POTENCIAL ELÉTRICO - 3° ANO DO ENSINO MÉDIO - FÍSICA

Potencial elétrico é a medida associada ao nível de energia potencial de um ponto de um campo elétrico. Ao tomarmos uma carga de prova q e a coloquemos em um ponto P de um campo elétrico. Ela adquire uma energia associada ao quanto pré-disposta ela está a entrar em movimento a partir unicamente do campo que está interagindo com ela.

Definimos por v o potencial elétrico associado a uma carga, temos que:

Unidade de potencial elétrico:

Em 1745 nasceu Alessandro G. A. Volta, na Itália cidade de Como, que aos 24 anos escreveu seu primeiro livro Da força magnética, do fogo elétrico e dos fenômenos daí dependentes. Sendo que sua maior contribuição à física foi a invenção da pilha elétrica.

Analisando as equações abaixo podemos encontrar uma equação que defina melhor o potencial elétrico para alguns casos.

Temos que:

Onde q₂ é a valor da carga elétrica que gera o campo, k é a constante elétrica do meio, e d a distância entre as cargas.

Para o caso de diversas cargas interagindo em um determinado campo temos que o potencial resultante no ponto P é dado pela soma dos potenciais parciais assim obtidos, levando em consideração os respectivos sinais, pois cada potencial será convertido em uma grandeza escalar.

v_resultante = v₁ + v₂ … + v_n

Superfícies equipotenciais são linhas imaginárias que possuem pontos com o mesmo potencial elétrico assim uma determinada carga gera infinitas superfícies equipotenciais.

Referências Bibliográficas:

Gaspar - Volume Único

CLASSIFICAÇÃO PERIÓDICA DOS ELEMENTOS - TABELA PERIÓDICA - 1° ANO DO ENSINO MÉDIO - QUÍMICA

Atenção alunos do 1º ano de Química. Pegue sua tabela periódica e preste atenção no texto:
Para ver a tabela clique na foto para ampliar, você poderá também imprimir no tamanho que você desejar, para as nossas aulas.

Classificação periódica dos elementos

Alem de ser mais completa que a tabela de Mendeleyev, a Classificação Periódica Moderna apresenta os elementos químicos dispostos em ordem crescente de números atômicos.
Períodos
As linhas horizontais que aparecem nas tabelas são denominadas períodos. É importante notar que:
- no 6º período, a terceira “casinha” encerra 15 elementos (do lantânio ao lutécio) que, por comodidade, estão indicados em uma linha abaixo da tabela; começando com o lantânio, esses elementos formam as chamada Série dos Lantanídios;
- Analogamente, no 7º período, a terceira “casinha” também encerra 15 elementos químicos (do actínio até o laurêncio), que estão indicados na Segunda linha abaixo da tabela. Começando com o actínio, eles formam a Série dos Actnídios.
- Devemos ainda assinalar que todos os elementos situados após o urânio (92) não existem na Natureza, devendo, pois, ser preparados artificialmente. Eles são denominados Elementos Transurânicos. Além desses, são também artificiais os elementos tecnécio-43, promécio-61 e astato-85.

Colunas, grupos ou famílias

As linhas verticais que aparecem na tabela, são denominadas colunas, grupos ou famílias de elementos. É ainda importante considerar o seguinte:
O hidrogênio (H), embora apareça na coluna 1A, não é um metal alcalino. Pelo contrário, o hidrogênio é tão diferente de todos os elementos químicos que algumas classificações preferem colocá-lo fora da tabela.
As colunas A são as mais importantes da tabela. Seus elementos são denominados elementos típicos, característicos ou representativos da Classificação Periódica. Em cada coluna A, a semelhança de propriedades químicas entre os elementos é máxima.
Os elementos das colunas 3B, 4B, 5B, 6B, 7B e 8B constituem os chamados elementos de transição. Note que, em particular, a coluna 8B é uma coluna tripla.
Outra separação importante que podemos notar na Classificação Periódica é a que divide os elementos em metais, não-metais (ou ametais) e semimetais.
Como podemos notar, dos 109 elementos considerados na tabela o número de metais (84) supera bastante o número de não-metais (11), semimetais (7) e gases nobres (6). Como já dissemos, o hidrogênio, devido às suas propriedades muito especiais, deve ser deixado fora dessa classificação.

A Tabela Periódica pode ser usada para relacionar as propriedades de seus elementos com suas estruturas atômicas.

Os elementos se organizam de acordo com suas propriedades periódicas: à medida que o número atômico aumenta, os elementos assumem valores crescentes ou decrescentes em cada período. As principais propriedades periódicas são: Raio atômico, Energia de Ionização, Afinidade eletrônica e Eletronegatividade.

Raio atômico

Essa propriedade se relaciona com o tamanho do átomo, e para comparar esta medida é preciso levar em conta dois fatores:

- Quanto maior o número de níveis, maior será o tamanho do átomo;

- O átomo que apresenta maior número de prótons exerce uma maior atração sobre seus elétrons.

Energia de Ionização

Energia necessária para remover um ou mais elétrons de um átomo isolado no estado gasoso: quanto maior o tamanho do átomo, menor será a energia de ionização.

- Em uma mesma família esta energia aumenta de baixo para cima;

- Em um mesmo período a Energia de Ionização aumenta da esquerda para a direita.

Afinidade eletrônica

É a energia liberada quando um átomo no estado gasoso (isolado) captura um elétron. Em uma família ou período, quanto menor o raio, maior a afinidade eletrônica.

Eletronegatividade

Força de atração exercida sobre os elétrons de uma ligação. Na tabela periódica a eletronegatividade aumenta de baixo para cima e da esquerda para a direita.

Essa propriedade se relaciona com o raio atômico, sendo que, quanto menor o tamanho de um átomo, maior será a força de atração sobre os elétrons.

Propriedades periódicas e aperiódicas

A tabela periódica existe para organizar os elementos que têm propriedades químicas e físicas semelhantes. Os metais, semimetais, não-metais e gases nobres formam grupos subdivididos para facilitar a localização.

Mas a Tabela Periódica não é útil apenas para saber sobre a massa atômica, número atômico e distribuição eletrônica dos átomos, podemos usá-la para observar as propriedades periódicas e aperiódicas que são usadas para relacionar as características dos elementos com suas estruturas atômicas.

Vejamos cada uma em particular:

Propriedades periódicas: ocorrem à medida que o número atômico de um elemento químico aumenta, ou seja, assume valores que crescem e decrescem em cada período da Tabela Periódica.

Entre as propriedades periódicas temos: raio atômico, energia de ionização, eletroafinidade, eletronegatividade, densidade, temperatura de fusão e ebulição e volume atômico.

Demonstração: a propriedade periódica eletronegatividade cresce de baixo para cima e da esquerda para a direita da Tabela, uma vez que quanto menor um átomo maior será sua eletronegatividade.

Propriedades aperiódicas: os valores desta propriedade variam à medida que o número atômico aumenta, mas não obedecem à posição na Tabela, ou seja, não se repetem em períodos regulares.

Exemplos de propriedades aperiódicas: calor específico, índice de refração, dureza e massa atômica. É válido ressaltar que a massa atômica sempre aumenta de acordo com o número atômico do elemento, e não diz respeito à posição deste elemento na Tabela.

Tabela periódica tem dois novos símbolos químicos

A tabela periódica vai passar a ter dois novos elementos químicos, ainda sem nome, aos quais foram atribuídos a numeração 114 e 116, que representam os números atómicos.

Os dois novos elementos foram descobertos em laboratório por uma equipa internacional de investigadores de Química e Física dos Estados Unidos e da Rússia.

Ao contrário de outros elementos químicos, como o carbono ou o ouro, estes novos elementos têm uma vida muito curta.

Os átomos do elemento químico 114 desintegram-se em poucos segundos. Ao 116 basta uma fracção de segundo. Ambos foram descobertos em experiências de laboratório com outros elementos da tabela periódica em 2004 e 2006.

Os números atómicos representam o número de protões que existem no núcleo de cada elemento químico. O Hidrogénio aparece sempre em primeiro lugar, com o número um.

Nos últimos 250 anos têm sido acrescentados novos elementos à tabela periódica. O mais recente datava de 2009, ao qual foi atribuído o nome copernicium, em honra de Copérnico.

Fonte: Brasil Escola

Faça o Download da Tabela Periódica -

http://www.4shared.com/photo/wc1vFjVt/tabela_periodica_completa.htm

MOLALIDADE (CONCENTRAÇÃO MOLAR) DE UMA SOLUÇÃO - 2° ANO DO ENSINO MÉDIO - QUÍMICA

Molalidade, normalmente representada pela letra W, é outra grandeza usada pelos químicos para expressar a concentração de uma solução. Ela pode ser definida da seguinte maneira:

Por isso, a molalidade também é chamada de concentração em quantidade de matéria por massa e essa relação pode ser expressa pela fórmula matemática:

 Uma vez que n₁ = m₁/M_1, podemos escrever também:

A unidade de molalidade é mols de soluto por kg de solvente (mol/Kg), mas ela é normalmente expressa pela palavra “molal” ou simplesmente "m".

Essa grandeza é muito útil quando se trabalha com soluções cuja temperatura varia, visto que a temperatura pode fazer com que o volume mude e o cálculo da molalidade não precisa do volume. Além disso, essa medida de concentração é proveitosa quando se estuda os aspectos relacionados às propriedades coligativas, que dependem dos números relativos de moléculas de soluto e de solvente.

Outra informação importante é que experimentalmente se constata que no caso de soluções aquosas diluídas que contêm quantidade igual ou inferior a 0,1 mol de soluto por 1 litro de água, as concentrações expressas em molaridade (mol/L) e em molalidade (W) são aproximadamente iguais numericamente.

Os passos necessários para preparar uma solução com a molalidade especificada são simples: primeiro se medem as massas necessárias de soluto e de solvente; depois se dissolve o soluto no solvente. 

Para entender como realizar os cálculos da molalidade, veja os exemplos a seguir:

Exemplo 1: “Para o preparo de uma solução, 0,5 mol de um sal foi dissolvido em 580 g de água. Vamos determinar então a concentração do soluto em mol por kg da solução.”

Para isso, podemos fazer o seguinte raciocínio:

0,58 kg (580g) de solvente dissolve 0,5 mol de soluto
1 kg de solvente dissolverá x

x = 1 kg . 0,5 mol
0,58 kg

x = 0,86 mol em 1 kg da solução = 0,86 mol/kg

Ou, então, podemos resolver essa questão substituindo os valores na fórmula da molalidade:

W = n₁
m₂

W = 0,5 mol
0,58 kg
W = 0,86 molal

Exemplo 2: “Qual é a molalidade da glicose num soro contendo 4 g de glicose (C₆H₁₂O₆) em 100 g (0,1 kg) de água? Dado: massa molar da glicose = 180 g/mol.”

Primeiro precisamos calcular a quantidade de glicose, em mol:

1 mol -------- 180 g

X ------------- 4 g
x = 0,02 mol

Agora sim podemos calcular a molalidade da glicose no soro:

0,1 kg de água --------- 0,2 mol de glicose
  1 kg ---------------------- y

y = 0,2 mol de glicose

A molalidade da glicose nesse soro é de 0,2 mol de glicose por quilograma de água.

Fonte:  Jennifer Rocha Vargas Fogaça

HIDROCARBONETOS AROMÁTICOS - BENZENO - 3° ANO DO ENSINO MÉDIO - QUÍMICA

O benzeno se apresenta em condições como um líquido incolor de aroma doce característico. Mas seu vapor não deve ser aspirado já que ele é altamente tóxico, seus vapores causam de imediato, tonturas e em grande quantidade até inconsciência. A longo prazo, a inalação de benzeno é associada inclusive como causa de certos tipos de câncer, como leucemia. Outros compostos aromáticos são o naftaleno, antraceno, tolueno, fenol e etc. Todos eles possuem em sua estrutura anéis benzênicos.

Esse composto é o mais simples a apresentar o fenômeno da aromaticidade. Caracterizada por haver um anel, que apresenta uma estabilidade maior do que a esperada para a sua composição. Isso se deve aos elétrons que circulam pela sua cadeia. O benzeno possui duas formas de ressonância aceitáveis que, para melhor entendimento, digamos que se alternam e assim estabilizam todas as ligações. Um das provas dessa alternância entre as formas é que todas as ligações carbono-carbono do benzeno são do mesmo tamanho. Um comprimento intermediário entre a dupla ligação e a ligação simples. Por isso a estrutura mais provável de um benzeno é uma mistura entre suas duas formas de ressonância.

Descoberto por Michael Faraday em 1825, ele se tornou um composto presente em diversos aspectos da nossa vida. O principal deles é nos combustíveis fósseis. O melhor tipo de petróleo, o petróleo aromático, possui compostos aromáticos em abundância na sua composição. A região do Oriente Médio é rica nesse tipo de petróleo.

A reatividade do Benzeno não pode ser comparada com a reatividade de cadeias abertas que possuem ligações duplas. A grande estabilidade do Benzeno faz com que ele reaja de maneira diferente. Por exemplo, uma reação conhecida é a de adição de Bromo em uma dupla ligação. A ligação é quebrada e cada átomo de Bromo se adiciona a cadeia como se fosse um Hidrogênio. Isso não acontece no Benzeno. Nele acontece uma substituição eletrofílica aromática, isso é um dos Hidrogênios é substituído por um dos Bromos. Os reagentes que geralmente atacam o benzeno são os eletrófilos, ou seja eles tem afinidade por elétrons.

Fonte: Infoescola

DILATAÇÃO VOLUMÉTRICA - 2º ANO DO ENSINO MÉDIO

Com poucas exceções, os volumes de todos os corpos aumentam quando a temperatura cresce, se a pressão externa sobre o corpo permanecer constante.

A variação do volume de um determinado corpo se da pela equação: ΔV = V₀γΔT

Sendo que temos que a variação de volume de um corpo (ΔV) é igual ao volume inicial (V₀) multiplicado pelo coeficiente de dilatação volumétrica (γ), que por sua vez é multiplicado pela variação de temperatura sofrida pelo corpo.

O coeficiente de dilatação volumétrica é frequentemente calculado por meio da relação empírica entre a densidade e a temperatura a pressão constante. Quando não se pode usar este método, emprega-se métodos óticos envolvendo interferência de luz.

Pela equação: ΔV = V₀γΔT, nota-se que o coeficiente de dilatação volumétrica não depende da pressão, e depende acentuadamente da variação de temperatura sofrida pelo corpo.

Pela figura abaixo  podemos observar uma expansão volumétrica.

Note que se houver um buraco no corpo sólido, o volume do buraco aumentará quando o corpo dilatar, como se o buraco fosse um sólido do mesmo material do corpo. Esse resultado é verdadeiro mesmo quando o buraco fica tão grande que o corpo envolvente reduz-se a uma camada fina.

Relações entre dilatações

Como uma dilatação linear é feita basicamente em uma dimensão ( de crescimento), uma superficial em duas dimensões e uma volumétrica em três, podemos concluir uma relação entre seus coeficientes de dilatação.

NOVOS CONTEÚDOS DE QUÍMICA - 1º, 2º e 3º anos do Ensino Médio

DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA - DIAGRAMA DE PAULING - 1º ANO DO ENSINO MÉDIO

Um problema para os químicos era construir uma teoria consistente que explicasse como os elétrons se distribuíam ao redor dos átomos, dando-lhes as características de reação observadas em nível macroscópico.

Foi o cientista americano Linus C. Pauling quem apresentou a teoria até o momento mais aceita para a distribuição eletrônica.

Sobre Pauling, é sempre interessante citar que ele foi duas vezes laureado com o Prêmio Nobel. O de química em 1954, por suas descobertas sobre as ligações atômicas, e o da Paz em 1962, por sua militância contra as armas nucleares.

Para entender a proposta de Pauling, é preciso primeiro dar uma olhadinha no conceito de camadas eletrônicas, o princípio que rege a distribuição dos elétrons em torno do átomo em sete camadas, identificadas pelas letras K, L, M, N, O, P e Q.

Uma característica destas camadas é que cada uma delas possui um número máximo de elétrons que podem comportar:

K = 2, L = 8, M = 18, N = 32, O = 32, P = 18, Q = 8

Pauling apresentou esta distribuição dividida em níveis e subníveis de energia, em que os níveis são as camadas e os subníveis divisões destes (representados pelas letras s, p, d, f), possuindo cada um destes subníveis também um número máximo de elétrons.

s = 2, p = 6, d = 10, f= 14

A distribuição eletrônica, conforme Pauling, não era apenas uma ocupação pelos elétrons dos espaços vazios nas camadas da eletrosfera.

Os elétrons se distribuem segundo o nível de energia de cada subnível, numa seqüência crescente em que ocupam primeiro os subníveis de menor energia e, por último, os de maior.
É esta a tradução do diagrama de energia de Pauling, que define esta ordem energética crescente que é também a seqüência de distribuição dos elétrons:

Na figura, as setas indicam a ordem crescente dos níveis de energia: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶ 6s² 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6p⁶ 7s² 5f¹⁴ 6d¹⁰

Note que como a energia de 4s² é menor, esta posição vem antes de 3d¹⁰.
Assim, seguindo o diagrama de Pauling, podemos montar a distribuição eletrônica de qualquer elemento químico, como por exemplo:

Algumas edições da Tabela Periódica informam também a distribuição eletrônica dos elementos químicos, o que facilita muito o trabalho de quem precisa operar estes dados.

Mas, independentemente disto, é muito importante conhecer os mecanismos que regem esta distribuição, e particularmente o conceito de níveis e subníveis de energia, ponto de partida para estudos mais avançados como os princípios da mecânica quântica.

FRAÇÃO MOLAR DO SOLUTO E SOLVENTE  - 2º ANO DO ENSINO MÉDIO

Fração Molar (é um número puro, isto é, não tem unidade).

A fração molar de uma solução pode ser expressa de duas maneiras:

- Fração molar do soluto. - Fração molar do solvente.

A fração molar do soluto (X₁) é a relação entre o número de moles do soluto (n₁) e o número de moles da solução (n₁+ n₂).

A fração molar do solvente(X₂) é a relação entre o número de moles do solvente (n₂) e o número de moles da solução (n₁+ n₂). Sendo:

F₁ = fração molar do soluto  

F₂ = fração molar do solvente             

n₁ = número de moles do soluto.            

n₂ = número de moles do solvente.        

n = número de moles da solução ( n₁ + n₂ ).

NOMENCLATURA DOS ALCINOS   - 3º ANO DO ENSINO MÉDIO

Nomenclatura dos alcinos

Os alcinos são hidrocarbonetos insaturados com uma ou mais ligações triplas carbono – carbono (C º C). O alcino mais simples, o etino, tem a fórmula molecular C2H2 e fórmula racional CH º CH, segue-se o propino (C3H4), o butino (C4H6), ...

A fórmula geral dos alcinos que só contêm uma ligação tripla por molécula é: CnH2n-2, em que n é um número inteiro ³ 2.

As regras de nomenclatura são idênticas às apresentadas para os alcanos e alcenos, com a particularidade da cadeia escolhida para principal ter de conter as ligações triplas.

1ª O nome é formado pelo prefixo indicativo do número de átomos de carbono da cadeia principal, acrescido da terminação ino.

2ª Os átomos de carbono são numerados sequencialmente, começando essa numeração pela extremidade mais próxima da(s) ligação(ões) tripla(s). A posição do primeiro átomo da ligação tripla é colocada imediatamente antes do nome do alcino e separada dele por um hífen.

3ª Se houver mais do que uma ligação tripla na cadeia carbonada as suas posições são indicadas pelos respectivos números, separados por vírgulas. O nome do hidrocarboneto deverá ainda indicar se se trata de um diino, caso existam duas triplas ligações, de um triino, se existirem três triplas ligações, ou outro.

Nota:

Para os hidrocarbonetos insaturados em que existam ligações duplas e triplas na mesma cadeia carbonada, a numeração dos átomos de carbono é comandada pela ligação dupla, que toma prioridade.

ALCENOS - 3º ANO DO ENSINO MÉDIO - QUÍMICA

Também chamados de hidrocarbonetos etilênicos ou olefinas, os alcenos são compostos constituídos exclusivamente por carbono e hidrogênio e possuem fórmula geral C_nH_2n, cujo primeiro membro é o eteno  (C₂H₄).

Alcenos são hidrocarbonetos de cadeia carbônica acíclica (alifática), insaturados com um única dupla ligação e homogêneo.

H₂C = CH₂  - eteno ou etileno

Os alcenos se apresentam na natureza da seguinte forma: os de cadeia normal de dois a quatros carbonos são gases, de cinco a dezesseis carbonos são líquidos e de dezessete carbonos em diante são sólidos, na temperatura ambiente.

Ao contrário dos alcanos, os alcenos são muito raros na natureza. Os gasosos constituem pequena quantidade dos gases naturais e do petróleo, como é o caso do eteno que é extraído do cracking de petróleo. Muitos alcenos então, são preparados em laboratórios.

Nomenclatura dos alcenos

Prefixos:

1 C – met

2 C – et

3 C – prop

4 C – but

5 C – pent

6 C – hex

7 C – hept

8 C – oct

9 C – non

10 C – Dec

Intermediário: an

Sufixo: o

Exemplo:

Fonte: Feltre e Mundo da Educação

MOLARIDADE OU CONCENTRAÇÃO EM MOL/L - 2º ANO DO ENSINO MÉDIO - QUÍMICA

A molaridade ou concentração em quantidade de matéria (mol/L), é a relação entre a quantidade de matéria do soluto (n₁) e o volume da solução em litros (V).

Consideremos o suco gástrico que nosso estômago produz, com a finalidade de realizar o processo de digestão. Na realidade, trata-se de uma solução de ácido clorídrico (HCl) em uma concentração de 0,01 mol/L. Isso significa que para cada HCl.

A concentração em quantidade de matéria é muitas vezes chamada por alguns autores de concentração molar ou molaridade, porém os termos corretos são “concentração em mol/L” ou “concentração em quantidade de matéria”. Além disso, essa concentração é a mais recomendada pelo Sistema Internacional de Unidades (SI) e pela União Internacional de Química Aplicada (IUPAC), portanto, ela é a mais usada em laboratórios e indústrias químicas.

A fórmula matemática usada para calcular essa concentração é dada por:

Porém, em muitos casos não é fornecido o valor da quantidade de matéria do soluto, mas sim a sua massa, expressa em gramas (m₁). Nesses casos, temos que a quantidade de matéria do soluto em mols (n₁) pode ser conseguida pela divisão da massa do soluto pela massa molar do próprio soluto, conforme a fórmula abaixo:

Substituindo n₁ na equação, temos:

Considere o seguinte exemplo abaixo para visualizar como é feito esse cálculo:

“Uma solução aquosa com 100 mL de volume contém 20g de NaCl. Como proceder para expressar a concentração dessa solução em quantidade de matéria por volume?”

RESOLUÇÃO

A fórmula utilizada é a mesma acima, porém o volume não está em litros. Assim, devemos fazer a seguinte conversão de unidades:

1 L ---------- 1000 mL

V    ----------  100 mL

V = 0,1 L

Também é necessário descobrir o valor da massa molar do sal NaCl. Para tal, é preciso saber os valores das massa atômicas de ambos os elementos e realizar o cálculo da massa molar:

M (NaCl) = 1 . 23 + 1 . 35,46

M (NaCl) = 58,46 g/mol

Agora sim podemos substituir todos os valores na fórmula e descobrir o valor da concentração em mol/L:

Fonte: Feltre e Brasil Escola

ÍONS - CÁTIONS E ÂNIOS - 1º ANO DO ENSINO MÉDIO - QUÍMICA

Para um átomo ser eletricamente neutro ele precisa ter a mesma quantidade de prótons e elétrons, mas como nem sempre isso ocorre, surge então os compostos denominados de íons. Íons são átomos que perderam ou ganharam elétrons em razão de reações, eles se classificam em ânions e cátions:

ÂNIONS: átomo que recebe elétrons e fica carregado negativamente. Exemplos: N^3-, Cl^-, F^1-, O^2-.

CÁTIONS: átomo que perde elétrons e adquire carga positiva. Exemplos: Al³⁺, Na⁺, Mg²⁺, Pb⁴⁺.

Quando ocorrem ligações entre íons positivos e negativos denominamos de Ligações Iônicas. Um exemplo prático de ligação iônica é que ocorre na formação de Cloreto de sódio, o nosso sal de cozinha cuja fórmula é NaCl, veja a reação:

Na⁺  +  Cl^-  → NaCl

Só para relembrar:

Ânios – íons negativos

Cátions – íons positivos

Exemplos:

₁₅P^3- →  Este átomo possui 15 prótons e 18 elétrons (recebeu 3 elétrons)

₁₂Mg²⁺ → Este átomo possui 12 prótons e 10 elétrons (perdeu 2 elétrons)

A espécie química Mg²⁺ é chamada cátions bivalente ou íon bivalente positivo. Outro exemplo deste tipo de nomenclatura é o F^-, denominado de ânion monovalente ou íon monovalente negativo.

Fonte: Feltre e Brasil Escola

CAMPO ELÉTRICO - 3º ANO DO ENSINO MÉDIO - FÍSICA

Assim como a Terra tem um campo gravitacional, uma carga Q também tem um campo que pode influenciar as cargas de prova q nele colocadas. E usando esta analogia, podemos encontrar:

Desta forma, assim como para a intensidade do campo gravitacional, a intensidade do campo elétrico (E) é definido como o quociente entre as forças de interação das cargas geradora do campo (Q) e de prova (q) e a própria carga de prova (q), ou seja:

Chama-se Campo Elétrico o campo estabelecido em todos os pontos do espaço sob a influência de uma carga geradora de intensidade Q, de forma que qualquer carga de prova de intensidade q fica sujeita a uma força de interação (atração ou repulsão) exercida por Q.

Já uma carga de prova, para os fins que nos interessam, é definida como um corpo puntual de carga elétrica conhecida, utilizado para detectar a existência de um campo elétrico, também possibilitando o cálculo de sua intensidade.

Vetor Campo Elétrico

Voltando à analogia com o campo gravitacional da Terra, o campo elétrico é definido como um vetor com mesma direção do vetor da força de interação entre a carga geradora Q e a carga de prova q e com mesmo sentido se q>0 e sentido oposto se q<0.  Ou seja:

A unidade adotada pelo SI para o campo elétrico é o N/C (Newton por coulomb).

Interpretando esta unidade podemos concluir que o campo elétrico descreve o valor da força elétrica que atua por unidade de carga, para as cargas colocadas no seu espaço de atuação.

O campo elétrico pode ter pelo menos quatro orientações diferentes de seu vetor devido aos sinais de interação entre as cargas, quando o campo é gerado por apenas uma carga, estes são:

Quando a carga de prova tem sinal negativo (q<0), os vetores força e campo elétrico têm mesma direção, mas sentidos opostos, e quando a carga de prova tem sinal positivo (q>0), ambos os vetores têm mesma direção e sentido

Já quando a carga geradora do campo tem sinal positivo (Q>0), o vetor campo elétrico tem sentido de afastamento das cargas e quando tem sinal negativo (Q<0), tem sentido de aproximação, sendo que isto não varia com a mudança do sinal das cargas de provas.

 Fonte: Os Fundamentos da Física

DILATAÇÃO TÉRMICA SUPERFICIAL - 2º ANO DO ENSINO MÉDIO - FÍSICA

Os corpos, quando submetidos à variação de temperatura, têm as suas dimensões alteradas, essa variação é chamada de dilatação térmica.

A dilatação supercial é aquela na qual ocorre variação na área do corpo.

Considere a placa metálica descrita na gravura abaixo:

Inicialmente, a temperatura inicial é t_i a placa tem área inicial S_i. Após ser aquecida por uma fonte de calor, a sua área ganha novas dimensões, ou seja, ela se expande em razão do aumento no grau de agitação das moléculas que a compõem. Agora com temperatura final t_f a placa metálica passa a ter área final S_f. A variação de área sofrida pela placa pode ser determinada da seguinte forma:

∆S = S_f - S_i

Experimentalmente podemos mostrar que a variação da área sofrida pela placa é proporcional à variação da temperatura sofrida pela mesma, matematicamente temos a seguinte realação que determina a dilatação superficial:

∆S = S_i β ∆t

Onde β é chamado de coeficiente de dilatação térmica supercial do material que constitui a placa, ele é igual a duas vezes o valor do coeficiente de dilatação térmica linear (α), veja: β = 2α.

Fonte: Os fundamentos da Física

GRÁFICOS DO MOVIMENTO UNIFORME - 1º ANO DO ENSINO MÉDIO - FÍSICA

Diagrama s x t

Existem diversas maneiras de se representar o deslocamento em função do tempo. Uma delas é por meio de gráficos, chamados diagramas deslocamento versus tempo (s x t). No exemplo a seguir, temos um diagrama que mostra um movimento retrógrado:

Analisando o gráfico, é possível extrair dados que deverão ajudar na resolução dos problemas:

Sabemos então que a posição inicial será a posição Si = 10m quando o tempo for igual a 2 s. Também sabemos que a posição final Sf = 16m se dará quando t=4s.

Saiba mais:
A velocidade será numericamente igual à tangente do ângulo formado em relação à reta onde está situada, desde que a trajetória seja retilínea uniforme.

Diagrama v x t

Em um movimento uniforme, a velocidade se mantém igual no decorrer do tempo. Portanto seu gráfico é expresso por uma reta:

Dado este diagrama, uma forma de determinar o deslocamento do móvel é calcular a área sob a reta compreendida no intervalo de tempo considerado.

Fonte: Os fundamentos da Física

ISÓTOPOS, ISÓBAROS E ISÓTONOS - 1º ANOS DO ENSINO MÉDIO - QUÍMICA

• Isótopos:

Como vimos no tópico sobre modelos atômicos, Dalton acreditava que uma das características que distinguiam os elementos uns dos outros era a massa. Porém, Thomson notou pelos seus experimentos que a coisa não era bem assim.

O pesquisador que ficou conhecido pelo modelo do pudim de passas já havia notado que gases quimicamente puros apresentavam a mesma relação carga/massa (q/m) e que em um mesmo gás esta relação era constante.

Mas, ao aperfeiçoar as técnicas de medição, o cientista observou que o gás neônio, de massa 20,2, comportava-se como uma mistura de gases de massas 20 e 22, pois nos experimentos com tubos de gases apareciam desvios diferentes com o neônio. Como a carga (q) deste gás é constante, Thomson concluiu que o neônio é constituído de átomos de mesma carga e massas diferentes.

Em 1919, seu discípulo Francis Willian Aston aprimorou sua aparelhagem e inventou o primeiro espetrógrafo de massa, a fim de demonstrar com mais exatidão a existência de atómos de mesmo elemento (mesmo número atômico) com massas diferentes. Assim, pode comprovar que o neônio é formado de átomos quimicamente iguais, porém, de massas diferentes. O cientsta inglês Frederick Soddy chamou essas formas de um mesmo elemento de isótopos, do grego isso = mesmo e topos = lugar.

Para indicar um elemento isótopo, coloca-se à frente do seu nome o seu número de massa. Exemplos:

Isótopos do oxigênio: Oxigênio-16; Oxigênio-17; Oxigênio-18

Isótopos do urânio: Urânio-235; Urânio-238

Isótopos do cloro: Cloro-35; Cloro-37

*Os isótopos do hidrogênio são os únicos que têm nomes e símbolos químicos especiais:

Prótio (H): é o mais encontrado na natureza (99,984%) e tem massa 1;

Deutério (D): é dificilmente encontrado na natureza (0,016%) e tem massa 2;

Trítio (T): quase não é encontrado na natureza (~10-7%) e tem massa 3.

• Isóbaros:

São elementos diferentes, portanto, com números atômicos diferentes, mas que possuem o mesmo número de massa. Isso não significa que os números de prótons e nêutrons sejam iguais; o que é igual é a soma desses números, ou seja, a massa do átomo. O termo isóbaro vem do grego isso = mesmo e baros = peso.

Exemplo:

Cálcio (Ca): Z = 20; n = 20; A = 40

Argônio (Ar): Z = 18; n = 22; A = 40

Potássio (K): Z = 19; n = 21; A = 40

• Isótonos:

São elementos diferentes (números atômicos diferentes), de massas diferentes, mas mesmo número de nêutrons. O termo isótono vem do grego isso = mesmo e tonos = força (alusão ao fato de que os nêutrons são responsáveis pelas forças de coesão do núcleo). Exemplo:

Boro (B): Z = 5; p = 5; n = 6; A = 11

Carbono (C): Z = 6; p = 6; n = 6; A = 12