplo o açúcar, que passa a sacarose). Há casos em que as forças de coesão são tão fracas que se liquefazem a temperaturas muito baixas e nunca solidificam, como o hélio. O tamanho de um átomo depende fundamentalmente do tamanho da sua nuvem eletrónica, já que o raio do núcleo é muito menor ao raio atómico. No entanto, a massa do mesmo átomo depende fundamentalmente aos neutrões (protões e neutrões), que são as partículas subatómicas do átomo mais pesadas. Os átomos são eletricamente neutrões já que a sua carga nuclear (carga positiva proveniente dos protões) simetriza-se com a carga dos eletrões (carga negativa). Por vezes, os átomos perdem alguns eletrões, transformando-se em estruturas mais estáveis, já que preenchem o último nível de energia, perdendo ou ganhando eletrões. Quando o átomo atinge a sua estabilidade perdendo eletrões de valência, transforma-se num ião positivo ou catião, com excesso de carga positiva. Quando o átomo atinge a sua estabilidade ganhando eletrões de valência, transforma-se num ião negativo ou anião, com excesso de carga negativa. A massa de um ião é praticamente igual á massa do átomo do qual ele teve origem. Soluções Uma solução é uma mistura homogénea de duas ou mais substâncias. Existem: Soluções sólidas Soluções gasosas Soluções líquidas. Estas podem ser obtidas através de: Junção de líquidos miscíveis Dissolução de gases em líquidos Dissolução de sólidos em líquidos Uma das substâncias da mistura denomina-se solvente e todas as outras são solutos. O solvente é aquele que se encontra no mesmo estado físico que a solução, sendo considerado o que está em maior quantidade, no caso de haver mais de uma substância no mesmo estado físico que a solução. No entanto, caso as quantidades sejam as mesma, passa-se a consideram como solvente a substância o componente mais volátil. A concentração mássica de uma solução é a massa de um soluto existente em cada unidade de volume de uma solução e obtém-se:  , com:
Cm – concentração mássica Kg  ou Kg/ ( g )
m – massa do soluto Kg (g) v – volume da solução ( )
Elementos Químicos Cada elemento identifica-se pelo seu símbolo químico (X) e pelo seu respetivo número atómico (Z): 
O número atómico (Z) indica o número de protões que o núcleo de determinado átomo de determinado elemento (X) tem. O número de eletrões que o mesmo elemento (X) tem em redor do seu núcleo também é deduzível a partir do seu número atómico (Z), já que os átomos têm o mesmo número de protões e eletrões. Os átomos do mesmo elemento podem apresentar, no entanto, diferentes números de massa, isto é diferentes números de nucleões (A) – protões e neutrões, sendo que o número de protões é constante e representado pelo número atómico (Z): 
O número de neutrões (N) presente no núcleo de um átomo obtém-se então subtraindo ao número de massa (A), o número de protões – número de protões (Z): 
Existem átomos do mesmo elemento (com o mesmo número atómico), com diferentes números de massa (nucleões). Esta variação é devida aos números de neutrões. Os átomos do mesmo elemento que possuem um número diferente de nucleões são denominados isótopos. Por exemplo:   
A massa atómica (Ar) relativa de um elemento químico obtém-se efetuando uma média pesada, já que temos de ter em conta a abundancia relativa de cada um dos isótopos desse elemento e as respetivas massas (massas isotópicas):  , com:
Ar – massa atómica relativa  – massa isotópica do isótopo 1
 – massa isotópica do isótopo 2
 – abundância relativa do isótopo 1
 – abundância relativa do isótopo 2
A Tabela Periódica dos elementos tem 18 períodos (linhas) e 7 grupos (colunas) e está organizada da esquerda para a direita e de cima para baixo por ordem crescente dos números atómicos dos diferentes elementos químicos. A cada casa da Tabela Periódica corresponde um átomo. No mesmo grupo situam-se elementos com o mesmo número de eletrões de valência, de maneira a que têm comportamentos químicos semelhantes. Os elementos que se situam nos grupos 1, 2, 13, 14, 15, 16, 17 e 18 denominam-se elementos representativos. (Os restantes elementos denominam-se elementos de transição e não serão objeto de estudo direto). Grupo 1 – metais alcalinos. Grupo 2 – metais alcalino-terrosos. Grupo 16 – calcogénios. Grupo 17 – halogéneos. Grupo 18 – gases nobres/raros/inertes No mesmo período situam-se elementos com distribuição eletrónica semelhante. Cada um dos períodos, com exceção do primeiro, inicia-se com um metal-alcalino e termina com um gás nobre. A Tabela periódica contém ainda uma linha quebrada que se inicia no Boro e que separa os metais dos não-metais. No entanto alguns dos elementos que se encontram anexos a essa linha podem comportar-se nalgumas situações como não-metais e noutras como metais. A fórmula química de uma substância indica-nos a sua composição qualitativa (elementos presentes) e a sua composição quantitativa (proporção de combinação dos elementos presentes). Na escrita de fórmulas químicas: Representam-se em primeiro lugar os elementos metálicos e só depois os não-metálicos. Os compostos moleculares (não metálicos) devem ser escritos segundo uma determinada ordem. B C P N H S I Br Cl O F Nos compostos iónicos, por convenção, representa-se em primeiro lugar os iões positivos e depois os iões negativos, ainda que se escreva o nome dos aniões antes do nome dos catiões. No caso dos compostos iónicos serem compostos dois elementos, recorre-se às seguintes proporções: 1:1 se as combinações são entre elementos dos grupos 1 e 17 ou 2 e 16. 2:1 se as combinações são entre elementos dos grupos 1 e 16. 1:2 se as combinações são entre elementos dos grupos 2 e 17. As substâncias iónicas que têm incorporadas na sua rede cristalina moléculas de água (água de cristalização), dizem-se sais hidratados. Os que não têm dizem-se sais anidros. Na fórmula química dos sais hidratados indica-se a proporção das moléculas de água: CuS  .5 O
As massas moleculares relativas (Mr) obtém-se somando as massas atómicas relativas de cada um dos elementos das moléculas (composição qualitativa), nas devidas proporções (composição quantitativa). |