Concursos, Vestibulares & ENEM

CONCURSOS, VESTIBULARES & ENEM Qualquer material atritado com Sentido da força que atua em
qualquer outro que o precede na lis- uma carga
ta fica eletrizado negativamente e, • Se a carga é positiva, o campo e a
quando atritado com qualquer outro
que o segue fica eletrizado positiva- força têm o mesmo sentido.
mente. • Se a carga é negativa, a força e o

Quanto mais afastados estiverem na campo têm sentidos contrários.
lista maior será a eficiência na eletri- • A unidade de medida de intensida-
zação.
de de campo elétrico é o newton
por coulomb (N/C).

Contato Lei de Coulomb Campo elétrico criado por várias
A eletrização por contato ocorre cargas puntiformes
quando um corpo eletrizado encosta 
num corpo neutro. A intensidade da força F entre duas O campo elétrico criado por várias
Neste tipo de eletrização, os corpos cargas puntiformes depende: cargas puntiformes em um ponto é a
adquirem cargas de mesmo sinal. • Do módulo das cargas elétricas: Q1 soma vetorial dos campos que cada
Se considerarmos dois corpos condu- e Q2; carga criaria se estivesse sozinha.
tores de mesmas dimensões, após o • Da distância d que separa as car-
contato eles terão mesma quantidade O campo resultante obedece à regra
de cargas. da soma de vetores (lei dos cossenos).

Indução Sendo α o ângulo formado entre E1
Indução é o tipo de eletrização em e E2 temos:
que não há contato entre os corpos.
Considere três condutores, um ele- E = E1 + E2 + 2E1 ⋅ E2 ⋅ cos α
trizado positivamente e ou outros dois
neutros e encostados um no outro. gas;
Aproxima-se o condutor carregado dos • Do meio ambiente em que se en-
condutores neutros. O condutor carre- contram, pois cada meio possui Linhas de força
gado será o indutor e os condutores
neutros, os induzidos. uma constante dielétrica (permissi- Linhas de força são linhas imaginá-
Durante essa aproximação, obser- vidade elétrica) K. rias utilizadas para representar o senti-
va-se uma separação de cargas nos do do vetor campo elétrico.
condutores neutros. Como o indutor A intensidade da força é dada pela ex-
é positivo, o induzido mais próximo pressão denominada lei de Coulomb. Os vetores campo elétricos tangen-
do indutor ficará negativo e o indu- ciam as linhas de força em cada ponto
zido mais afastado ficará positivo. F =K Q1 . Q2 delas.
Agora, com o indutor ainda próximo, d2
separam-se os dois condutores que Observações
estão juntos. E por fim retira-se o in- O valor de K no vácuo é de: • Duas linhas de força nunca se cru-
dutor das proximidades dos outros
dois corpos. Teremos como resultado K = 9 ⋅109 N ⋅ m2 zam.
os dois condutores, que inicialmente C2 • Nas regiões onde há maior concen-
eram neutros, carregados com cargas
de sinais a opostos. Note que em mo- Campo elétrico tração de linhas de força, o vetor
mento algum houve o contato entre o campo elétrico tem maior intensi-
condutor carregado e os condutores dade do que nas regiões onde as
inicialmente neutros. linhas de força encontram-se mais
Um exemplo de eletrização por indu- espaçadas.
ção são os raios.
Quando temos uma nuvem carregada É uma região do espaço onde uma Linhas de força do campo elétri-
eletricamente durante uma tempes- carga fica sujeita a uma força elétrica. co criado por uma carga puntifor-
tade, ela irá induzir na superfície car- me
gas de sinais opostos, criando assim O campo elétrico possui intensidade,
um campo elétrico entre a nuvem e a direção e sentido, ou seja, é uma gran- Carga positiva Carga negativa
superfície. Se esse campo elétrico for deza vetorial. Ovetor que o representa
muito intenso, teremos uma descar- é indicado por E
ga elétrica violenta, que conhecemos
como raio. A fórmula do campo elétrico é dada
pela relação entre a força elétrica F e
800 a carga de q:

E= f
q

A unidade de medida da força elétri-
ca F é o Newton(N) e a da carga q é o
coulomb(C). Para o campo elétrico te-
remos então N/C.

Carga positiva Carga negativa Potencial elétrico Campo elétrico uniforme FÍSICA
Um campo elétrico uniforme possui
Linhas de força do campo elétri- Para cada ponto de um campo elétri- em toda sua área, a mesma intensida-
co criado por duas cargas iguais co define-se uma grandeza vetorial, o de, direção e sentido. Assim as linhas
positivas próprio campo elétrico E , e uma gran- de força são paralelas e equidistantes.
deza escalar, o potencial elétrico (V).
Linhas de força do campo elétri- Relação entre o potencial e a
co criado por duas cargas de mes- O potencial elétrico é a capacidade que intensidade do campo elétrico
mo valor e sinais contrários um corpo (ou carga) energizado tem de
realizar um trabalho, associado ao campo Temos que:
elétrico, independentemente do valor da U = VA - VB
carga q colocada nesse campo. Para ob- D = distância entre os pontos A e B
ter o potencial elétrico em um ponto, é co- Podemos escrever a seguinte relação
locada uma carga de prova q e medida a matemática:
energia potencial adquirida por ela. Essa E.d=U
energia potencial é proporcional ao valor Em que:
de q. Portanto, a razão entre a energia po- U = diferença de potencial
tencial e a carga é constante. Essa razão d = distância de deslocamento da
é chamada de potencial elétrico do ponto. carga de A até B
E pode ser calculada pela expressão: E = intensidade do campo elétrico
As unidades de campo elétrico no SI
V = Ep são o volt por metro V/m e o newton
q por coulomb N/C.

Em que: FICHA 2 – ELETRODINÂMICA
V = potencial elétrico
Ep = energia potencial Corrente elétrica
q = carga
Corrente elétrica é o movimento or-
O potencial elétrico tem por unidade denado de partículas portadoras de
SI o volt (V) em homenagem ao físico cargas elétricas. No entanto, a mais
A-lessandro Volta. J/C = V. O potencial conhecida, provavelmente, é a do mo-
elétrico é uma grandeza escalar e o vimento de elétrons através de um con-
seu valor num ponto do campo elétrico dutor elétrico, geralmente metálico.
não depende da carga de prova q.
Sabemos que a carga elétrica de um
Potencial gerado por um campo elétron é igual a –e e que a carga elé-
de uma carga puntiforme trica do próton é igual a +e. A carga do
elétron é: e = 1,6 . 10–19 (carga ele-
O cálculo do potencial elétrico (V) se mentar).
dá pela expressão matemática:
Intensidade de corrente elétrica
Energia potencial elétrica V = K ⋅ Q Considere um fio metálico (condutor)
(Ep) d sendo atravessado por elétrons livres,
todos no mesmo sentido.
É a energia que determinado objeto Potencial criado por N cargas
ou partícula eletrizada adquire quando Cada carga cria seu potencial V. O po- Ilustração de um fio ampliado 801
colocado na presença de um campo tencial resultante será a soma algébri-
elétrico. A energia potencial elétrica é ca entre os potenciais.

calculada pela expressão: Ep = K ⋅ Q⋅q Vres = V1 + V2 + ... Vn
d
Trabalho da força elétrica

Em que: Quando colocamos uma carga (q) num
campo elétrico E , se a carga sofre
K = constante dielétrica deslocamento de um ponto A para um
Q = carga geradora do potencial elé- ponto B, dizemos que a força (devido
trico ao campo) realiza um trabalho (τ) dado
q = carga colocada no campo elétrico pela seguinte expressão matemática:
d = distância entre as duas cargas
A energia potencial elétrica tem por τ = q ⋅ (VA − VB )
unidade no SI o joule (J).
O trabalho da força elétrica não de-
pende da trajetória da carga q, mas do
potencial elétrico inicial e final.

CONCURSOS, VESTIBULARES & ENEM (U) e diferença de potencial (ddp) são ferença de potencial (U) entre dois
sinônimos. pontos de um condutor é diretamen-
te proporcional à corrente elétrica (i)
O aparelho utilizado para medir a dife- que o percorre.
rença de potencial é o voltímetro.

Efeito Joule R = U ou U =R⋅i
Quando uma corrente elétrica percor- i
re um condutor elétrico sólido, parte da
Considerando que num intervalo de energia dos elétrons é transformada Resistor ômico
tempo Δt, n elétrons atravessam uma em energia térmica (calor) devido ao Quando um resistor obedece a Lei
secção reta do fio, a intensidade média choque dos elétrons livres com os áto- de Ohm, ele é denominado um resistor
da corrente elétrica nesse fio no inter- mos do condutor. Esse efeito é denomi- ômico. É o caso dos resistores feitos de
valo de tempo Δt é da por: nado efeito joule, homenagem a James carbono ou metal.
Prescott Joule (1818-1889), que estu- O gráfico característico de resistores
i= q ou Q = i ⋅ Δt dou o fenômeno em 1840. ômicos é uma reta, que passa pela
Δt origem fazendo um ângulo Θ com o
FICHA 3 – RESISTORES E eixo x.
LEI DE OHM
E a quantidade de carga Q tem valor U=(V)
absoluto dado por Q = n. e , em que (n) 3.1 Resistor e resistência
é o numero de elétrons que passaram i (A)
por ali e (e) é a carga elementar. Resistor (muitas vezes chamado de
resistência) é todo elemento de um Segunda Lei de Ohm
No sistema internacional de unidades circuito cuja função exclusiva é trans-
(SI), a intensidade da corrente elétrica formar energia elétrica em energia tér- Experimentalmente, foi verificado
(i) é dada em coulomb/segundo (C/s) mica (efeito joule). que a resistência (R) depende do com-
e é denominada ampère (A), em home- primento, da espessura e do tipo de
nagem a André-Marie Ampère (1775- Os resistores estão em todos os material de que o condutor é feito.
-1836). aparelhos domésticos que tem por
princípio o aquecimento elétrico. Por A resistência é diretamente propor-
Na prática é comum fazer o uso dos exemplo: chuveiro elétrico, torradeira, cional ao comprimento (quanto maior
submúltiplos do ampère. cafeteira elétrica, secador de cabelos, o comprimento, maior é a resistência)
lâmpadas incandescentes, ferro de do condutor e inversamente proporcio-
Miliampère = 10–3 A = 1 mA passar roupa etc. nal a espessura do condutor (quanto
Microampère = 10–6 A = 1μA maior a espessura do condutor, menor
O aparelho utilizado para medir a in- Todo resistor é feito de um material é a resistência).
tensidade de corrente elétrica é o am- condutor resistivo (apresenta uma difi-
perímetro. culdade relativa na passagem de elé- A influência do material é sua resisti-
trons), como por exemplo o carbono. vidade elétrica (ρ) que é o que deter-
Exemplos de condutores e iso- A medida dessa dificuldade chama-se mina a dificuldade que os elétrons têm
lantes elétricos resistência elétrica. de passar entre os átomos do material.

Podemos encontrar condutores elétri- Nos esquemas de circuitos elétricos, Por isso, se dois fios forem do mesmo
cos nos estados sólido, como metais, o resistor é representado por uma li- comprimento e da mesma espessura,
nos quais existem uma grande quan- nha em ziguezague como mostra a fi- eles podem apresentar resistências
tidade de elétrons livres. No estado lí- gura abaixo. diferentes se forem feitos de materiais
quido, temos as soluções iônicas (água distintos.
com gás, por exemplol), e no gasoso, Resistor
os gases ionizados (atmosfera quando Então podemos escrever:
ocorrem os raios etc). A unidade de medida da resistência
(R) no sistema internacional (SI) é o R =ρ⋅ l
Os não metais e o vidro são bons iso- ohm, representada pela letra grega A
lantes, pois possuem poucos elétrons ômega (Ω).
livres. Em que:
Primeira Lei de Ohm R = resistência elétrica
Diferença de potencial ou ρ = constante de resistividade do ma-
tensão elétrica (U) Essa lei tem esse nome em home- terial do condutor (fio)
nagem ao seu formulador, o físico
Quando dizemos que a diferença de Georg Simon Ohm. Indica que a di-
potencial entre os polos de uma ba-
teria é 12 V, estamos dizendo que, ao
atravessar a bateria, cada carga elétri-
ca igual a 1,0 C (coulomb) recebe 12 J
(joule) de energia elétrica.

Lembre-se de que tensão elétrica

802

I = comprimento do condutor (fio) i = i1 + i2 + i3 FICHA 4 – GERADORES E FÍSICA
A = área da seção transversal do con-
dutor (fio) b) A tensão (U) é a mesma em todos RECEPTORES
os resistores, pois eles estão liga-
Associação de resistores dos aos mesmos fios (A e B). Gerador
Quando é preciso um resistor com
resistência específica e não o temos, c) O inverso da resistência equivalen- É todo dispositivo que transforma
podemos associar alguns resistores te é igual à soma dos inversos das energia não elétrica (mecânica, lumino-
a fim de que a resistência da asso- resistências parciais. sa, eólica etc.) em energia elétrica.
ciação seja equivalente à resistência
desejada. 1 = 1 + 1 + 1 ++ 1 Essa energia elétrica é fornecida às
Os resistores podem ser associa- Rp R1 R2 R3 Rn cargas elétricas que o atravessam,
dos em série, em paralelo e de forma mas nem toda energia é aproveitada,
mista (parte em série e parte em pa- Casos especiais de associação pois ocorrem perdas.
ralelo). em paralelo
Potência é a energia por unidade de
Associação em série • Quando a associação é de apenas tempo. Usando o princípio de conser-
dois resistores. vação de energia temos:

R1 i R2 i R3 i Rp = R1 ⋅ R2 PT = PU + Pd
A R1 + R2
B

Onde:

U1 U2 U3 • Quando a associação tem n resis- PT = potência total
A U B tores iguais.
PU = potência útil
R4 1 =R
Rp n Pd = potência dissipada
i
U4 A unidade de medida da potência
no SI (sistema internacional) é o
watt (W)

Associação mista de O gerador é representado pelo sím-
resistores bolo:
Propriedades: Gerador
a) A corrente elétrica (i) é a mesma
Para achar o resistor equivalente em Força eletromotriz (f.e.m.)
em todos os resistores. uma associação mista, é preciso cal-
b) A tensão total é a soma de todas as cular por partes. Calculam-se as asso- Nos geradores, a potência total (PT)
ciações em paralelo e as associações é diretamente proporcional à corrente
tensões parciais. em série de modo a transformá-las em elétrica que o atravessa:
um único resistor equivalente. Depois
Ut = U1 + U2 + U3 que a associação em paralelo já tiver PT = E ⋅ i
um resistor equivalente, resolve-se a
c) A resistência equivalente (RS) da associação em série com todos os re- Onde:
associação é a soma das resistên- sistores. E = força eletromotriz
cias parciais. i = intensidade da corrente elétrica.
Outra aplicação de resistores são os A constante de proporcionalidade (E)
Associação em paralelo fusíveis. é uma característica do gerador, a qual
recebe o nome de força eletromotriz
A O funcionamento de um fusível é base- do gerador (f.e.m.).
ado no princípio do efeito joule, no qual Força eletromotriz é uma grandeza
hh h a corrente que passa por um condutor escalar e não pode ser confundida com
gera calor. Quando a corrente atinge um uma diferença de potencial elétrico
R1 R2 R3 U determina-do valor máximo, o condutor (ddp), apesar de ambas terem a mes-
se aquece, porém não dissipa esse ca- ma unidade de medida. No Sistema
B lor rapidamente, o que faz com que um Internacional de Unidades, a unidade
A componente derreta e feche o circuito, da f.e.m. e da ddp é J/C (joule por cou-
impedindo que a corrente passe. lomb), mais conhecida como V (volt). A
i ddp entre dois pontos é o trabalho por
Os fusíveis servem como proteção unidade de carga que a força eletros-
R4 U do circuito contra as sobrecargas da tática realiza sobre uma carga que é
corrente elétrica, evitando possíveis
B danos ao sistema elétrico, tais como a 803
queima do circuito, explosões e eletro-
Propriedades: cutamento.
a) A intensidade de corrente elé-

trica (i) da associação é a soma
das intensidades das correntes
parciais(h).

CONCURSOS, VESTIBULARES & ENEM transportada de um ponto até o outro; E1 r1 E2 r2 E3 r3 E4 r4
a ddp entre dois pontos independe do A B
caminho ou trajeto que une um ponto U
ao outro. A f.e.m. é o trabalho por uni- A circuito aberto
dade de carga que uma força não ele-
trostática realiza quando uma carga é E U1 U2 U3 U4
transportada de um ponto a outro por U
um trajeto particular; isto é, a f.e.m., ao E
contrário da ddp, depende do caminho. curto-circuito Na associação em série de gerado-
Por exemplo, a f.e.m. em uma pilha ou res, a intensidade da corrente elétrica
bateria somente existe entre dois pon- B que passa por todos os geradores é
tos conectados por um caminho inter- igual a que passa em cada um deles.
no a essas fontes. α Assim, temos:

E i i = i1 = i2 = i3 = i4
r
icc =

Resistência interna (r) A intersecção com o eixo da corrente A tensão da associação em série é a
(i) mostra a corrente de curto-circuito soma algébrica da tensão de cada ge-
(eilcec)v,aedma que a corrente elétrica é muito rador. Assim, temos:
Sabemos que o gerador fornece e diferença de potencial des-
energia às cargas que o atravessam U = U1 + U2 + U3 + U4
do polo negativo para o polo positivo. prezível.
A força eletromotriz (E) equivalente é
Nessa travessia, devido ao efeito joule, U =E−r⋅i a soma algébrica da força eletromotriz
as cargas perdem parte dessa energia. de cada gerador associado e a resis-
Assim, a força eletromotriz (E) é sem- tência interna (r) equivalente é a soma
pre maior que a diferença de potencial Se U = 0, então 0 = E – r . icc. Disto algébrica das resistências internas de
temos que: cada gerador.
(U) na saída do gerador.
Associando ao efeito joule uma resis-
tência interna (r), a potência dissipada icc = E
r Associação em paralelo
imediatamente (Pd) pode ser calculada Devemos associar em paralelo ape-
por: nas geradores iguais, pois alguns gera-
Lei de Pouillet dores, quando associados, podem ab-
Pd = r ⋅ i2 sorver energia ao invés de fornecê-la.
Na associação em paralelo de gera-
reAnpçaotdêencpioatúetnilc(iaPlU)(Us)uéjecitaalcauulamdaa dife- Em um circuito formado apenas por dores, o polo positivo de um gerador
por: um gerador e um resistor, a diferença é ligado ao polo positivo do outro e o
de potencial entre os terminais do ge- polo negativo é ligado ao polo negativo
PU = i ⋅ U rador U = E – ri, a mesma do resistor do outro gerador.
U = R . i, comparamos as duas expres- Na associação em paralelo de gera-
A partir das formulas para o cálculo sões e temos: dores, a intensidade de corrente elé-
das potências total, útil e dissipada, trica que atravessa os geradores é o
obtém-se a seguinte relação: E – ri = Ri, →E = R . i + ri → E = (R + r) quociente (divisão) entre a corrente
que entra na associação e o número
U =E−r⋅i . i ou i = E de geradores da associação.
R+
Rendimento (η) r

É o quociente entre a potência útil Associação de geradores FT
(PU) e a potência total (PT).
A associação de geradores é feita Ai i3 E T iB
para obter um gerador equivalente
η = PU ou η = U ou η = E − ri ao desejado. Assim como nos resis- i3 T
PT E E tores ela ocorre em série e em pa- i3 E
ralelo.
Quanto mais próximo de 1 for o rendi-
mento, mais eficaz é o gerador. Associação em série
A associação em série ocorre quando
Gráfico característico do gerador o polo positivo de um gerador está liga- A tensão na associação em paralelo
do ao polo negativo de outro. se dá pela expressão:
É a associação mais utilizada em lan-
ternas e aparelhos eletroeletrônicos. U=E−r⋅ i
n

Onde:
n = é o número de geradores da as-
sociação.

804

A força eletromotriz do gerador equi- PT = U ⋅ i de corrente alternada mas bloquearem FÍSICA
valente é igual à força eletromotriz de corrente contínua, os capacitores são
um gerador. Como PT = PU + Pd , substituindo frequentemente usados para separar
temos: circuitos de corrente alternada de cor-
Eeq = E rente contínua. Este método é conheci-
do como acoplamento AC.
A resistência do gerador equivalente U = E'+ r '⋅ i
será dada pela expressão: O capacitor é formado por dois con-
Rendimento dutores isolados entre si, mas próxi-
r mos um do outro.
res = n É o quociente entre a potência útil e a
potência total. A propriedade que estes dispositivos
têm de armazenar energia elétrica sob
Receptores η = E'⋅ i ⇒ η = P a forma de um campo eletrostático é
U⋅i U chamada de capacitância ou capaci-
dade (C) e é medida pelo quociente da
Sabemos que os dispositivos que Quanto mais próximo de 1 (um) for o quantidade de carga (Q) armazenada
transformam energia elétrica em rendimento, menor é a perda de energia. pela diferença de potencial (U) que
energia térmica são chamados de existe entre os condutores.
resistores, mas existem dispositivos Curva característica do receptor
que transformam energia elétrica em C=Q
outros tipos de energia, como ener- A equação U = E + r’. i mostra que a U
gia luminosa, como nas lâmpadas, e curva da tensão (U) em função da cor-
energia mecânica, como nos ventila- rente elétrica (i) é uma reta inclinada. No sistema internacional (SI), a uni-
dores. dade de carga é o coulomb (C) e a de
A força contraeletromotriz (E’) é o potencial é o volt (V). O quociente é
No entanto, nem toda energia elétrica ponto de interseção do gráfico com o denominado farad (F). O farad é uma
é transformada em energia não elétrica eixo U. unidade de medida considerada mui-
útil, pois ocorrem perdas (efeito joule). U to grande para circuitos práticos. Por
isso, são utilizados valores de ca-pa-
A potência total de um receptor é a U citâncias expressos em microfarads
soma da potência útil e da potência (μF), nanofarads (nF) ou picofarads
dissipada, como ocorre nos geradores. Eα r.i (pF).
U
Nos receptores, a potência útil (PU) é 1μF = 1 microfarad = 10–6 F
diretamente proporcional à corrente (i) E 1nF = 1 nanofarad = 10–9 F
que o atravessa. 1pF = 1 picofarad = 10–12F
Oi
PU = E '⋅ i

Analisando o ângulo α temos: Essa unidade recebe esse nome em
homenagem a Michael Faraday (1791-
A constante de proporcionalidade (E’) tgα = U − E' como : r ' = U − E' ⇒ tgα = r ' 1867), físico e químico inglês.
é denominada força contraeletromo- i i
triz (f.c.e.m.). Capacidade de um capacitor
Sua unidade no sistema internacional esférico
(SI) é o volt (V). FICHA 5 – CAPACIDADE
O receptor é representado pelo sím- Sabemos que um condutor esférico
bolo: ELETROSTÁTICA de raio R, com carga Q, tem potencial
Receptor igual a:
Capacitores
U=K⋅Q
Resistência interna de um recep- Os capacitores são dispositivos R
tor (r’) com capacidade de armazenar ener-
gia elétrica. Quando você desliga Como a capacidade eletrostática é:
Sabemos que um receptor consome um televisor da tomada e ele con-
energia elétrica e que, durante a tra- tinua com a luz do stand by acesa C=Q
vessia, as cargas elétricas interagem por algum tempo, é porque existe U
com os átomos do aparelho, perdendo uma grande quantidade de energia
energia (efeito joule). Essa resistência elétrica armazenada em capacitores Destas relações temos:
recebe o nome de resistência interna dentro dele.
do receptor (r’). C = R
Os capacitores estão presentes em K
A potência dissipada internamente flashes das máquinas fotográficas,
no receptor pode ser calculada pela ventiladores e muitos outros apare- Onde:
expressão lhos eletroeletrônicos do nosso dia Q = carga do capacitor em módulo em
a dia. cada armadura
Pd = r '⋅ i2
Por permitirem a passagem de sinais 805
E a potência elétrica total por:

CONCURSOS, VESTIBULARES & ENEM U = Diferença de potencial entre as O capacitor do gráfico acima, ao se U = U1 + U2 + U3
armaduras descarregar, utilizou toda sua energia,
constituindo-se no trabalho realizado 1 = 1+ 1+ 1
C = capacidade do capacitor pela força elétrica. Ceq C1 C2 C3
R = raio do condutor esférico Como energia potencial = trabalho,
K = constante de permissividade do temos: ou
material de que o condutor é feito
Armazenamento de energia EP = Q⋅U Q =Q+Q+Q
2 Ceq C1 C2 C3
+O –O
Como Q = C . U então EP = C ⋅ U2 A diferença de potencial total (ddp) é
+ – 2 a soma de todas as ddps:
+ –
+ – A energia potencial é medida em jou- U = U1 + U2 + U3
+ – les (J).
+ – Associação em paralelo
+ – Quando os capacitores estão ligados
+ – em paralelo, as armaduras positivas
+ – estão ligadas entre si e as armaduras
+ – positivas também.
+ –
C1 O1
U
+–
Um capacitor é carregado quando Associação de capacitores +–
suas armaduras estão sujeitas a uma +–
tensão (U). Associação em série +–
Quando os capacitores são associa-
Observando o gráfico da carga (Q) em dos em série, a armadura positiva de C2 O2
função da tensão (U) no capacitor, no- um está ligada à armadura negativa do
tamos que a área sob a curva do grá- outro. +–
fico é numericamente igual à energia Q é igual para todos os capacitores. +–
armazenada no capacitor. +–
OO O +–
O
C3 O3
Área C1 C2 C3
U +–
U1 U2 U3 +–
U +–
+–

C4 O4

+–
+–
+–
+–

U

Gerador

Q = Q1 + Q2 + Q3 CEq = C1 + C2 + C3

As regras de capacitores em parale-
lo são semelhantes aos resistores em
série.

QT = C1 ⋅ U + C2 ⋅ U + C3 ⋅ U

Associação mista de capacitores
Na associação mista de capacito-
res, têm-se capacitores associados
em série e em paralelo. Nesse caso,
o capacitor equivalente deve ser obti-
do, resolvendo-se o circuito em partes,
conforme sua configuração. Por isso,
calcule antes a associação de capaci-
tores em série para depois efetuar o
cálculo dos capacitores em paralelo.

806

FÍSICA

BLOCO 8
EXERCÍCIOS

1. (Fuvest-SP) Duas partículas eletrizadas estão fixadas a b) aos objetos metálicos, por serem bons condutores, ab-
3,0 mm uma da outra. Suas cargas elétricas são idênti- sorvem facilmente energia elétrica e se descarregarem
cas e iguais a 2,0 nC, positivas. Determine a intensida- ao serem tocados.
de da força eletrostática sabendo que o meio é o vácuo.
A constante eletrostática é K0 = 9,0 . 109 .N.m²/C². c) aos metais se carregarem negativamente e os dielétri-
cos positivamente, gerando uma corrente elétrica ao se
fechar o circuito.

2. Quando se faz contato entre duas esferas metálicas d) aos objetos metálicos produzirem um aumento local
idênticas, elas repartem igualmente entre si suas car- do campo elétrico, tornando-se eletrizados e causando
gas elétricas. Considere duas esferas A e B com cargas descargas ao serem tocados.
elétricas cQoAn=ta+to6enntCreeeQlaBs=, –2 nC, respectivamente.
Fazendo qual será a carga elétrica e) ao corpo da pessoa, eletrizado pelo atrito com o carpe-
final de cada uma? te, se descarregar neses objetos.

3. Na seção transversal de um condutor passa uma quan- 6. (UCP-PR) Uma carga elétrica repele um pêndulo elétri-
tidade de carga elétrica ΔQ = 16 . 10–2 C no intervalo de co a 5 cm de distância, enquanto que uma outra car-
tempo Δt = 2 . 10–1 s. A intensidade da corrente elétrica ga de mesmo sinal, para provocar a mesma repulsão,
que atravessa o condutor é: deve estar a 10 cm de distância. A segunda carga é:

a) 8 .10–3 A a) dupla da 1a.
b) 3,2 .10–3 A b) tripla da 1a.
c) 0,8 A c) quádrupla da 1a.
d) 0,16 A d) quíntupla da 1a.
e) 32 A e) metade da 1a.

4. (UFRN) Um bastão eletricamente carregado com carga 7. (UFV-MG) Um filete de água pura cai verticalmente de
positiva atrai um objeto suspenso por um fio isolante. uma torneira. Um bastão de vidro carregado com uma
Pode-se garantir que o objeto está: carga líquida negativa é aproximado da água. Nota-

se que o filete encurva ao encontro do bastão. Isso se
deve ao fato de:
a) carregado negativamente.

b) carregado positivamente. a) o bastão produzir um acúmulo de carga líquida positiva
c) descarregado. no filete de água.
d) carregado negativamente ou descarregado.
e) carregado positivamente ou descarregado. b) o filete de água pura possuir necessariamente uma car-
ga líquida positiva.

5. (UFV-MG) Em dias secos, em ambientes acarpetados, c) os momentos de dipolo das moléculas da água se orien-
é comum as pessoas receberem descargas elétricas tarem no campo elétrico produzido pelo bastão.
ao tocarem em maçanetas e outros objetos metálicos.
Isso se deve: d) o filete de água pura possuir uma carga líquida negativa.
e) ser significativa a atração gravitacional entre o bastão e

o filete de água.

a) aos carpetes, em ambientes secos e quentes, emitirem 8. (UFRRJ) Um aluno tem 4 esferas idênticas, pequenas
elétrons livres, carregando-se positivamente e descarre- e condutoras (A, B, C e D), carregadas com cargas
gando-se através do contato.
807

CONCURSOS, VESTIBULARES & ENEM respectivamente iguais a –2Q, 4Q, 3Q e 6Q. A esfera A c) 3
é colocada em contato com a esfera B e a seguir com
as esferas C e D. Ao final do processo, a esfera A estará d) 4

carregada com a carga equivalente a: e) 5

a) 3Q 12. Um condutor é percorrido por uma corrente de inten-
b) 4Q sidade 1 A. Qual o número de elétrons que passam
c) Q por uma seção transversal do condutor por segundo?
(Dado: e = 1,6 . 10–19 C)
2
d) 8Q 13. A corrente elétrica nos condutores metálicos é consti-
tuída de:
e) 5,5 Q

9. (UFMG) Observe a figura, que representa um triângulo a) cargas positivas no sentido convencional.
equilátero. Nesse triângulo, três cargas elétricas pontu-
ais de mesmo valor absoluto estão nos seus vértices. O b) cargas positivas no sentido oposto ao convencional.
vetor que melhor representa a força elétrica resultante
sobre a carga do vértice 1 é: c) elétrons livres no sentido oposto ao convencional.

d) íons positivos e negativos.

+ q e) núcleo no sentido convencional.

1

3 2 14. Uma máquina de lavar louças está ligada em 220 V
+q –q e é atravessada por corrente elétrica de intensidade
10 A. Após 30 minutos de funcionamento, o consumo
de energia elétrica foi:

a) b) c) d) e) a) E = 3 750 KJ
b) E = 3 960 KJ
10. (FATEC-SP) Uma pequena esfera metálica está eletri- c) E = 4 012 KJ
zada com carga de 8,0 .10–8C. Colocando-a em con- d) E = 1 500 KJ
tato com outra idêntica, mas eletricamente neutra, o e) E = 2 320 KJ
número de elétrons que passa de uma esfera para a
outra é: 15. (Fuvest-SP) No medidor de energia elétrica usado na
(Dado a carga elementar e = 1,6 .10–19 C) medição do consumo de residências, há um disco, vi-
sível externamente, que pode girar. Cada rotação com-
a) 4,0 .1012 pleta do disco corresponde a um consumo de energia
b) 4,0 .1011 elétrica de 3,6 watts-horas. Mantendo-se, em uma re-
c) 4,0 .1010 sidência, apenas um equipamento ligado, observa-se
d) 2,5 .1012 que o disco executa uma volta a cada 40 segundos.
e) 2,5 .1011 Nesse caso, a potência “consumida” por esse equipa-
mento é de, aproximadamente:
11. (UFU-MG) Duas esferas metálicas idênticas, separa- (A quantidade de energia elétrica de 3,6 watts-ho-
das pela distância d, estão eletrizadas com cargas ras é definida como aquela que um equipamento
elétricas Q e –5Q. Essas esferas são colocadas em de 3,6W consumiria se permanecesse ligado du-
contato e em seguida separadas a uma distância 2d. rante 1 hora)
A força de interação eletrostática entre as esferas, an-
tes do contato tem módulo F1 e após o contato tem a) 36 W
F1 b) 90 W
módulo F2. A relação F2 é: c) 144 W
d) 324 W
a) 1 e) 1 000 W

b) 2

808

16. (Famema-SP) Tomando-se um condutor metálico ci- a) 60 FÍSICA
líndrico, observa-se que, através de uma seção trans- b) 6
versal, passam 5 . 1018 elétrons por segundo. A carga c) 1
elementar vale 1,6 . 10–19 C e a corrente originada por d) 0,1
esse movimento de cargas é contínua. Qual é a inten- e) 0,6
sidade de corrente elétrica nesse condutor?

a) 0,2 A 21. (Fundação Carlos Chagas-SP) Num circuito de corrente
b) 0,4 A contínua, um amperímetro acusa, durante 5 minutos,
c) 0,6 A a corrente de 2 ampères. A carga elétrica que atraves-
d) 0,8 A sa o instrumento, neste intervalo de tempo, é de:
e) 1,0 A
a) 2 C
17. (Famema-SP) Usando os mesmos dados da questão b) 10 C
anterior, determine a quantidade de carga que atra- c) 4 .10–1 C
vessa esse condutor após 2 segundos de observação. d) 600 C
e) n.d.a.
a) 0,6 C
b) 1,0 C 22. (PUC-RS) Uma bateria de automóvel completamente
c) 1,4 C carregada libera 1,3 . 105 coulombs de carga. Uma
d) 1,6 C lâmpada que necessita de uma corrente constante de
e) 2,0 C 2,0 A para ficar em regime normal de funcionamento,
ao ser ligada a essa bateria, ficará acesa aproximada-
mente durante:

18. (PUC-SP) A corrente elétrica real, através de um fio a) 12 h
metálico, é constituída pelo movimento de:
b) 18 h

a) cargas positivas no sentido da corrente convencional. c) 24 h
b) cargas positivas no sentido oposto ao da corrente con- d) 30 h
e) 36 h
vencional.
c) elétrons livres no sentido oposto ao da corrente conven- 23. (Osec-SP) Um certo condutor tem a característica dada
no gráfico abaixo. Sua resistência aparente, quando é
cional. percorrida pela corrente de 40mA, é de:
d) íons positivos e negativos.
e) nenhuma resposta é satisfatória.

19. (PUC-RJ) Um aparelho eletrodoméstico funciona com U (vol)
tensão de 110 V e potência nominal de 3300 W. A cor- 60
rente pelo aparelho, em pleno funcionamento, será de:
60

a) 30 A 60

b) 3 A 0 10 20 30 40 i (mA)
c) 1 A

d) 330 mA a) 2 Ω
e) 33 mA b) 4 Ω

20. (FGV-SP) Uma seção transversal de um condutor é c) 2 .103 Ω
atravessada por um fluxo contínuo de carga de 6 C por
minuto, o que equivale a uma corrente elétrica, em d) 4 .103 Ω

ampères, de: e) 1,5 . 103 Ω 809

CONCURSOS, VESTIBULARES & ENEM 24. Um fio condutor apresenta resistência elétrica de 10 Ω a) 100 Ω
e a ele é aplicada uma ddp de 15 V. Qual será a inten- b) 40 Ω
sidade de corrente no condutor? c) 30 Ω
d) 10 Ω
25. A ddp entre os extremos de uma associação em sé- e) 5 Ω
rie de dois resistores de resistência 10 Ω e 100 Ω é
220 V. Qual é a ddp entre os extremos do resistor de 28. No esquema abaixo, a resistência equivalente entre os
10Ω nessas condições? pontos A e B é:
10Ω 100Ω

2Ω 2Ω 2Ω
12Ω
U1 = ?

200V

a) 2 V 12Ω
b) 20 V
c) 110 V a) 6 Ω
d) 200 V b) 24 Ω
e) 220 V c) 12 Ω
d) 3 Ω
26. No esquema abaixo, a resistência equivalente entre A e) 30 Ω
e B é igual a:

A 6V B 29. (UFJF-MG) Um chuveiro elétrico ligado a uma ddp de
6Ω 110 V possui uma resistência de comprimento L.
O mesmo chuveiro, ligado à mesma ddp, mas com a

resistência de comprimento L , terá uma potência dis-
C 1,5Ω sipada: 2

2Ω 3Ω a) 4 vezes maior
b) 4 vezes menor
a) R = 1,5 Ω c) 2 vezes maior
b) R = 2,0 Ω d) 2 vezes menor
c) R = 2,5 Ω
d) R = 1,0 Ω 30. (UFV-MG) Se um resistor de cobre tiver o seu compri-
e) R = 3,0 Ω mento e o seu diâmetro duplicados, a resistência:

27. No esquema abaixo, a resistência equivalente é igual a: a) é multiplicada por quatro.
b) permanece a mesma.
12Ω c) é dividida por dois.
d) é multiplicada por dois.
3Ω e) é dividida por quatro.
7Ω 10Ω

6Ω

18Ω 31. (Fatec-SP) Dispondo de vários resistores iguais, de re-
sistência elétrica 1,0 Ω cada, deseja-se obter uma as-

9Ω sociação cuja resistência equivalente seja 1,5 Ω. São
feitas as associações:

810

AB 1Ω FÍSICA
60V

AB 6Ω
AB R

3Ω

A condição é satisfeita somente: a) 9 Ω
b) 10 Ω
a) na associação I. c) 12 Ω
b) na associação II.

c) na associação III. d) 15 Ω

d) nas associações I e II. e) 60 Ω

e) nas associações I e III.

35. Um aquecedor de imersão (ebulidor) dissipa 200 W de
potência ao ser ligado em voltagem de 110 V.Quanto
32. (UFPE) A corrente medida num resistor de 10 Ω é 4,0 de energia ele dissiparia ao ser ligado em 220V? (Des-
A. Qual a energia dissipada pelo resistor em um inter- considere o fato de que ele pode estragar)
valo de 10 s?

a) 4,0 . 102 J a) o dobro
b) 1,6 . 103 J b) a metade
c) 4,0 . 103 J c) a mesma quantidade
d) 14 . 103 J d) o quádruplo
e) 40 . 103 J e) n.d.a

33. (PUC-SP) Numa instalação elétrica de uma residência 36. (Fuvest-SP) No circuito elétrico residencial esquema-
com voltagem de 120 V está instalado um fusível de tizado a seguir, estão indicadas, em watts, as potên-
30 A. Os moradores podem utilizar um chuveiro de cias dissipadas pelos seus diversos equipamentos. O
3000 W, um ebulidor de 800 W, um ferro de 2500 W circuito está protegido por um fusível F, que se funde
e 10 lâmpadas de 100 W cada. O fusível queima se quando a corrente ultrapassa 30 A, interrompendo o
forem ligados simultaneamente: circuito. Que outros aparelhos podem estar ligados ao
(As potências dadas são as dissipadas sob 120 V) mesmo tempo em que o chuveiro elétrico sem “quei-
mar” o fusível?
110V F

a) 5 lâmpadas e o chuveiro. Lâmpada 60VV
b) 10 lâmpadas e o ferro elétrico. Chuveiro 3000VV
c) o ebulidor e o chuveiro.
d) uma lâmpada, o ebulidor e o ferro. TV 150VV
e) o ebulidor e o ferro. Geladeira 400VV

34. (Mack-SP) A potência total do gerador real do circuito
a seguir é 300 W. O valor da resistência R é:

811

CONCURSOS, VESTIBULARES & ENEM a) geladeira, lâmpada e TV. a) quatro vezes menor.
b) geladeira e TV. b) duas vezes maior.
c) geladeira e lâmpada. c) duas vezes menor.
d) geladeira. d) de mesmo valor.
e) lâmpada e TV. e) quatro vezes maior.

37. (UFV-MG) Dois resistores, 3,0 ohms e 5,0 ohms, es- 41. (UCS-RS) Dois resistores, um de 20 ohms e outro de 5 ohms,
tão ligados em série. A tensão entre os terminais são associados em paralelo e ligados em 6 V. A ener-
do primeiro é de 45 volts. A corrente e a tensão no gia, em joules, dissipada pela associação, em 20 se-
segundo resistor, respectivamente em ampères e gundos, vale:
volts, são:

a) 15 e 7,5 a) 180
b) 15 e 75 b) 120
c) 1,5 e 45 c) 30
d) 15 e 4,5 d) 28,8
e) 1,5 e 7,5 e) 9

42. (UFV-MG) A principal vantagem do uso dos chuveiros,
adequadamente instalados, de 220 V em relação aos
38. (UFJF-MG) Dois resistores ôhmicos de resistências de 110 V, de mesma potência, é:
eRm1 =p 3a rΩal eel oR.2Q =u a6n Ωd opoadaesmso sceiar çaãsosoecmiasdéorsie eéml igséardiae ae
uma tomada, dissipa uma potência de 16 W. Quando
a associação em paralelo for ligada à mesma tomada, a) o menor consumo de energia.

dissipará uma potência de: b) o maior aquecimento de água.

a) 72 W c) a possibilidade de se usar condutores elétricos de me-
b) 30 W nor diâmetro.
c) 15 W
d) 9,0 W d) a possibilidade de trabalhar com menor vazão de água.
e) o fornecimento de água à mesma temperatura com me-

nor temperatura do resistor.

e) 3,0 W 43. (Vunesp) Um jovem casal instalou em sua casa uma

ducha elétrica moderna de 7 700 Watts/220 volts.
No entanto, os jovens verificaram, desiludidos, que
39. (UFMT) Uma lâmpada, cuja especificação é 20 V – 10 W, toda vez que ligavam a ducha na potência máxima,
deverá ser instalada em uma bateria que fornece uma desarmava-se o disjuntor (o que equivale a queimar o
diferença de potencial constante e igual a 30 V. Para fusível de antigamente) e a fantástica ducha deixava
funcionar de acordo com a especificação do fabricante de aquecer. Pretendiam até recolocar no lugar o velho
deverá então ser associada em série a uma resistência chuveiro de 3 300 Watts/220 volts, que nunca falhou.
cujo valor é: Felizmente, um amigo físico naturalmente os socor-

reu. Substituiu o velho disjuntor por outro, de maneira
que a ducha funcionasse normalmente. A partir des-
a) 10 Ω ses dados, assinale a única alternativa que descreve

b) 20 Ω corretamente a possível troca efetuada pelo amigo.

c) 30 Ω

d) 40 Ω a) Substitui o velho disjuntor de 20 ampères por um novo,
de 30 ampères.

40. (UFV-MG) Um chuveiro elétrico é projetado para operar b) Substitui o velho disjuntor de 20 ampères por um novo,
numa rede de 110 V. Se ele é ligado a 220 V e deseja- de 40 ampères.
se que se dissipe a mesma potência, deve-se substi-
tuir a sua resistência por outra: c) Substitui o velho disjuntor de 10 ampères por um novo,
de 40 ampères.
812

d) Substitui o velho disjuntor de 30 ampères por um novo, d) 1250 Ω FÍSICA
de 20 ampères e) 80 Ω

e) Substitui o velho disjuntor de 40 ampères por um novo, 47. (UFLA-MG) O circuito mostrado abaixo é alimentado
de 20 ampères por uma bateria f.e.m. de 12 V com resistência inter-
na desprezível. A diferença de potencial no resistor
44. (Fuvest-SP) Observe a curva característica de um gera- de 4 Ω é de:
dor real.

U (V) 6 2
12 Ω Ω

12
Ω

α 2 4
0 24 i (A) Ω Ω

– +12V

Determine a tensão entre seus polos para uma intensi-
dade de corrente de 10 A.
a) 3 V

45. (Iesp-SP) O gerador ideal da figura estabelece corrente b) 4 V
de intensidade de 10 μA e duas resistências em série,
c) 5V

de R = 1 MΩ cada uma. A f.e.m. do gerador vale: d) 6 V

e) 8 V

RR

MN P

–+ 48. (UFPeI-RS) Duas placas metálicas planas e paralelas
E são conectadas aos bornes de uma bateria. Sejam 1 e
2 pontos no espaço entre as placas, conforme mostra
a) 2 V a figura.
b) 5 V dSoobcraemopsopeoltéetnriccioasnoVs1 peoVn2toes a1sein2t,ernessipdeacdteivsaEm1eentEe2,
c) 10 V pode-se afirmar que:
d) 15 V
e) 20 V 12

46. (Fatec-SP) Por um resistor faz-se passar uma corrente +–
elétrica i e mede-se a diferença de potencial U. Sua
representação gráfica está esquematizada abaixo. A
resistência elétrica, em Ohms, do resistor é:

U(V) a) V1 < V2 e E1 < E2
20 b) V1 > V2 e E1 < E2
c) V1 = V2 e E1 = E2
25 i (A) d) V1 > V2 e E1 = E2
e) V1 > V2 e E1 > E2

a) 0,8 Ω 49. (PUC-RS) Pilhas comerciais de 1,5 V são comerciali-
b) 1,25 Ω zadas em tamanho pequeno, médio e grande. O ta-
c) 800 Ω manho tem relação com a potência do aparelho que
a pilha deve alimentar. Considerando-se as três pilhas

813

CONCURSOS, VESTIBULARES & ENEM e três lâmpadas idênticas de lanterna, cada pilha ali- 52. (Mack-SP) A bateria de um automóvel é um gerador
mentando uma lâmpada, após um tempo conside- reversível de força eletromotriz 12 V e resistência in-
rável de desgaste, a pilha grande estará originando terna 0,8 Ω. Quando essa bateria é ligada a um circuito
maior __________, revelando possuir, internamente, e é percorrida por corrente elétrica de intensidade de 5
___________ do que as outras. A, a potência transferida ao circuito é:

a) força eletromotiz, menor resistência. a) 20 W
b) força eletromotiz, maior resistência. b) 30 W
c) corrente, maior força eletromotriz. c) 36 W
d) energia, menor força eletromotriz. d) 40 W
e) corrente, menor resistência. e) 60 W

Responder às questões 50 e 51 com base nos esque- 53. (Unitau-SP) As afirmativas abaixo referem-se à asso-
mas e afirmativas abaixo. ciação em série de três capacitores, C1 = 12 . 10–6 F,
1eD2uLa2Vsd, eleâm6m0ppaWadraaplsealrdoae, 1cf2oilnaVfm,osermãnoteol,iegsLaq1dudaeesmn3au0m1W,aebpeaamtrearsi1éa2rdieVe, cCi2a=l dCe3 8=,08 V,0. É. 1e0rr–a6dFo, saufibrmmaert iqduaeà: diferença do poten-
conforme esquema 2, abaixo.
a) a energia armazenada na associação é igual a 9,6 . 10–5 J.
12V 12V L1 b) a energia armazenada em cada capacitor é igual a 2,4 .

Esquema 1 L1 L2 L2 10–5 C.
Esquema 2 c) a carga total armazenada na associação é igual a 2,4 .

10–5 C.
d) os três capacitores podem ser substituído por um único

capacitor de capacidade igual a 28 . 10–6 F.

50. Julgue as alternativas como falso ou verdadeiro: 54. (UFJF-MG) Na figura abaixo, cada capacitor tem capa-
citância C = 11 μF. Entre os pontos A e B existe uma
I. ( ) No esquema 1, a lâmpada L1 dissipa 30 W. diferença de potencial de 10 V. Qual é a carga total
II. ( ) No esquema 2, as duas lâmpadas têm a mesma dis- armazenada no circuito?

sipação de potência. A
III. ( ) No esquema 2, a lâmpada L1 dissipa mais potência CC
CC
que a lâmpada L2. CC

51. (PUC-RS) No esquema 1, a intensidade da corrente ce- B
dida pela bateria vale:
a) 3,0 . 10–5 C
a) 2,5 A b) 4,0 . 10–5 C
b) 4,0 A c) 5,0 . 10–5 C
c) 5,0 A d) 6,0 . 10–5 C
d) 7,5 A e) 7,0 . 10 –5 C
e) 9,5 A

814

Respostas: 21) b FÍSICA
22) b
1) Temos: d = 3,0 mm = 3,0 . 10–3 m 23) e
Q1 = Q2 = 2,0 nC = 2,0 . 10–9 C 24) U = R.i
A intensidade da força eletrostática é dada pela seguinte 15 = 10 ⋅ i ⇒ i = 1,5 A
expressão matemática:
25) b
F = K0 ⋅ Q1 ⋅ Q2 26) a
d2 27) d
28) d
Substituindo, vem: 29) c
30) c
F = 9,0 ⋅ 109 ⋅ 2,0 ⋅10−9 ⋅ 2,0 ⋅ 10−9 = 9,0 ⋅ 2,0 ⋅ 2,0 ⋅109 ⋅10−9 ⋅10−9 = 4,0 ⋅10−3 N 31) e
(3,0 ⋅10−3 )2 9,0 ⋅10−6 32) b
33) c
2) Fazendo contato, as cargas se somam e, a seguir, 34) a
dividem-se igualmente, restando uma mesma carga Q em 35) d
cada uma delas. 36) e
Usando-se o princípio da conservação das cargas 37) b
elétricas, vem: 38) a
39) b
Q1 + Q2 = Q + Q ⇒ Q1 + Q2 = 2Q ⇒ Q = Q1 + Q2 40) e
2 41) a
42) e (Maior corrente, maior temperatura)
3) c 43) b
4) d 44) c
5) e 45) b
6) c 46) a
7) c 47) e
8) b 48) d
9) c 49) e
10) e 50) V, F, F
11) e 51) d
12) c 52) d
13) b 53) d
14) d 54) b
15) d
16) d
17) c
18) a
19) d
20) d

815

FÍSICA

BLOCO 9
MAGNETISMO

FICHA 1 – CAMPO Esse princípio deu origem à bússola.

MAGNÉTICO

Há cerca de 2600 anos na Grécia Os ímãs obedecem a algumas leis: Podemos ver na figura as linhas de força do campo
antiga, um homem, em suas viagens a) polos magnéticos de mesmo nome magnético dentro e fora de uma barra imantada, e
pelos territórios gregos, encontrou na também que as linhas saem do pólo norte e entram
magnésia uma estranha pedra que se repelem e polos de nomes dife- no polo sul, formando curvas fechadas.
possuía a capacidade de atrair o fer- rentes se atraem.
ro, que passou a chamar-se magneto. Campo magnético ao redor
Este homem verificou fenômeno seme- Sul ←→ Sul, de um fio condutor
lhante ao constatar que o âmbar (uma Norte ←→ Norte,
resina vegetal fóssil), ao ser atritado Na região do espaço ao redor de um
em lã, apresentava a capacidade de Sul →← Norte condutor percorrido por uma corrente
atrair pequenos fios. Esse homem era b) não é possível separar os polos elétrica se estabelece um campo mag-
Tales de Mileto. nético.
de um ímã. Ao quebrarmos um
Tales de Mileto foi o primeiro filósofo ímã, cada fragmento comporta-se Em cada ponto P do campo, o vetor
ocidental de que se tem notícia. De as- como um ímã completo com dois indução magnética B é perpendicular
cendência fenícia, nasceu em Mileto, polos; ao plano definido pelo ponto P e pelo
na Ásia Menor, atual Turquia, por volta fio.
de 624 d.C, e faleceu, aproximadamen- c) as regiões dos ímãs com maior po-
te, em 558 a.C. der de atração são os polos. O sentido do vetor indução magnéti-
ca B em cada ponto B , depende do
Posteriormente os magnetos rece- Dizemos que na região do espaço sentido da corrente.
beram o nome de ímãs. A palavra ímã onde um ímã manifesta suas pro-
vem do termo francês aimant, que sig- priedades, se estabelece um campo Regra da mão direita
nifica ”amante”, em referência à pro- magnético, e em cada ponto desse
priedade de atrair que tais materiais campo magnético associamos um O polegar aponta o sentido da corrente e os demais
possuem. vetor B denominado vetor indução dedos dobrados mostram o sentido do vetor campo
magnética.
As regiões extremas do ímã são cha- magnético B .
madas de polos. Quando se suspende O vetor indução magnética B num
pelo meio um ímã em forma de barra, ponto P tem a orientação de uma agu-
de modo que ele possa se movimentar lha magnética (bússola) quando colo-
livremente, ele se orienta na direção cada nesse ponto, ou seja, o polo norte
norte-sul. O polo apontado para o nor- da agulha aponta no sentido de B .
te é chamado de polo norte e o polo
apontado para o sul é chamado de Como no campo elétrico, o campo
polo sul. magnético pode ser representado por
linhas imaginárias chamadas linhas do
O magnetismo terrestre tem o Polo campo magnético.
Sul magnetico próximo do Polo norte
Geografico, assim como o Polo Norte
magnético, que é próximo do polo Sul
geográfico.

Norte
816

Campo magnético de um B = μ ⋅ N ⋅i FÍSICA
condutor reto e extenso 

Quando uma corrente elétrica (i) atra- Onde:
vessa um condutor retilineo e exten- N = números de espiras
so, origina-se num ponto P um campo  = comprimento do solenoide
A figura acima mostra o método de magnético, representado pelo vetor
representar o vetor indução magnética indução magnética B . Unidade
perpendicular ao plano do papel. Quan-
do a corrente elétrica (i) que percorre A intensidade do vetor indução mag- A intensidade do vetor indução mag-
o condutor em forma de espira estiver nética é medida no Sistema Internacio-
no sentido anti-horário, o vetor indução nética B em qualquer ponto P, a uma nal (SI) em tesla (T) em homenagem
magnética no centro da espira está distância R do condutor, é dada pela a Nikola Tesla, um engenheiro eletri-
orientado para cima, saindo do papel e expressão: cista, físico e inventor, de etnia sérvia
será representado por B . significando radicado no Estados Unidos da Améri-
a ponta de um vetor. ca. Inventor da bobina de Tesla, foi res-
ponsável, também, pela invenção dos
Se a corrente elétrica (i) que percor- circuitos trifásicos, utilizados na distri-
re a espira estiver no sentido horário, buição de energia elétrica.
o vetor indução magnética no centro
da espira está orientado para baixo, B = μ ⋅ i FICHA 2 – FORÇA
entrando no papel e será representado 2πR
por B , significando a parte de trás do MAGNÉTICA
vetor (final da flecha).
Campo magnético uniforme A intensidade da força magnética é
Campo magnético no centro proporcional ao campo B , à carga q,
de uma espira circular O campo magnético uniforme tem e a v . sen α
em todos seus pontos o mesmo vetor
Considerando um condutor em forma indução magnética B ou seja, mesma Então temos:
de espira circular de centro O e raio R, intensidade, direção e sentido. Sendo Fm = B ⋅ q ⋅ v ⋅ sen α
percorrida por uma corrente elétrica assim, as linhas de indução são retas,
(i), note que o vetor indução magnética paralelas e com o mesmo espaço entre Em que:
B, no centro O da espira, é perpendi- elas. Fm = força magnética
cular ao plano desta, e seu sentido é B = vetor indução magnética
dado pela regra da mão direita. O campo magnético uniforme pode q = carga lançada no campo magné-
ser obtido através de um condutor en- tico
A intensidade do vetor campo magné- rolado, que forma espiras iguais uma v = velocidade de lançamento da
tico no centro O da espira é dada pela ao lado da outra. Esse conjunto é de- carga
expressão: nominado solenoide. α = ângulo formado entre B e v

B =μ⋅ i O sentido da força magnética (Fdma)
2R pode ser determinado pela regra
mão esquerda. Para utilização dessa
Em que: regra, o dedo polegar representa o
B = vetor indução magnética isnednictiaddoodrarefoprrçeasemnatagnoéstiecnati(dFom)d, oo dedo
μ = permeabilidade magnética do cam-
material condutor po magnético (B), formando um ângulo
i = intensidade da corrente elétrica de 90° com o polegar, e, por sua vez,
R = raio da espira o dedo médio representa o sentido da
A permeabilidade magnética é o grau velocidade (v), formando um ângulo de
de magnetização de um material em 90° com o dedo polegar e com o indi-
resposta a um campo magnético. cador. Ou seja, as três grandezas veto-
Campo magnético de um riais são perpendiculares entre si. Veja
solenoide a figura a seguir:

Quando uma corrente (i) percorre as Direção Fm: É sempre perpendicular a B e a V. 817
espiras de um solenoide, aparece no
seu interior um campo magnético com
linhas de indução praticamente para-
lelas.

A intensidade do vetor indução mag-
nética B uniforme é dada pela expres-
são:

CONCURSOS, VESTIBULARES & ENEM Movimento de carga elétrica 2o Caso: Vetor velocidade (  ) perpen- π vale aproximadamente 3,14.
no campo magnético v
Uniforme: dicular ao vetor de indução magné-

tica (B).

A força magnética exerce a função de
resultante centrípeta.
Existem várias maneiras de uma car- Movimento circular uniforme (M. C
ga elétrica q entrar num campo magné- .U).

tico uniforme B  Fm = B . |q| . v
v α = 90º
1o Caso: Vetor velocidade ( ) paralelo

ao vetor indução magnética (B). 
v
α = 0° ou α = 180° Raio da Trajetória Circular: 3o Caso: Vetor velocidade ( ) oblíquo
A carga não desvia - Movimento Reti-
líneo Uniforme r = m⋅v à (B).
q ⋅B
Fm = 0 (mínima) Movimento Helicoidal (hélice cilíndri-
em que: ca) Uniforme (M. H. U).
r = raio da trajetória cicular
m = massa da carga elétrica Observação:Carga em repouso, sob
a ação exclusiva do campo magnético
Período (T): Tempo gasto uniforme, permanece em repouso.
numa volta completa:

T = 2π ⋅ m
q ⋅B

818

FÍSICA

BLOCO 9
EXERCÍCIOS

1. (Cesgranrio-RJ) A bússola representada na figura re- 3. (PUC-PR) Num determinado local, observa-se que uma
pousa sobre a sua mesa de trabalho. O retângulo trace- bússola está desviada de sua orientação habitual, con-
jado representa a posição em que você vai colocar um forme representa a figura a seguir:
ímã, com os polos respectivos nas posições indicadas.
Em presença do ímã, a agulha da bússola permanece- N
rá como em:

OL

S

Conclui-se que, no local, além do campo magnético da Ter-
ra, atua outro campo, cuja orientação está representada em:

a)

b)
c)

d)

e) 4. (UFPR) Ao aproximar-se um ímã permanente de uma
2. (ITA-SP) Um pedaço de ferro é posto nas proximidades barra, observa-se que a barra se transforma em um
ímã. Isso acontece porque:
de um ímã, conforme o esquema abaixo. Qual é a única
afirmação correta relativa à situação em apreço? a) a barra possui elétrons livres.

b) a barra encontra-se em sua temperatura Curie.

c) a barra sofreu indução eletrostática.

a) é o imã que atrai o ferro. d) a barra é de material ferromagnético.

b) é o ferro que atrai o ímã. 5. (UFV-MG) Quatro bússolas estão colocadas no tampo
c) a atração do ferro pelo ímã é mais intensa do que a atra- de uma mesa de madeira nas posições ilustradas na
figura. Elas se orientam conforme é mostrado, sob a
ção do ímã pelo ferro. ação do forte campo magnético de uma barra imanta-
d) a atração do ímã pelo ferro é mais intensa do que a atra- da colocada em uma das cinco posições numeradas.
O campo magnético terrestre é desprezível. A partir da
ção do ferro pelo ímã. orientação das bússolas, pode-se concluir que o ímã
e) a atração do ferro pelo ímã é igual à atração do ímã pelo está na posição:

ferro. 819

CONCURSOS, VESTIBULARES & ENEM 9. (PUC-SP) Quando uma barra de ferro é magnetizada,
são:

a) acrescentados elétrons à barra.

b) retirados elétrons da barra.

a) 1 c) acrescentados ímãs elementares à barra.
b) 2 d) retirados ímãs elementares da barra.
c) 3 e) ordenados os ímãs elementares da barra.

d) 4 10. (Fuvest-SP) Quatro ímãs iguais em forma de barra,

e) 5 com as polaridades indicadas, estão apoiados sobre
uma mesa horizontal, como na figura, vistos de cima.
Uma pequena bússola é também colocada na mesa,
6. (FMSA-SP) Um fio metálico reto e extenso é percorrido no ponto central P, equidistante dos ímãs, indicando a
por uma corrente de intensidade 4,5 A. A intensidade direção e o sentido do campo magnético dos ímãs em
do campo magnético a 30,0 cm do fio é de: P. Não levando em conta o efeito do campo magnético

terrestre, a figura que melhor representa a orientação
da agulha da bússola é:
a) 3,0 . 10–6 tesla

b) 9,0 . 10–7 tesla

c) 3,0 . 10–7 tesla

d) 1,2 . 10–7 tesla

e) n.d.a.

7. (Osec-SP) Um solenoide compreende 2 000 espiras por
metro. A intensidade do vetor indução magnética ori-
ginado na região central, devido à passagem de uma
corrente de 0,5 A, é de:

a) 2π . 10–4 T
b) 4π . 10–4 T
c) 2π . 10–5 T
d) 4π . 10–5 T
e) n.d.a.

8. (Mackenzie-SP) As linhas de indução de um campo
magnético são:

a) o lugar geométrico dos pontos, onde a intensidade do 11. (UEL-PR) No equador geográfico da Terra, o campo
campo magnético é constante. magnético terrestre tem sentido do:

b) as trajetórias descritas por cargas elétricas num campo a) centro da Terra para o espaço exterior.
magnético. b) norte para o sul geográfico.
c) sul para o norte geográfico.
c) aquelas que em cada ponto tangenciam o vetor indução d) oeste para o leste.
magnética, orientadas no seu sentido. e) leste para o oeste.

d) aquelas que partem do polo norte de um ímã e vão até o
infinito.

e) nenhuma das anteriores é correta.

820

12. (Fuvest-SP) Um elétron é lBan, çcaodmovneulomcaidraedgeiãvo em que 14. (PUC-RS) Cargas elétricas podem ter sua trajetória al- FÍSICA
há um campo magnético perpen- terada quando em movimento no interior de um cam-
po magnético. Esse fenômeno fundamental permite
dicular a B. Sendo m a massa de elétron e q a sua explicar:
carga, são dados:

m = 9,1⋅10−31Kg; q = 1,6 ⋅10−19 C; v = 3,2 ⋅106m/s; B = 0,20 T a) o funcionamento da bússola.
b) o aprisionamento de partículas carregadas pelo campo
Suponhamos que a trajetória do elétron esteja total-
mente contida na região em que há um campo mag- magnético da Terra.
nético. Calcule o raio da trajetória e o período do movi- c) a construção de um aparelho de raio X.
mento. (Adote π = 3,14)

d) o funcionamento do para-raios.

e) o funcionamento da célula fotoelétrica.

13. (FEI-SP) Uma partícula negativa num plano move-se 15. (UFMG) Um elétron (carga q e massa m) é lançado com
paralelamente a um condutor retilíneo muito longo. velocidade v, perpendicularmente a um campo mag-
Fazendo-se uma corrente elétrica passar pelo condu- nético B, descrevendo um círculo de raio R. Se dupli-
tor no sentido da velocidade da partícula, esta é: carmos o valor de v, qual será o valor de R?

a) freada a) 3R
b) repelida pelo condutor b) 4R
c) não desviada c) 2R
d) desviada, saindo do plano d) 1R
e) n.d.a.

821

CONCURSOS, VESTIBULARES & ENEM

Respostas: 12) R = m⋅v = (9,1⋅10−31) ⋅ (3,2 ⋅106 ) = 9,1⋅10−5m
1) b q ⋅B (1,6 ⋅10−19 ) ⋅ (0,20)
2) e (Ação e Reação)
3) d Sendo T o período temos:
4) d
5) e T = 2πR = 2π ⋅R = 2π ⎛ m ⋅ v ⎞ = 2π ⋅ m
6) a v v v ⋅ ⎜⎝⎜ q ⋅ B ⎟⎠⎟ q ⋅B
7) b
8) c T = 2 ⋅ (3,14) ⋅ (9,1⋅10−31) ≅ 1,8 ⋅10−10 s
9) e (1,16 ⋅10−19 ) ⋅ (0,20)
10) a
11) c 13) b
14) b
822 15) c

QUÍMICA

QUÍMICA

BLOCO 1
INTRODUÇÃO À QUÍMICA

A Química é a ciência que estuda as transformações que envolvem a matéria e a energia; é uma ciência
experimental. Se prestarmos atenção à nossa volta, iremos notar que muitas transformações estão ocorrendo a

todo o momento: algumas naturais, sem a interferência do homem, e outras, causadas por ele.

FICHA 1 – ESTRUTURA 1) Organolépticas (que sensibilizam A eletrosfera é atraída pelo núcleo
DA MATÉRIA nossos sentidos, como a cor, o sa- devido às cargas elétricas opostas. A
bor e o odor)*. eletrosfera tem carga elétrica negativa
Matéria é tudo aquilo que tem mas- equivalente à carga elétrica positiva
sa e ocupa lugar no espaço. Por exem- 2) Químicas (que nos indicam o tipo dos prótons do núcleo. Por isso, o áto-
plo, a madeira, o ferro, a água. A ausên- de transformação que a matéria mo é eletricamente neutro.
cia total de matéria é o vácuo. pode sofrer passando por uma rea-
ção química). No átomo, o número de elétrons e o
Corpo é qualquer porção limitada de número de prótons é sempre igual.
matéria (como uma barra de cobre, um 3) Físicas (que são valores constan-
fio de aço). tes, encontrados experimentalmen- Partícula Carga Massa
te, como Ponto de Fusão, Ponto de elétrica relativa
Objeto é um corpo que tem uma fi- Ebulição e Densidade). Elétron (u.m.a.)
nalidade ou um uso: um cinzeiro, um *Advertência: NÃO SE DEVE Próton –1 Praticamente
copo, um banco etc. INALAR OU DEGUSTAR NENHUMA Nêutron +1
nula
A matéria tem propriedades gerais, AMOSTRA DESCONHECIDA DEVIDO 1
funcionais e específicas. AO RISCO ASSOCIADO À SUA
POSSÍVEL TOXIDADE. 1836
Como propriedades gerais, podemos
citar: A MATÉRIA 1
1) Massa, que mede a quantidade de
Toda matéria é formada por partícu- 01
matéria que um corpo ou objeto las muitíssimo pequenas, denomina-
possui. das átomos. Na Antiguidade, acredi- FICHA 2 – SISTEMAS E
2) Extensão, que é o espaço que a ma- tava-se que o átomo era indivisível e FASES
téria ocupa, isto é, o seu volume. maciço, mas no começo do século XX
3) Divisibilidade, que permite à maté- ficou provado que ele é descontínuo, Sistema é uma parte do Universo
ria ser dividida sem alterar sua es- sendo formado por partículas meno- considerada como um todo para efeito
trutura. res, e estas, ainda, por subpartículas. de estudo.
4) Impenetrabilidade, que nos mostra
que dois corpos não podem ocupar O ÁTOMO SISTEMA HOMOGÊNEO
ao mesmo tempo o mesmo lugar no
espaço. As principais partículas que formam 1) Apresenta aspecto uniforme ao ser
5) Elasticidade, que permite à matéria o átomo são os prótons, os nêutrons e examinado ao microscópio ou a
retornar ao seu estado inicial, após os elétrons. Elas estão organizadas em olho nu.
sofrer uma deformação dentro de núcleo e eletrosfera. No núcleo, ficam
um certo limite. os prótons e os nêutrons e na eletros- 2) Apresenta as mesmas proprieda-
6) Compressibilidade, em que a ma- fera, os elétrons. des em qualquer parte de sua ex-
téria pode ser comprimida, tendo tensão em que seja examinado.
o seu volume diminuído, dentro de As partículas que formam o átomo ca-
um certo limite. racterizam-se por suas cargas elétricas e SISTEMA HETEROGÊNEO
As propriedades funcionais são co- massas, como mostra a tabela a seguir.
muns a certos grupos de matéria, de 1) Não apresenta aspecto uniforme
acordo com as funções que desempe- Os nêutrons e prótons são mantidos ao ser examinado ao microscópio
nham. Podemos citar a acidez, a basi- juntos por uma força de atração muito ou a olho nu.
cidade (ou alcalinidade) e a salinidade. forte.
E como propriedades específicas te- 2) Não apresenta as mesmas pro-
mos as: priedades em qualquer parte de
sua extensão em que seja exami-
nado.

824

FICHA 3 – FASE SAIBA QUE: Molécula é a MISTURAS QUÍMICA
menor partícula de uma
Todo sistema heterogêneo é forma- As misturas resultam de associa-
do por várias fases, que são as di- substância pura que ções de substâncias puras, isto é,
ferentes partes homogêneas desse conserva suas propriedades apresentam mais de uma espécie de
sistema. molécula.
características.
Então, podemos concluir que um Toda substância pura tem proprieda- As misturas, ao contrário das subs-
sistema homogêneo apresenta ape- des constantes como PE, PF e densi- tâncias puras, não possuem proprieda-
nas uma fase, então o chamamos de dade. des invariáveis, e consequentemente
sistema monofásico e um sistema he- Exemplo: possuem PF, PE e densidade variáveis
terogêneo apresenta várias fases, por nas mudanças de estado físico; a tem-
isso é chamado de sistema polifásico. peratura não é constante, ao contrário
da substância pura.

Podemos representar as misturas por
meio do gráfico abaixo:

Então, podemos concluir que a água
só será água inpvuarariá(Hve2Ois). se as proprie-
dades forem
Toda substância pura pode ser re-
presentada por meio do gráfico a se-
guir:

FICHA 4 – SUBSTÂNCIAS
E MISTURAS

Os átomos combinados formam subs- Fórmula: É a representação da molé- As misturas podem ser homogêneas
tâncias com características próprias e cula de uma substância. (álcool + água) ou heterogêneas (areia
definidas. + água).
As substâncias puras podem ser sim-
As combinações entre os átomos va- ples ou compostas. CRITÉRIOS DE PUREZA
riam; assim, formam uma infinidade de
combinações diferentes. a) Substância pura e simples é a for- Critérios de pureza são procedimen-
mada por um único elemento químico. tos pelos quais podemos determinar
Por exemplo, a água, que é um com- se uma substância é pura ou não. Sa-
posto formado por dois átomos de b) Substância pura e composta é a bemos que as propriedades físicas de
hidrogênio e um de oxigênio; o gás hi- formada por átomos de mais de um uma substância pura são constantes,
drogênio é formado por dois átomos de elemento químico. os valores destas são diferentes dos
hidrogênio; e o gás oxigênio por dois valores das constantes físicas de ou-
átomos de oxigênio. tras substâncias puras.

IDEIA INICIAL DE MOLÉCULA Para saber se uma substância é pura
ou não, fazemos experiências para ob-
Em geral, os átomos não se encon- ter os valores das constantes físicas e
tram isolados na natureza, mas sim compará-las com os valores tabelados
agrupados formando moléculas (veja na literatura química.
exemplos anteriores), e essas molécu-
las podem ser encontradas no estado As principais constantes físicas usa-
puro (substância pura) ou misturadas das para se verificar se uma substân-
(mistura). cia é pura ou não são o ponto de fusão
e o ponto de ebulição.
SUBSTÂNCIA PURA
As substâncias puras têm temperatu-
É um material formado por moléculas ra de fusão constante. Algumas mistu-
iguais entre si (só um tipo de molécula ras também apresentam temperatura
constitui essa substância). de fusão constante e são denomina-
das misturas eutéticas.

825

CONCURSOS, VESTIBULARES & ENEM As substâncias puras têm temperatu- • Odor: As substâncias podem ser tiva faz uma comparação das densida-
ra de ebulição constante. Isso também inodoras (sem cheiro), como a água, des de duas substâncias.
pode acontecer com algumas misturas ou podem ser odoríferas, como o
denominadas misturas azeotrópicas. amoníaco. d 1,2 = d1
Portanto, devemos usar mais de um d2
critério de pureza para definir se uma • Brilho: As substâncias podem ser
substância é pura ou não, ou seja, pre- baças (sem brilho), como o gesso, ou Notemos que a densidade relativa
cisamos de algumas constantes físicas. podem ser brilhantes, como o ouro. é um número puro, então, não de-
pende do sistema de unidades ado-
Os critérios de pureza estão também PROPRIEDADES FÍSICAS tado, desde que ambas as densida-
relacionados com o uso ou a finali- des estejam nas mesmas unidades.
dade a que se destina a substância. São aquelas ligadas aos fenômenos
Uma mesma substância pode ser con- físicos e não alteram a composição CALOR ESPECÍFICO
siderada pura para um uso industrial química da substância.
e impura para um trabalho em labo- É uma grandeza característica do
ratório. Por meio das propriedades físicas, material e estabelece que massas
encontramos valores de solidificação, iguais de materiais diferentes eleva-
PROPRIEDADES DAS ponto de ebulição, ponto de liquefa- das à mesma temperatura requerem
SUBSTÂNCIAS ção, densidade, calor específico etc. quantidades de calor diferentes.

PROPRIEDADES GERAIS Ponto de fusão: É a temperatura em Podemos dizer que, quanto maior o
São propriedades comuns a todas as que a substância passa do estado sóli- calor específico de um corpo, maior é o
do para o estado líquido. tempo para aquecê-lo, ou para resfriá-lo.
substâncias. Extensão, impenetrabili-
dade, descontinuidade, inércia etc. Ponto de solidificação: É a tempe- A água é um regulador térmico da at-
ratura em que a substância passa do mosfera.
PROPRIEDADES FUNCIONAIS estado líquido para o estado sólido.
São propriedades comuns a certo Devido ao seu alto calor específi-
O ponto de fusão coincide com o pon- co (1cal/gºC), ela demora mais para
grupo de substâncias. Esses grupos to de solidificação quando se tratar de se aquecer; portanto, ela se aquece
constituem as funções químicas (áci- uma substância pura. menos que a terra nos dias quentes,
dos, bases, sais e óxidos). regulando assim a temperatura.
Ponto de ebulição: É a temperatura
PROPRIEDADES ESPECÍFICAS em que a substância passa do estado Portanto, definimos calor específico
São propriedades particulares a cada líquido para o estado gasoso. como a quantidade de calor necessá-
ria para elevar de 1 ºC um grama de
substância, podem ser divididas em or- Ponto de liquefação: É a tempe- substância.
ganolépticas, físicas e químicas. ratura em que a substância passa do
estado gasoso para o estado líquido. SOLUBILIDADE
PROPRIEDADES ORGANOLÉPTICAS
São aquelas que impressionam os O ponto de ebulição coincide com o A quantidade máxima de uma subs-
ponto de liquefação quando se tratar tância que pode ser dissolvida em uma
nossos sentidos, como: de uma substância pura. certa quantidade de solvente numa
dada temperatura denomina-se coefi-
• Estado de Agregação: São os es- Sabemos que os pontos de fusão, so- ciente de solubilidade.
tados da matéria, sólido, líquido, lidificação, ebulição, liquefação variam
gasoso. Dependendo do valor da com a pressão. DUREZA
temperatura e pressão, uma mes-
ma substância pode se encontrar DENSIDADE É a propriedade que uma substância
nos três estados. tem de resistência a ser riscada.
Densidade absoluta ou massa es-
pecífica é a razão entre a massa Classifica-se a dureza das substân-
e o volume de um corpo. Quando cias pela escala de MOHS.
falamos de densidade absoluta,
estamos relacionando uma porção
compacta de uma substância e o
volume que ele ocupa.

• Cor: As substâncias são coloridas 1 - Talco 6 - Feldspato
ou incolores, como a água, por 2 - Gipsita
exemplo. (gesso) 7 - Quartzo
3 - Calcita
• Sabor: As substâncias podem ser 4 - Fluorita 8 - Topázio
insípidas (sem gosto), como a água; 5 - Apatita 9 - Coríndon
podem ser sápidas (com gosto), 10 - Diamante
como o ácido acético (vinagre), que
tem sabor azedo; como o leite de DENSIDADE RELATIVA O ouro, por exemplo, tem dureza en-
magnésia (hidróxido de magnésio), tre 2 e 3; podemos dizer que ele risca o
que tem sabor adistringente (bana- É a razão entre densidade absoluta gesso, mas é riscado pela calcita.
na verde). de duas substâncias. A densidade rela-

826

PROPRIEDADES QUÍMICAS Exemplo: Separação de pedra tritura- piente, ou retirando o líquido por meio QUÍMICA
da e areia. de um sifão.
São as propriedades relacionadas PENEIRAÇÃO CENTRIFUGAÇÃO
com as alterações químicas exclusivas
que uma substância pura pode ter na Processo empregado quando os A centrifugação consiste em se ace-
sua natureza. grãos de um dos componentes são lerar uma decantação. É feita em um
maiores do que os de outro compo- equipamento denominado centrifu-
Agora podemos classificar os siste- nente. Assim, a peneira é tal que deixa gador, o qual, por meio da força cen-
mas. passar os grãos menores e não deixa trífuga, faz com que as partículas se
passar os demais. depositem no fundo do recipiente mais
Um sistema pode ser uma mistura rapidamente.
ou uma substância pura; as misturas Exemplo: Separar pedras de areia. FILTRAÇÃO
podem ser heterogêneas (sistemas
polifásicos) ou homogêneas (sistemas FLOTAÇÃO A mistura sólido e líquido é des-
monofásicos) e as substâncias puras O sistema é preparado com um lí- pejada em uma superfície porosa
podem ser compostas ou simples. (filtro), a qual deixa passar o com-
quido de densidade intermediária em ponente líquido, retendo o compo-
Sabemos também que uma substân- relação aos componentes da mistura, nente sólido.
cia pura em mudança de estado é um assim, o componente mais leve flutua
sistema heterogêneo, pois apresenta enquanto o mais pesado se deposita Eventualmente, a filtração comum
duas fases (exemplo: água liquida com no fundo do recipiente. pode se tornar um processo demora-
gelo). do, então usa-se a filtração a vácuo ou
Esse processo pode ser usado na a pressão reduzida, que é feita com
Vimos que por processos mecâni- separação de certos minérios que ab- um funil de Buchner ligado a um fras-
cos podemos separar um sistema sorvem óleo (que é menos denso que a co de Kitasato ligado a uma bomba de
heterogêneo em sistemas homogê- água): as partículas que absorvem óleo vácuo ou até mesmo a uma trompa
neos. não são molhadas pela água, assim d’água para rarefazer o ar no interior
flutuam, enquanto as outras vão para do frasco.
FICHA 5 – ANÁLISE o fundo do recipiente.
IMEDIATA SEPARAÇÃO DE MISTURAS
DISSOLUÇÃO FRACIONADA HETEROGÊNEAS DE SÓLIDOS E GASES
A maioria dos materiais que encontra- É adicionada à mistura um líquido que
mos na natureza é impura. A purifica- DECANTAÇÃO
ção das substâncias é feita por meio dissolve apenas um dos componentes. Feita nas chamadas câmaras de poei-
de processos denominados processos O componente não dissolvido é sepa-
de análise imediata. rado por filtração, depois evapora-se ra ou chicanas, este processo é usado
o solvente e se obtém o componente nas indústrias e consiste em um com-
SEPARAÇÃO DE MISTURAS dissolvido. partimento dividido de tal forma que se
HETEROGÊNEAS CUJAS FASES SÃO forma um caminho longo em que a mis-
SÓLIDAS FUSÃO FRACIONADA tura muda constantemente de direção.
Processo empregado quando existe
CATAÇÃO Durante o caminho, as partículas
Este processo é empregado quan- uma diferença razoável de temperatu- sólidas sedimentam-se e o gás sai da
ras de fusão entre os componentes da câmara isento de partículas sólidas.
do os fragmentos dos componentes mistura.
são grandes e distintos e podem ser 827
separados com a mão ou com uma Por aquecimento da mistura, os com-
pinça. ponentes fundem-se separadamente,
conforme vão sendo atingidos seus
Exemplo: Escolher feijão. pontos de fusão.
VENTILAÇÃO
Exemplo: Separação de cobre sólido
Processo empregado quando um dos do níquel sólido.
componentes é muito leve em relação
aos outros e pode ser levado por uma SEPARAÇÃO MAGNÉTICA
corrente de ar. Processo usado quando um dos com-

Exemplo: Separação da casca de ponentes é atraído pelo ímã.
arroz.
LEVIGAÇÃO SEPARAÇÃO DAS MISTURAS
HETEROGÊNEAS DE SÓLIDOS E LÍQUIDOS
Neste processo, o componente
mais leve é arrastado por uma cor- DECANTAÇÃO
rente líquida, geralmente a água, Quando se deixa a mistura em repou-
ficando separado do componente
mais pesado. so, o sólido, que é mais denso, sedi-
menta-se, então o líquido é removido
entornando-se cuidadosamente o reci-

CONCURSOS, VESTIBULARES & ENEM FILTRAÇÃO
Por meio da sucção do gás, a mistura

sólido-gás atravessa um filtro de tecido
que retém as partículas sólidas e deixa
passar o componente gasoso.

Exemplo: Aspirador de pó de uso do-
méstico.

SEPARAÇÃO DE MISTURAS Quando temos uma mistura de sólido SEPARAÇÃO DE MISTURAS
HETEROGÊNEAS DE DOIS com líquido, deixamos o líquido evapo- HOMOGÊNEAS DE LÍQUIDOS E GASES
LÍQUIDOS rar naturalmente, restando apenas o
sólido como resíduo.

DECANTAÇÃO DESTILAÇÃO SIMPLES Um gás é expulso de um líquido fa-
Os líquidos da mistura são colocados A mistura sólido-líquido é aquecida zendo-se um aquecimento na mistura,
em um funil de separação (funil de bro- pois a solubilidade de um gás em um
mo) com a torneira fechada; espera-se em um balão de destilação, o líquido líquido diminui com o aumento da tem-
pela decantação, então o líquido mais vaporiza, os vapores vão para o con- peratura.
denso pode ser escoado com a abertu- densador e se liquefazem; o líquido é
ra da torneira. recolhido em um recipiente separado e SEPARAÇÃO DE MISTURAS
o sólido fica no balão. HOMOGÊNEAS DE GASES

SEPARAÇÃO DE MISTURAS SEPARAÇÃO DE MISTURAS LIQUEFAÇÃO FRACIONADA
HOMOGÊNEAS DE SÓLIDOS HOMOGÊNEAS DE LÍQUIDOS A mistura é resfriada, os gases vão

Na separação de misturas homogê- DESTILAÇÃO FRACIONADA se liquefazendo separadamente, pois
neas de sólidos, empregam-se a disso- A mistura de líquidos de pontos de seus pontos de liquefação são dife-
lução fracionada e a fusão fracionada, rentes.
já estudadas. ebulição diferentes é aquecida; à me-
dida que seus pontos de ebulição vão
SEPARAÇÃO DE MISTURAS sendo atingidos os líquidos destilam
HOMOGÊNEAS DE SÓLIDOS E LÍQUIDOS separadamente. No alto da coluna
é colocado um termômetro para o
EVAPORAÇÃO acompanhamento da temperatura
É uma mudança de estado líquido em que os vapores estão sendo des-
tilados.
para o gasoso que ocorre na superfície
do líquido.

828

QUÍMICA

BLOCO 1
EXERCÍCIOS

QUESTÕES RESOLVIDAS a) compostos binários
b) elementos químicos
1 . Quantos tipo de moléculas diferentes há em uma certa c) ácidos
quantidade de gás hidrogênio (H2)? d) bases
e) sais

Resolução: 3. (Imes) Assinalar a afirmação correta:

Uma molécula de H2 é formada por dois átomos quaiquer a) A ligação dativa é igual à ligação iônica.
de hidrogênio. b) O hidrogênio não pode participar de ligação dativa.
c) As substâncias iônicas nas condições ambientes são só-
H1 - H1, H1 - H2, H1 - H3
H2 - H2, H2 - H3, H3 - H3 lidas.
Temos 6 tipos de molécula diferentes. d) As substâncias moleculares nas condições ambientes

2. Considerando o elemento com Z = 13 e A = 27, pede-se: são líquidas.
a) a composição do núcleo e) n.d.a.
b) a massa do núcleo
c) número de elétrons 4. (Fei-SP) Tem-se uma mistura de magnésio e bismuto
pulverizados. A densidade do magnésio é 1,74 g/mL
Resolução: e a do bismuto é 9,67 g/mL. Para separar esses dois
a) Z = 13, então temos 13 prótons. metais, precisamos escolher um líquido adequado. As-
A = 27, como A = Z + n → n = 27 - 13 sinale a alternativa correta:

b) A massa do átomo está concentrada no núcleo; portan- a) O líquido reage com ambos os metais e tem densidade
to, a massa do núcleo é 27 u.m.a 2,89 g/mL.

c) O número de elétrons é igual ao número de prótons, ou b) O líquido reage com um dos metais e tem densidade 2,89
seja, temos 13 elétrons. g/mL.

QUESTÕES PROPOSTAS c) O líquido não reage com nenhum dos dois metais e tem
densidade 2,89 g/mL.
1. (Eng. Santos-SP) As grandes cristalinas das três subs-
tâncias – sulfato de potássio (K2SO4) enxofre (Sa) e zin- d) O líquido reage com um dos metais e tem densidade 1,24
co (Zn) – apresentam respectivamente em seus nós: g/mL.

e) O líquido não reage com nenhum dos metais e tem den-
sidade 1,24 g/mL.

a) íons, moléculas e átomos 5. (PUC-SP) Ar / Gás carbônico / Naftaleno / Iodo / Latão
b) íons, átomos e moléculas / Ouro 18 quilates
c) moléculas, átomos e íons
d) átomos, moléculas e íons Se esses materiais forem classificados em substâncias
e) n.d.a. puras e misturas, pertencerão ao grupo das substân-
cias puras:

2. (Fei-SP) A alotropia se refere a: a) ar, gás carbônico e latão
b) iodo, ouro 18 quilates e naftaleno
c) ar, ouro 18 quilates e naftaleno 829
d) ar, ouro 18 quilates e naftaleno
e) gás carbônico, naftaleno e iodo

CONCURSOS, VESTIBULARES & ENEM 6. (UFPI) Adicionando-se excesso de água à mistura for- (I) a evaporação de um ou mais de seus componentes;
mada por sal de cozinha, areia e açúcar, obtém-se um (II) a decomposição e consequente diminuição da quanti-
sistema:
dade do composto que constitui o princípio ativo;
a) homogêneo, monofásico (III)a formação de compostos indesejáveis ou potencial-
b) homogêneo, bifásico
c) heterogêneo, monofásico mente prejudiciais à saúde.
d) heterogêneo, bifásico
e) heterogêneo, trifásico A cada um desses processos — (I), (II) e (III) — corresponde um
tipo de transformação classificada, respectivamente, como:
7. (Vunesp-SP) A água potável é um recurso natural consi-
derado escasso em diversas regiões do nosso planeta. a) física, física e química
Mesmo em locais onde a água é relativamente abun- b) física, química e química
dante, às vezes é necessário submetê-la a algum tipo c) química, física e física
de tratamento antes de distribuí-la para consumo hu- d) química, física e química
mano. O tratamento pode, além de outros processos, e) química, química e física
envolver as seguintes etapas:
10. (UFSCar-SP) A figura representa o esquema de um experi-
I. manter a água em repouso por um tempo adequado, mento para determinação do teor de álcool na gasolina.
para a deposição, no fundo do recipiente, do material
em suspensão mecânica.

II. remoção das partículas menores, em suspensão, não
separáveis pelo processo descrito na etapa I

III. evaporação e condensação da água, para diminuição
da concentração de sais (no caso de água salobra ou do
mar). Neste caso, pode ser necessária a adição de quan-
tidade conveniente de sais minerais após o processo.

Às etapas I, II e III correspondem, respectivamente, os Com base no experimento e considerando que não há
processos de separação denominados: variação de volume, pode-se afirmar que o teor de álco-
ol, em volume, na gasolina analisada e o processo de
a) filtração, decantação e dissolução extração utilizado são, respectivamente,
b) destilação, filtração e decantação
c) decantação, filtração e dissolução a) 11% e dissolução fracionada
d) decantação, filtração e destilação b) 22% e dissolução fracionada
e) filtração, destilação e dissolução c) 11% e decantação fracionada
d) 22% e decantação fracionada
8. (Fuvest-SP) O ciclo da água na natureza, relativo à for- e) 11% e destilação fracionada
mação de nuvens, seguida de precipitação da água na
forma de chuva, pode ser comparado, em termos das 11. (Vunesp-SP) O rótulo de uma garrafa de água mineral
mudanças de estado físico que ocorrem e do processo está reproduzido a seguir.
de purificação envolvido, à seguinte operação de labo-
ratório: Composição química provável

a) sublimação Sulfato de cálcio ==> 0,0038 mg/l
b) filtração Bicarbonato de cálcio ==> 0,0167 mg/l
c) decantação
d) dissolução Com base nestas informações, podemos classificar a
e) destilação água mineral como:

9. (Vunesp-SP) A elevação da temperatura de um sistema a) substância pura
produz, geralmente, alterações que podem ser inter- b) substância simples
pretadas como sendo devidas a processos físicos ou c) mistura heterogênea
químicos. Medicamentos, em especial na forma de so- d) mistura homogênea
luções, devem ser mantidos em recipientes fechados e e) suspensão coloidal
protegidos do calor para que se evite:

830

12. (ITA-SP) Em 1803, John Dalton propôs um modelo da 15. (Fatec-SP) Considere as seguintes propriedades dos QUÍMICA
teoria atômica. Considere que sobre a base conceitual metais estanho e chumbo:
desse modelo sejam feitas as seguintes afirmações:
Metal Temperatura Densidade
I. O átomo apresenta a configuração de uma esfera rígida. de fusão (°C)
II. Os átomos caracterizam os elementos químicos e so- estanho 7,3
chumbo ( g /c m3) 11,4
mente os átomos de um mesmo elemento são idênti- 232
cos em todos os aspectos. 327
III. As transformações químicas consistem de combina-
ção, separação e/ou rearranjo de átomos. Certa liga de solda utilizada na fixação de componen-
IV. Compostos químicos são formados de átomos de dois tes em circuitos eletrônicos contém 63% de estanho e
ou mais elementos unidos em uma razão fixa. 37% de chumbo (porcentagens em massa). Com base
nessas informações, afirma-se que tal liga:

Quais das opções abaixo se referem a todas afirmações I. apresenta maior temperatura de fusão do que o esta-
corretas? nho puro;

a) I e IV II. apresenta densidade igual a 9,4 g/cm3;

b) II e III III. é boa condutora de corrente elétrica.

c) II e IV É correto o que se afirma somente em:
d) II, III, e IV

e) I, II, III e IV a) I

13. (UFSCar-SP) O flúor tem um papel importante na pre- b) II
venção e controle da cárie dentária. Estudos demons- c) III
tram que, após a fluoretação da água, os índices de d) I e III
cáries nas populações têm diminuído. O flúor também
é adicionado a produtos e materiais odontológicos. e) II e III

Suponha que o teor de flúor em determinada água de
consumo seja 0,9 ppm (partes por milhão) em massa. 16. (Fuvest-SP) Hidrogênio reage com nitrogênio forman-
Considerando a densidade da água 1 g/mL, a quanti- do amônia. A equação não balanceada que representa
essa transformação é:
dade, em miligramas, de flúor que um adulto ingere ao
tomar 2 litros dessa água, durante um dia, é igual a:
H2(g) + N2(g) → NH3(g)

a) 0,09 Outra maneira de escrever essa equação química, mas
b) 0,18 agora balanceando-a e representando as moléculas

c) 0,90 dos três gases, é:

d) 1,80

e) 18,0

14. Considere os seguintes dados obtidos na tabela abaixo
sobre propriedades de amostras de alguns materiais.

Com respeito a estes materiais, pode-se afirmar que:

a) a 20 ºC, os materiais X e Y estão no estado líquido.

b) a 20 ºC, apenas o material Z está no estado gasoso.

c) os materiais Z, T e W são substâncias.

d) os materiais Y e T são misturas.

e) se o material Y não for solúvel em W, então ele deverá
flutuar se for adicionado a um recipiente contendo o ma-
terial W, ambos a 20 ºC.

Material Massa (g) Volume Temperatura de Temperatura de 831
fusão (ºC) ebulição (ºC)
X 115 (mL, a 20 ºC)
Y 174 100 80 218
Z 0,13 100 650 1 120
T 74 100 –219 –183
W 100 100 –57 a –51 115 a 120
100 100
0

CONCURSOS, VESTIBULARES & ENEM 17. (PUC-PR) Considere três recipientes de vidro transparente, ca da substância na fase sólida estável em temperatu-
fechados, com formas e dimensões iguais e que contém ras menores do que Tf.
cada um a mesma massa de líquidos diferentes. O con-
teúdo de cada um dos recipientes é: água, clorofórmio e e) a variação de entalpia de uma reação envolvendo a
etanol, respectivamente. Os recipientes não apresentam substância em questão no estado líquido aumenta com
nenhuma identificação e não podem ser inalados, pois o aumento da temperatura.

isso é perigoso para a saúde. Os líquidos são incolores e
não preenchem totalmente os recipientes. Sem abrir os 19. (Uece-CE) Um líquido incolor totalmente solúvel em água
mesmos, como as substâncias podem ser identificadas? a 20 ºC, massa específica 0,78 g/cm3 a 20 ºC, cujo pon-

to de ebulição é 82,4 ºC, foi submetido a um aquecimen-
to em sistema isolado, obtendo-se um líquido incolor de
Considere que a densidade (ρ) de cada um dos líquidos ponto de ebulição 56,2 ºC. Verificou-se posteriormente
à temperatura ambiente é:
que, a 20 ºC, a solubilidade do líquido era a mesma e
a massa específica sofrera pequena alteração. A partir
ρ água = 1,0 g/cm3 dessas informações podemos afirmar, corretamente:

ρ clorofórmio = 1,4 g/cm3

ρ etanol = 0,8 g/cm3 a) trata-se de um processo físico que apenas alterou algu-
Assinale a alternativa que apresenta a ordem das subs- mas propriedades específicas do líquido.
tâncias na sequência decrescente de volume:
b) não houve reação química porque não foi alterada a so-
a) clorofórmio, água e etanol lubilidade em função do aquecimento.
b) clorofórmio, etanol, e água
c) etanol, clorofórmio e água c) as informações fornecidas são insuficientes, pois o fe-
d) etanol, água e clorofórmio nômeno químico só ocorre quando há aquecimento, mu-
e) água, clorofórmio e etanol dança de cor ou evolução de gases.

d) a mudança do ponto de ebulição é um forte indicativo de
que o líquido inicial sofreu uma reação química, dando
origem a uma nova substância.

18. (ITA- SP) A figura abaixo mostra como a capacidade ca-
lorífica, Cp, de uma substância varia com a temperatu- 20. (Mack-SP) Ao se preparar o tradicional cafezinho, execu-
ra, sob pressão constante. tam-se dois processos físicos que são, respectivamente:

a) extração e filtração
14 b) decantação e destilação
12 c) evaporação e filtração
10 d) filtração e liquefação

8 e) dissolução e liquefação

6 21. (Unifesp-SP) Para se isolar a cafeína (sólida, em con-
4 dições ambientais) de uma bebida que a contenha
2 (exemplos: café, chá, refrigerante etc.) pode-se usar o
0 10 T1 T2 Tf Te 100 T(K) procedimento simplificado seguinte.
Considerando as informações mostradas na figura aci- Agita-se um certo volume da bebida com dicloroetano e
ma, é ERRADO afirmar que: deixa-se em repouso algum tempo. Separa-se, então, a
parte orgânica, contendo a cafeína, da aquosa. Em segui-
a) a substância em questão, no estado sólido, apresenta da, destila-se o solvente e submete-se o resíduo da desti-
mais de uma estrutura cristalina diferente. lação a um aquecimento, recebendo-se os seus vapores
em uma superfície fria, onde a cafeína deve cristalizar.
b) a capacidade calorífica da substância no estado gasoso Além da destilação e da decantação, quais operações
é menor do que aquela no estado líquido. são utilizadas no isolamento da cafeína?

c) quer esteja a substância no estado sólido, líquido ou ga- a) Flotação e ebulição
soso, sua capacidade calorífica aumenta com o aumen- b) Flotação e sublimação
to da temperatura. c) Extração e ebulição
d) Extração e sublimação
d) caso a substância se mantenha no estado líquido em e) Levigação e condensação
temperaturas inferiores a Tf, a capacidade calorífica da
substância líquida é maior do que a capacidade calorífi-

832

22. (ESPCEX) Uma boa opção para separar uma mistura 25. (UFC-CE) Genericamente, os provadores de café afir- QUÍMICA
de cloreto de sódio, areia e iodo é: mam: “para se fazer um bom café, deve-se observar a
temperatura (1) da água (2) a fim de não remover o gás
a) adicionar água, decantar, sifonar, destilar e sublimar CO2 (3) e alterar o sabor”.
b) adicionar água, sublimar, filtrar e destilar Quanto aos termos sublinhados, assinale a alternativa
c) adicionar água, filtrar e destilar que os classifica corretamente.
d) sublimar, adicionar água, filtrar e destilar
e) não é possível separar essa mistura a) (1) propriedade química; (2) substância composta; (3)
composto covalente.
23. (UFC-CE) A água apresenta-se no estado líquido, à tem-
peratura ambiente e à pressão atmosférica, e entra em b) (1) propriedade física; (2) substância composta; (3) com-
ebulição a uma temperatura que é cerca de 200 ºC mais posto molecular.
elevada do que a do ponto de ebulição previsto teorica-
mente, na ausência das ligações de hidrogênio. c) (1) propriedade física; (2) substância simples; (3) com-
Com relação às ligações de hidrogênio, assinale a alter- posto iônico.
nativa correta.
d) (1) propriedade química; (2) mistura; (3) substância com-
posta.

e) (1) propriedade física; (2) elemento; (3) composto iônico.

a) Ocorrem entre moléculas, onde o átomo de hidrogênio é 26. (UCS-RS) Inundações em bibliotecas podem levar ao
ligado covalentemente aos átomos mais eletropositivos, encharcamento de livros antigos e raros. Um livro en-
pelos seus pares de elétrons ligantes. charcado pode ser recuperado se for imediatamente
colocado em um freezer à temperatura aproximada de
b) Originam-se da atração entre os átomos de hidrogênio –20 °C e, após congelado, for submetido a vácuo.
de uma molécula de água, que têm carga parcial negati- Considere o seguinte diagrama de fases da água.
va, e o átomo de oxigênio de uma outra unidade molecu-
lar, que tem carga parcial positiva.

c) No estado sólido, as ligações de hidrogênio presentes
na água são mais efetivas, resultando em efeitos estru-
turais que conferem menor densidade ao estado sólido
do que ao líquido.

d) Quanto maior for a eletronegatividade do átomo ligado
ao hidrogênio na molécula, maior será a densidade de
carga negativa no hidrogênio, e mais fraca será a intera-
ção com a extremidade positiva da outra molécula.

e) São interações muito mais fortes do que as ligações co-
valentes polares convencionais, e desempenham papel
fundamental na química dos seres vivos.

24. (UFC-CE) Após a ingestão de bebidas alcoólicas desti- Com base no texto e no diagrama, é correto afirmar
ladas, uma das sensações do organismo humano é a que a recuperação de livros encharcados é possível,
necessidade de saciar a sede, uma das desagradáveis porque a água, nessas condições,
características da chamada “ressaca”. Em parte, isto se
deve ao elevado grau de miscibilidade exotérmica do a) passa por uma transformação química, produzindo H2 e
áaldcoeosildertaíltiacçoã(oC2dHo5OorHg)aenmismsiostaetmraavséasqduaodsiousr,eqsuee. induz O2 gasosos.
Assinale a alternativa correta:
b) passa por uma transformação física denominada subli-
mação.

a) fOorpmroacçeãsosdoedleigdaiçsõseosluqçuãíomdiceaCs 2OH–5OOH. em H2O envolve a c) passa por uma transformação química denominada fu-
são.

b) O calor liberado no processo descrito é resultante de um d) passa por uma transformação física denominada evapo-
fenômeno exclusivamente químico. ração.

c) A elevada miscibilidade do Cá2lcHo5oOlH. em H2O é atribuída à e) apresenta as três fases em equilíbrio.
reação de desidratação do

d) AintmeriascçiõbeilsiddaedehiddroogCê2nHi5oO. H em H2O é favorecida pelas 27. (UCS-RS) O granito é uma rocha ígnea, granulada
e de textura uniforme. Essa rocha é formada essen-
e) A dissolução do álcool etílico em água ocorre através da cialmente por quatro minerais: feldspato, magnetita,
absorção de calor. mica e quartzo.

833

CONCURSOS, VESTIBULARES & ENEM O granito, por ser __________, permite a separação de desses utensílios. Associe adequadamente a coluna
um ou mais de seus minerais. da direita à da esquerda:
Assinale a alternativa que preenche corretamente a la-
cuna acima. 1 – almofariz ( ) trituração
2 – balão volumétrico ( ) filtração
a) um azeótropo com diferentes fases 3 – bureta ( ) preparo de soluções
b) uma mistura que apresenta diferentes fases 4 – condensador ( ) destilação
c) um eutético heterogêneo 5 – copo ( ) titulação
d) uma substância composta 6 – funil
e) um alótropo heterogêneo 7 – proveta

28. (UCS-RS) Predominantemente no verão, quando não A sequência correta de preenchimento dos parênteses,
se dispõe de água tratada, recomenda-se ferver a de cima para baixo, é:
água para evitar algumas doenças. Durante a fervura,
considerando a pressão atmosférica, a mudança do a) 1 – 6 – 2 – 4 – 3
estado físico da água pura ocorre com temperatura: b) 6 – 5 – 7 – 2 – 3
c) 1 – 2 – 5 – 4 – 6
a) variável, pois é necessário mais calor para romper as d) 5 – 3 – 7 – 6 – 2
ligações entre os átomos. e) 4 – 5 – 7 – 2 – 1

b) variável para superar o calor de formação da molécula 31. (UFRGS-RS) Açúcar comum (sacarose) e café passado,
de água. tão comuns em nosso dia a dia, são exemplos, respec-
tivamente, de:
c) constante para formar as novas ligações entre os rear-
ranjos dos átomos que constituem a molécula. a) substância pura e mistura homogênea
b) substância composta e mistura heterogênea
d) constante, porque o calor absorvido é utilizado para ven- c) substância simples e mistura heterogênea
cer as forças de interação entre as moléculas de água. d) substância pura e mistura heterogênea
e) mistura heterogênea e mistura homogênea
e) constante, pois a passagem do estado líquido para o ga-
soso realiza-se pelo rompimento de ligações iônicas. 32. (PUC-RS) Considere um sistema formado por gelo,
água líquida, sal e açúcar. O sal e o açúcar estão
29. (UFRGS-RS) Uma mistura foi separada em seus com- ambos dissolvidos na água. O número de fases e o
ponentes puros, de acordo com o esquema de separa- número de componentes deste sistema são, respec-
ção abaixo: tivamente:

MISTURA

MISTURA

Componentes Componentes a) 1 e 3
1e2 3e4 b) 2 e 3
c) 1 e 4
Decantação Separação d) 2 e 4
magnética e) 3 e 4

Componentes Componentes Componentes Componentes 33. (UERGS-RS) A 200 mlL de água, a 20 ºC e a 1 atmos-
1 2 3 4 fera de pressão, foram adicionados 50 g de cloreto de
sódio. O coeficiente de solubilidade do sal em água,
Os componentes da mistura podem ser: nessas condições, é 36 g para cada 100 mL de água.
Sobre esse sistema, pode-se afirmar que:
a) álcool, água, Fe e Al
I. é homogêneo.
b) NaCl, água, Fe e Si II. permite recuperar o sal dissolvido através de uma fil-

c) benzeno, água, Mg e Cu tração.
III. apresenta duas fases.
d) tolueno, SiO2, Mg e Co IV. é uma solução insaturada.
e) água, tetracloreto de carbono, Fe e Ni
Quais afirmações estão corretas:
30. (UFRGS-RS) A coluna da esquerda, a seguir, apresenta
uma relação de utensílios de laboratório; e a coluna da
direita, os nomes de operações realizadas com cinco

834

a) apenas I d) destilação – vaporização – condensação QUÍMICA
b) apenas I e II e) cristalização – fusão – liquefação
c) apenas I e IV
d) apenas II e III 36. (UFP-RS) A respeito da água destilada, H2O, pode-se
e) apenas II, III e IV afirmar que é um(a):

34. (UERGS-RS) Em um frasco, há 50 ml de água e 36 g 1) substância simples
de cloreto de sódio. Sabendo-se que o coeficiente de 2) substância composta
solubilidade deste sal em água, a 20 °C, é
3) composto químico

36 g em 100 g de água e que as densidades do sal e da 4) composto binário
água são, respectivamente, 2,16 g/cm3 e 1,00 g/ml, é 5) mistura homogênea
possível afirmar que o sistema formado é:

Em relação à água destilada, H2O, a alternativa CORRE-
TA é:
a) heterogêneo e há 18 g de sal depositado no fundo do
frasco a) 1, 2, 5
b) 2, 4, 5
b) heterogêneo e não há qualquer depósito de sal no fras- c) 2, 3, 4
co d) 2, 3, 5
e) 1, 3, 4
c) heterogêneo e há 18 g de sal sobrenadante no frasco
d) homogêneo e há 18 g de sal depositado no fundo do

frasco

e) homogêneo e não há qualquer depósito de sal no frasco 37. (UFPE-RS) Dois compostos, A e B, são solúveis em
água. O composto A é insolúvel em acetato de etila,
35. (UERGS-RS) A água utilizada na produção de soro fi- enquanto B é totalmente solúvel. Estes dois compo-
siológico deve ser quimicamente pura, para tanto, é nentes fazem parte de uma mistura. Para separá-los
submetida a um processo de purificação denominado foi adicionado um excesso de acetato de etila e proce-
___________, no qual ocorrem as seguintes mudan- deu-se, respectivamente, aos seguintes passos:
ças de estado: ___________ e ___________.

A alternativa que apresenta as palavras que comple- a) filtração e evaporação
tam, correta e respectivamente, as lacunas da frase b) evaporação e destilação
acima é: c) dissolução e evaporação

a) filtração – fusão – solidificação d) filtração e dissolução
b) decantação – sublimação – liquefação e) evaporação e filtração

c) centrifugação – vaporização – solidificação

Respostas: 10 - b 20 - a 30 - a
1-a 11 - d 21 - d 31 - a
2-b 12 - e 22 - d 32 - b
3-c 13 - d 23 - c 33 - d
4-c 14 - b 24 - d 34 - a
5-e 15 - c 25 - b 35 - d
6-d 16 - b 26 - b 36 - c
7-d 17 - a 27 - b 37 - a
8-e 18 - e 28 - d
9-b 19 - d 29 - e

835

QUÍMICA

BLOCO 2
ATOMÍSTICA

INTRODUÇÃO anódicos ou canais, verificando que Em 1913, Niels Bohr criou um novo
sua carga elétrica era positiva; aos modelo atômico, mais aprimorado,
raios canais de menor massa e menor mostrando que os elétrons, ao salta-
Agora vamos aprofundar alguns co- carga (produzidos pelo gás hidrogênio) rem de uma órbita para outra, emitem
nhecimentos do Ensino Fundamental e deu o nome de prótons. ou absorvem uma quantidade bem
também conhecer e aprender concei- definida de energia, denominada quan-
tos novos. Em 1898, J. J. Thomson criou o mode- tum de energia, como mostra a ilustra-
lo atômico, no qual os átomos seriam ção abaixo.
A CONSTITUIÇÃO ELEMENTAR formados por uma esfera positiva, in-
DA MATÉRIA crustada de elétrons.

Nessa época, graças à descoberta
da radioatividade por Becquerel (fí-
sico francês), já se sabia que o átomo
Aproximadamente no ano 450 a.C., era divisível e até capaz de formar no-
Demócrito e Leucipo, filósofos gregos, vos átomos.
enunciaram que um corpo qualquer po-
deria ser dividido sucessivamente até Mas foi com a experiência de Ruther-
chegar a um ponto em que não seria ford, em 1911, que o modelo atômico
mais possível dividi-lo; e nesse mo- ganhou grande semelhança com o atu-
mento se chegaria ao átomo (a = não, al modelo.
tomos = parte).
O átomo de Rutherford apresenta-se
Após muitos séculos, no ano 1803, assim:

o cientista inglês John Dalton criou
um modelo atômico retomando o an-
tigo conceito dos gregos: “Toda ma-
téria é constituída por átomos, que
são pequenas esferas maciças, indi-
visíveis e homogêneas. Cada espécie ÁTOMO NEUTRO E ÁTOMO
de matéria é formada por um tipo de ELETRIZADO — ÍONS

átomo”.

Por volta de 1856, utilizando-se a Em um átomo eletricamente neutro,
ampola de Crookes, na qual um gás o número de elétrons na eletrosfera é
era introduzido à baixa pressão (entre igual ao número de prótons no núcleo,
10 e 0,01 mm Hg) e submetido a uma e sua carga é zero. Por exemplo:
alta voltagem, observou-se que ele (o
gás) tornava-se bom condutor de ele-
tricidade e emanava um fluxo luminoso Átomo de sódio: 11p e 11e
no sentido do cátodo para o ânodo. A Átomo de cloro: 17p e 17e

esse fluxo deu-se o nome de raios ca- 1o → Possui grandes espaços vazios. Em um átomo eletricamente carrega-
tódicos e descobriu-se que eles pos- 2o → No seu centro existe um núcleo do, o número de elétrons na eletros-
suíam cargas negativas. fera é maior ou menor que o número
muito pequeno e denso. de prótons no núcleo. Esses átomos
Em 1897, o físico inglês J. J. Thom- 3o → O núcleo possui carga positiva, são chamados de íons e sua existên-
son, trabalhando com raios catódicos, cia deve-se exclusivamente à variação
concluiu que eles eram parte integran- com partículas idênticas às de Gol- do número de elétrons na eletrosfera,
te de toda espécie de matéria e deu a dstein, os prótons. e nunca à variação do número de pró-
eles o nome de elétrons. 4o → Ao redor do núcleo giram elétrons tons.
em órbitas circulares bem defini-
Em 1886, Eugen Goldstein obser- das. Exemplos:
vou, em ampolas semelhantes à de Íon sódio: 11p e 10e
Crookes, um foco luminoso que surgia Íon cloreto: 17p e 18e
atrás do cátodo vindo da direção do
ânodo. Denominou esse fluxo de raios
836

Quando o número de elétrons dimi- CLASSIFICAÇÃO DOS ELEMENTOS mos isótopos são do mesmo elemento QUÍMICA
nui (porque o átomo cedeu elétrons), químico.
o íon resultante terá carga positiva e Os elementos químicos, no final
será chamado de cátion; quando o do século XVIII, foram organizados Exemplos:
íon resultante for negativo, pois o nú- de acordo com suas características São chamados Isóbaros os átomos
mero de elétrons aumentou (o átomo pelo cientista russo Mendeleiev, na com diferentes números atômicos (Z) e
ganhou elétrons), ele será chamado chamada Tabela Periódica dos ele- mesmo número de massa (A).
de ânion. mentos. Exemplos:
• átomo de sódio = 11p e 11e = +11 São chamados Isótonos os átomos
As filas horizontais são os períodos. com mesmo número de nêutrons (n) e
– 11= 0 cedendo 1e = 11p e 10e = Neles os elementos químicos estão diferentes número atômico (Z) e núme-
+11 – 10 = +1 (cátion sódio) dispostos, conforme o número atômi- ro de massa (A).
• átomo de cloro = 17p e 17e = +17 – co, em ordem crescente. Exemplos:
17 = 0 ganhando 1e = 17p e 18e =
+17 – 18 = -1 (ânion cloreto) A tabela periódica apresenta 7 perío- FICHA 2 – MOLÉCULAS
dos. As colunas verticais são as famí-
NÚMERO ATÔMICO E NÚMERO DE lias ou grupos, nos quais os elementos E ÍONS
MASSA estão reunidos conforme suas proprie- MOLÉCULAS
dades químicas.
Verifica-se, experimentalmente, que Denominamos molécula a menor par-
átomos que apresentam a mesma Os grupos de 1A a 7A ou 1, 2, 13, tícula de uma substância que ainda
quantidade de prótons no núcleo pos- 14, 15, 16 e 17 são elementos repre- possui todas as propriedades dessa
suem as mesmas propriedades quími- sentativos. substância.
cas. A quantidade de prótons presente
no núcleo recebe o nome de número Os grupos de 1B a 8B ou 3, 4, 5, 6, As moléculas são formadas pela liga-
atômico, que é representado pela le- 7, 8, 9, 10, 11 e 12 são elementos de ção de dois ou mais átomos entre si, e
tra Z. transição. as moléculas de uma substância sim-
ples são formadas por átomos de um
Número atômico (Z) = número de O grupo O (ou 18) são os gases no- mesmo elemento.
prótons bres.
As moléculas das substâncias com-
O conjunto de átomos com o mesmo Os elementos da tabela periódica po- postas são formadas de átomos de
número atômico, e, portanto, com mes- dem ser divididos em 4 grupos: elementos químicos diferentes.
mas propriedades químicas, é chama-
do elemento químico. • Metais → Propriedades específi- ATOMICIDADE
cas como o brilho, condutores de
O número de massa de um átomo corrente elétrica e de calor, dúcteis Denomina-se atomicidade ao número
corresponde à soma de prótons e nêu- (transformar em fios) e maleáveis de átomos existente na molécula de
trons, pois a massa dos elétrons é des- (transformar em chapa). uma substância simples.
prezível. O número de massa é repre-
sentado pela letra A. • Não-Metais → As propriedades 837
específicas desses elementos
Número de massa (A) = protóns + são, geralmente, opostas aos dos
nêutrons metais; não possuem brilho me-
tálico (com exceção do iodo e do
A diferença A – Z fornece o número carbono metálico), não são bons
de nêutrons de um átomo. condutores de calor e eletricidade
e não podem ser transformados
FICHA 1 – ELEMENTOS em lâminas.
QUÍMICOS
• Semimetais → São elementos que
Um elemento químico é caracterizado possuem propriedades intermediá-
por seu número atômico, por um nome rias entre os não metais e os me-
e por um símbolo. O símbolo de um tais.
elemento é representado pela primei-
ra letra de seu nome, em maiúscula. • Gases Nobres → São elementos
Quando dois ou mais elementos têm que não possuem afinidade com
a mesma letra inicial, uma segunda le- outros elementos, por isso dificil-
tra, minúscula, é acrescentada. Alguns mente formam compostos. São
símbolos são retirados dos seus anti- encontrados em estado livre na at-
gos nomes em latim. mosfera.

ISÓTOPOS, ISÓBAROS E ISÓTONOS

São chamados Isótopos os átomos
com o mesmo número atômico (Z) e
diferentes números de massa (A). Áto-

CONCURSOS, VESTIBULARES & ENEM Exemplo: Hidrogênio H2 → tem atomi- fórmula representa também uma mo- Substância Fórmula Fórmula
cidade dois. lécula ou um conjunto iônico. Molecular Mínima

A molécula da substância simples hi- No final do século XVIII, os químicos Ácido H4C2O2 H2CO
drogênio é uma partícula formada de observaram que as substâncias ti- acético H12C6O6 H2CO
dois átomos do elemento químico hi- nham composição ponderal constante, Glicose
drogênio ligados entre si, e sua repre- consequentemente elas podiam ser re-
sentação é H2. presentadas por fórmulas. O ácido acético e a glicose têm a mes-
ma fórmula mínima, mas grandezas
ÍONS Nessa época, utilizavam-se fórmulas moleculares diferentes.
percentuais em massa, porque não se
Existem substâncias compostas que conheciam massas atômicas e mole- Existem substâncias em que a fórmu-
não são formadas por moléculas, por culares. la molecular é também a fórmula míni-
isso não ocorrem ligações entre os áto- ma, veja:
mos de seus elementos. As fórmulas eram determinadas ex-
perimentalmente por meio da análise Substância Fórmula Fórmula
Os átomos se combinam formando das quantidades de substâncias envol- Molecular Mínima
um composto, no qual os átomos não vidas nas reações.
estão ligados e não formam molécu- Água H2O H2O
las; o que existe é uma transferência FÓRMULA MOLECULAR Ácido nítrico HNO3 HNO3
de elétrons.
Fórmula molecular é aquela que mos-
Exemplo: Retículo cristalino de NaCl tra a composição qualitativa e quan-
titativa, isto é, mostra os elementos
O átomo de sódio tem tendência de constituintes e suas proporções na FÓRMULA IÔNICA
perder um elétron e ficar eletricamen- formação da substância e o número de
te positivo (Na+), enquanto o átomo de átomos que formam a molécula. Fórmula iônica é aquela que mostra a
cloro (Cl) tem tendência de ganhar elé- composição qualitativa e quantitativa
trons, e recebe o elétron do sódio (Na), Exemplo: da substância iônica.
ficando eletricamente negativo (Cl-). Fórmula molecular da água → H2O
Denominamos ions os átomos carre- • Essa é a fórmula da composição Exemplo: sal de cozinha, sua fórmula
gados eletricamente, sendo os íons qualitativa da água, hidrogênio e iônica é: NaCl.
positivos denominados cátions, e os oxigênio. • Essa fórmula dá a composição qua-
íons negativos denominados ânions.
O composto NaCl é denominado de • Mostra a proporção dos elementos litativa do NaCl, Sódio e Cloro.
composto iônico. hidrogênio e oxigênio. • Mostra a proporção dos elementos

O composto NaCl (cloreto de sódio) • Indica que a molécula da água é sódio e cloro. 1:1
forma um cristal em que os íons são formada pela ligação entre dois áto-
atraídos por força eletrostática por te- mos de hidrogênio e um átomo de FÓRMULA PORCENTUAL OU
rem cargas elétricas opostas. oxigênio. CENTESIMAL

FÓRMULAS FÓRMULA MÍNIMA OU EMPÍRICA Fórmula porcentual é aquela que
mostra a proporção em massa de cada
Representamos as substâncias simples Fórmula mínima ou empírica é aquela elemento na formação da substância,
ou compostas por meio de fórmulas. A que mostra a composição qualitativa e sendo essa proporção dada em por-
quantitativa, mas não mostra o núme- centagem:
838 ro de átomos que formam a molécula
da substância. Exemplo: água.

Exemplo: Ácido acético (vinagre), sua Para se formar 100 g de água, são
fórmula mínima é H2CO. necessários 11,11 g de hidrogênio e
• Essa fórmula dá a composição qua- 88,89 g de oxigênio.

litativa do ácido acético, hidrogê- Sua fórmula porcentual é:
nio, carbono e oxigênio. 11,11% de H
• Mostra a proporção dos elemen- 88,89% de O
tos: hidrogênio, carbono e oxigênio.
2:1:1 FÓRMULA ESTRUTURAL
Duas espécies químicas diferentes
podem ter a mesma fórmula mínima, Fórmula estrutural é aquela que mos-
veja: tra a disposição dos átomos na forma-
ção da molécula.

Existem substâncias diferentes que AJUSTE DOS COEFICIENTES PELO MÉTODO DE EQUAÇÃO DE RYDBERG QUÍMICA
apresentam a mesma fórmula mole-
cular e diferentes fórmulas estrutu- TENTATIVAS Ne = 2n2 → O número máximo de
rais: esse fenômeno é denominado elétrons que cada camada pode con-
de isomeria. Nesses casos torna-se Al + O2 → Al2O3 ter (Ne) é o produto do número 2 pelo
importante o conhecimento da fórmula • No primeiro membro, temos um número respectivo da camada (n) ao
estrutural. quadrado.
alumínio, e no segundo membro,
temos dois, então, multiplicamos o Aplicando a equação para as sete
Al por dois: camadas:

Sabemos que o álcool etílico e o éter 2Al + O2 → Al2O3 K, n = 1 → NE = 2 . 12 = 2
dimetílico possuem a mesma fórmula • No primeiro membro, temos dois L, n = 2 → NE = 2 . 22 = 8
qmuoeleocsuálatroCm2oHs6Oe,smtãaosliagaddisopsoésidçiãfeoreenm- M, n = 3 → NE = 2 . 32 = 18
te; portanto, o álcool etílico e o éter di- oxigênios e no segundo membro, N, n = 4 → NE = 2 . 42 = 32
metílico são isômeros. temos três, então, multiplicamos o O, n = 5 → NE = 2 . 52 = 50
Al2O3 por dois e o O2 por três: P, n = 6 → NE = 2 . 62 = 72
Fórmula estrutural plana mostra a Q, n = 7 → NE = 2 . 72 = 98
disposição como os átomos estão liga- 2Al + 302 → 2Al2O3
dos apenas no plano, como no exem- • Conferindo o número de átomos, Porém, para cerca de 110 elementos
plo anterior; para termos a disposição conhecidos, vigoram até agora os se-
espacial dos átomos, usamos a fórmu- vemos que o alumínio ficou desa- guintes números máximos de elétrons
la estrutural espacial. justado após o ajuste do oxigênio. em cada camada:
Ficamos com dois alumínios no pri-
INTRODUÇÃO ÀS EQUAÇÕES meiro membro e quatro alumínios K LMNO P Q
QUÍMICAS no segundo membro, então, multi- 2 8 18 32 32 18 2
plicamos o Al por dois:
Quando uma substância se transfor- Exemplo:
ma em uma ou mais substâncias dife- 4Al + 302 → 2Al2O3 Representar esquematicamente o
rentes, temos uma reação química. átomo de número atômico Z = 17 e
FICHA 3 – CONFIGURAÇÃO número de massa A = 35.
Equação química é a representa- ELETRÔNICA Temos: Z = 17
ção de uma reação química. As fór-
mulas dos produtos que se formam DISTRIBUIÇÃO DOS ELÉTRONS AO A = 35
na reação ficam no segundo mem- REDOR DO NÚCLEO
bro. Em cada membro as fórmulas 35 = 17+n → n = 18
são separadas por um sinal de adi- Para os modelos de matéria vistos até Distribuição eletrônica:
ção (+), e os membros são separa- agora, sabemos que ela é constituída
dos por uma seta quando a reação por partículas. Nos modelos pós-Dalton, KLM
ocorre somente em um sentido, e o átomo não é mais a menor porção da
por duas setas quando a reação matéria, pois se admite partículas suba- 28 7
ocorre nos dois sentidos. tômicas: elétrons, prótons e nêutrons.
CAMADA DE VALÊNCIA
Colocam-se coeficientes na frente Em relação aos elétrons, quanto mais
de cada fórmula, para se igualar o nú- afastados estiverem do núcleo, maior sua O nível de energia mais externo do
mero de átomos do primeiro membro energia. Dependendo da distância do elé- átomo é denominado camada de va-
com o número de átomos do segundo tron ao núcleo, conclui-se que eles se en- lência. No exemplo anterior, a camada
membro, para satisfazer a Lei da Con- contram em níveis energéticos diferentes. de valência é a camada M, e la pode
servação da Matéria. Esses coeficien- conter, no máximo, 8 elétrons.
tes devem ser os menores inteiros Nos átomos dos elementos químicos
possíveis. conhecidos, podem ocorrer sete níveis Regra prática: Distribuir os elétrons
de energia (contendo elétrons) repre- nas camadas K, L,... até completar o
sentados, respectivamente, a partir Z (no- atômico); se, na última camada,
do núcleo, pelas letras K, L, M, N, O, houver mais do que 8, risca e coloca-
P, Q, ou pelos números 1, 2, 3, 4, 5, 6, se o número imediatamente inferior,
7, chamados de números quânticos que pertença ao conjunto {2, 8, 18 e
principais. Assim, n = 1 representa a 32}, e a diferença passa para o nível
camada K, n = 2 representa a camada seguinte.
L, e assim sucessivamente até n = 7,
que representa a camada Q. 839

CONCURSOS, VESTIBULARES & ENEM Exemplos: O número quântico “l” assume, em ORBITAL
a) Z = 20 cada nível, valores que vão de zero até
K LMNO P Q (n – 1), em que n = número quântico Conforme o modelo atômico atual, o
2 8 10 2 principal. elétron é uma partícula que pode se
comportar como uma partícula e ser
8 NOTAÇÃO DA CONFIGURAÇÃO ELE- estudado como uma partícula, e pode
se comportar como uma onda e ser
b) Z = 53 TRÔNICA estudado como uma onda, e é impos-
K LMNO P Q sível a determinação da trajetória de
2 8 18 25 7 Escreve-se o número quântico prin- um elétron. Sendo assim, o modelo
cipal antes da letra do subnível, com atômico atual prevê uma região de
18 um expoente que indica o número de maior probabilidade de o elétron ser
elétrons:Exemplo: encontrado; essa região é denomina-
Obs.: Esse processo apresenta muitas da Orbital.
exceções.
Orbital é a região do espaço onde há
SUBNÍVEIS DE ENERGIA maior probabilidade de se localizar o
elétron em seu movimento ao redor do
Como já vimos, os elétrons passam núcleo.
de uma camada em saltos quânticos,
conforme cederam ou receberam 1 Matematicamente, chegou-se ao for-
quantum de energia; logo, os níveis mato de cada orbital.
de energia subdividem-se em subní-
veis de energia, isto é, cada nível é — Formato do orbital s
composto por 2 ou mais linhas muito
próximas.

Nos átomos dos cerca de 110 ele- CONFIGURAÇÃO ELETRÔNICA — Formato do orbital p
mentos químicos, podem ocorrer 4 DE UM ÁTOMO — DISTRIBUIÇÃO NOS Os formatos dos orbitais d e f não são
tipos de subníveis, designados suces- SUBNÍVEIS DE ENERGIA — DIAGRAMA de interesse para o nosso curso. Devi-
sivamente pelas letras: “s” (sharp), “p” DE LINUS PAULING do as suas formas complicadas, não
(principal),“d” (diffuse) e “f” (funda- entraremos em detalhes.
mental). A cada subnível corresponde Colocam-se os elétrons em primeiro
um número “l”, chamado número quân- lugar nos subníveis de menor energia.
tico secundário ou azimutal: A ordem energética dos subníveis não é
igual à ordem geométrica. Devemos uti-
lizar o Diagrama de Pauling para preen-
cher corretamente os subníveis.

Na verdade, existem também os sub- NÚMERO QUÂNTICO MAGNÉTICO
níveis g, h, e i, mas até o momento en- (M OU ML)
contram-se vazios. O número máximo
de elétrons em cada subnível é: Indica em qual orbital de determina-
do subnível se encontra o elétron e a
orientação desse orbital no espaço.

Para cada valor de l, m assume valo-
res inteiros, que variam de:

A camada K é formada pelo subnível –l............ O............ +l
s; a camada L pelos subníveis s e p; e O número de orbitais em cada sub-
assim sucessivamente. Veja: nível é dado pela expressão (2l+1) em
que l é o movimento quântico secundá-
840 rio ou azimutal.

A tabela de Mendeleiev previu pro- QUÍMICA
priedades de vários elementos não
NÚMERO QUÂNTICO SPIN elétron em um subnível, calculado pela conhecidos na época, pois os espaços
(S OU M ) expressão 2 . (2l+1). previstos para esses elementos na ta-
bela estavam vazios, pois na época só
S FICHA 4 – CLASSIFICAÇÃO se conheciam cerca de 60 elementos
PERIÓDICA DOS ELEMENTOS químicos.
É o número quântico relacionado com
o movimento de rotação do elétron, em INTRODUÇÃO Mendeleiev enunciou que:
torno do seu próprio eixo, o qual pode As propriedades dos elementos são
ter dois sentidos de rotação. Com o estudo e o conhecimento dos uma função periódica de suas massas
elementos químicos, os químicos per- atômicas.
Portanto, um elétron pode ter dois ti- ceberam propriedades químicas co- Portanto, quando os elementos estão
pos de spin com valores: muns a grupos de elementos. Esses dispostos em ordem crescente de suas
grupos com propriedades semelhantes massas atômicas, observa-se que mui-
DISTRIBUIÇÃO DOS ELÉTRONS NO foram chamados de famílias. tas propriedades repetem-se periódi-
ÁTOMO camente.
Um dos tipos mais importantes
Existem algumas regras que permi- de classificação dos elementos é a A LEI DE MOSELEY
tem formar a distribuição eletrônica de classificação periódica ou tabela pe-
um átomo. riódica. Em 1913, Henry G.L. Moseley
(1887-1915), cientista inglês, mediu
PRINCÍPIO DA EXCLUSÃO DE PAULI A organização dos elementos come- a carga nuclear, estabelecendo o
çou a ser feita desde o início do século conceito de número atômico dos ele-
Pauli afirmou em 1925 que em um áto- XIX. mentos químicos; então, concluiu-se
mo não podem existir elétrons com os que os elementos químicos na tabela
seus quatro números quânticos iguais. Em 1817, um cientista alemão, Jo- periódica deveriam obedecer a uma
hann W. Döbereiner, observou que ordem crescente de número atômi-
Essa afirmação ficou conhecida como alguns elementos com propriedades co, pois segundo a Lei de Moseley,
“Príncipio da Exclusão”, que teve con- químicas semelhantes podem ser as propriedades dos elementos são
sequências importantes. agrupados três a três. Nesse grupo uma função periódica de seus núme-
de três, o peso atômico de um ele- ros atômicos.
Um mesmo orbital pode conter no mento era aproximadamente a mé-
máximo dois elétrons. Se conter dois dia aritmética dos pesos atômicos Assim, chegou-se à atual tabela perió-
elétrons a única diferença entre eles é dos outros dois. dica, colocando-se os gases nobres, os
o spin (mS = +½ e mS = -½). lantanídeos e os actinídeos.
Exemplos: lítio, sódio, potássio.
Como consequência do princípio da A classificação de Döbereiner ficou AS FAMÍLIAS
exclusão, temos o número máximo de conhecida como Lei dos Tríades.
Muitas tentativas de agrupar os ele- Chamamos de família ou grupo cada
mentos foram elaboradas, mas sem coluna vertical da tabela periódica.
muito sucesso. Somente em 1869 o Uma família é constituída de elemen-
cientista alemão Julius Lothar Meyer tos cujas propriedades químicas são
(1830-1895) e o russo Dmitri Iva- semelhantes entre si, e apresentam a
novitch Mendeleiev (1834-1907), mesma configuração eletrônica na últi-
trabalhando independentemente, ma camada.
chegaram a conclusões que levaram Na tabela periódica, as famílias são
à atual classificação periódica dos representadas pelas letras A e B; as re-
elementos. presentadas por A e zero (1, 2, 13, 14,
Mendeleiev ordenou os elementos 15, 16, 17 e 18) recebem denomina-
segundo a sequência crescente de ções e seus elementos são chamados
suas massas atômicas. de representativos.
As famílias representadas pela le-
tra B (3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 e
12) são chamadas elementos de
transição.
Estão incluídos nos elementos de tran-
sição os elementos de duas séries, a
dos lantanídeos e a dos actinídeos,
e são chamados de elementos de
transição interna, com exceção
do La e do Ac.
841

CONCURSOS, VESTIBULARES & ENEM O átomo de um elemento de transição duzidos em laboratório. São classifica- Observe a direção das setas na
apresenta subnível mais energético d, e o dos em transurânicos e cisurânicos. figura abaixo que representa na ta-
átomo de um elemento de transição inter- TRANSURÂNICOS bela periódica, o aumento do raio
na apresenta subnível mais energético f. atômico.
Na tabela periódica, encontram-se
OS PERÍODOS depois do urânio (Z = 92), ou seja, pos- Raio Atômico
suem número atômico superior a 92.
Chamamos de período ou série cada CISURÂNICOS POTENCIAL DE IONIZAÇÃO OU ENERGIA DE
fila horizontal da tabela periódica. IONIZAÇÃO
Na tabela periódica, encontram-se
Verifica-se que o número do período antes do urânio, e possuem número Sabemos que energia de ionização
corresponde ao número de camadas atômico inferior a 92. São quatro: é a energia necessária para retirar
de elétrons, ou seja, ao número quânti- tecnécio (Tc, Z = 43), promécio (Pm, um elétron de um átomo no estado
co principal (n) da última camada. Z = 61), astato (At, Z = 85), frâncio gasoso.
(Fr, Z = 87).
METAIS — NÃO METAIS — À medida que o raio atômico aumen-
SEMIMETAIS — GASES NOBRES — ELEMENTOS RADIOATIVOS ta, diminui a atração do núcleo sobre
HIDROGÊNIO os elétrons externos; portanto, aumen-
Os elementos que na tabela periódi- ta a facilidade para a retirada do elé-
METAIS ca encontram-se depois do bismuto tron de valência.
São 81 dos elementos, o que repre- (Bi, Z = 83) e são naturalmente radio-
ativos. Então, quanto maior o tamanho do
senta 76% do total que existem hoje. átomo, menor a energia de ionização.
São bons condutores de calor e eletri- FICHA 5 – PROPRIEDADES
cidade; dúcteis e maleáveis; apresen- DOS ELEMENTOS Nas famílias, a energia de ionização
tam um brilho típico, apresentam me- aumenta de baixo para cima. E nos pe-
nos de 4 elétrons na última camada; PROPRIEDADES PERIÓDICAS ríodos, ela aumenta da esquerda para
tendem a perder elétrons; são sólidos a direita, conforme indicam as setas
em condições ambientes, com exce- Propriedades periódicas são aquelas da figura na próxima página.
ção do mercúrio, que é líquido. que se repetem em intervalos mais ou
NÃO METAIS menos regulares, isto é, à medida que Nota-se que, à medida que vamos
o número atômico aumenta, os valores retirando elétrons de um átomo, a
Em número de 11, constituem 11% se repetem numa certa ordem. atração do núcleo sobre os elétrons
dos elementos; são maus condutores remanescentes torna-se cada vez
de eletricidade e calor; não são dúc- Vamos analisar as seguintes proprie- maior. Portanto, retirando o primeiro
teis, nem maleáveis; apresentam mais dades periódicas: raio atômico (tama- elétron, fica mais difícil a retirada do
de 4 elétrons na última camada; ten- nho do átomo), potencial de ionização, elétron seguinte, ou seja, a energia
dem a ganhar elétrons. eletroafinidade, eletronegatividade, para retirar o 1o elétron é menor que a
SEMIMETAIS eletropositividade, reatividade quími- energia para retirar o 2o elétron e as-
ca, densidade, volume atômico e ponto sim por diante.
São num total de 7 elementos, com de fusão.
propriedades intermediárias entre as RAIO ATÔMICO Energia ou Potencial
dos metais e as do não metais. de Ionização
GASES NOBRES O tamanho do átomo varia de acordo
com dois fatores: o número de cama- E1 < E2 < E3 < E ... < En
São seis elementos, todos gases em das eletrônicas e a carga nuclear (nú- ELETROAFINIDADE OU AFINIDADE
condições ambiente; são quimicamen- mero de prótons). ELETRÔNICA
te inertes, isto é, não participam de
reações. Em uma família, o raio atômico cres- Eletroafinidade ou Afinidade eletrô-
HIDROGÊNIO ce de cima para baixo, pois o número nica é a medida da energia liberada
de camadas eletrônicas aumenta de por um átomo isolado no estado ga-
O hidrogênio é um elemento que não cima para baixo. soso ao receber um elétron. Portan-
apresenta propriedades semelhantes to, quanto maior a afinidade eletrôni-
à nenhuma família, e não se enquadra Notamos que num período, à medida ca, maior a capacidade do átomo de
na classificação de metais, não metais que o número atômico aumenta, o nú- receber elétrons.
e semimetais na tabela periódica. Está mero de camadas permanece o mesmo,
localizado acima do lítio, apesar de não mas a carga nuclear aumenta, aumen-
ser um metal alcalino. tando a atração do núcleo sobre os elé-
trons. Portanto, quanto maior o número
ELEMENTOS ARTIFICIAIS atômico dos elementos, menor o tama-
nho dos átomos e menor o raio atômico.
Os elementos artificiais são aqueles
que não existem na natureza; são pro-

842

Nos períodos e nas famílias, quanto der ou ganhar elétrons; portanto, um são encontram-se no centro da tabela QUÍMICA
menor o átomo, maior a afinidade ele- átomo reage facilmente quando tem periódica e na base, com exceção dos
trônica, maior sua capacidade de rece- energia de ionização baixa, isto é, per- metais alcalinos, cujo maior ponto de
ber elétrons. de elétrons facilmente, e afinidade ele- fusão pertence aos elementos da par-
Na tabela periódica, a afinidade ele- trônica alta, quando recebe elétrons te superior.
trônica tem variação inversa à do raio facilmente.
atômico.
Os gases nobres devem ser excluídos
dessa variação, pois são muito está-
veis.
Gases Nobres
Metais Ponto de Ebulição
Ponto de Fusão
Alcalinos
1A 2A

Afinidade eletrônica

Os gases nobres possuem os orbitais Reatividade FICHA 6 – LIGAÇÕES
do último nível completos; portanto, QUÍMICAS
não recebem elétrons. DENSIDADE
ELETRONEGATIVIDADE Já vimos que densidade (d) é a razão INTRODUÇÃO

Eletronegatividade é a propriedade entre a massa (m) e o volume (v) de um OS GASES NOBRES E A TEORIA DO OCTETO
pela qual o átomo apresenta maior ou corpo. Quando se faz a distribuição dos ga-
menor tendência em atrair elétrons.
Nas famílias, a densidade aumenta ses nobres, percebe-se que eles apre-
É uma propriedade resultante da de cima para baixo e nos períodos, au- sentam a última camada de valência
energia de ionização e da eletroafini- menta das laterais para o centro. completa, por isso dizemos que os
dade. gases nobres têm configurações es-
Massa Específica táveis.
Um átomo com alta energia de ioniza- (Densidade)
ção tem dificuldade de perder elétrons, Esse fato confere a esses elementos
e um átomo com alta eletroafinidade O ósmio e o irídio são os elementos de grande estabilidade química e assim
tem facilidade de ganhar elétrons. maior densidade. eles se apresentam na natureza na for-
VOLUME ATÔMICO ma de átomos isolados.
Portanto, na tabela periódica, a ele-
tronegatividade varia conforme muda Veja na representação da tabela pe- Os outros átomos não se apresentam
a energia de ionização e a eletroafini- riódica o aumento do volume atômico estáveis; então, para aumentar a esta-
dade. nas famílias e nos períodos. bilidade desses átomos, formam-se as
ligações químicas.
Eletronegatividade Valor Atômico
A Teoria do Octeto diz que um áto-
Essa figura mostra que os elementos Os átomos de maior volume atômico mo estará estável quando sua última
situados na parte superior direita da ficam nas laterais e na base. camada possuir 8 elétrons (ou dois,
tabela periódica são os que apresen- PONTO DE FUSÃO caso se trate da camada K). Os átomos
tam maior eletronegatividade. não estáveis se unem uns aos outros
ELETROPOSITIVIDADE Ponto de fusão é a temperatura em a fim de adquirir essa configuração de
que um sólido passa ao estado líquido, estabilidade.
Eletropositividade é a propriedade pela a uma dada pressão.
qual o átomo apresenta maior ou menor A união entre átomos é chamada li-
tendência em repelir elétrons, ou seja, é Os elementos com maior ponto de fu- gação química.
o inverso da eletronegatividade.
REATIVIDADE QUÍMICA CLASSIFICAÇÃO DOS ELEMENTOS
QUÍMICOS:
Sabemos que um átomo reage facil-
mente quando tem facilidade de per- Os metais podem ser divididos em:
a) Metais Alcalinos (família 1 A ou
grupo 1 da tabela periódica)
Têm apenas 1 elétron na camada de
valência; para adquirir estabilidade
(octeto) devem doar 1 elétron.

b) Metais Alcalino-terrosos (família
2 A ou grupo 2 da tabela periódica)

Têm 2 elétrons na camada de valên-
cia; para adquirir estabilidade, têm ten-
dência de doar 2 elétrons.
843

CONCURSOS, VESTIBULARES & ENEM c) Outros exemplos Elementos Símbolos Z K L M, N O P • Reação entre potássio e hidrogê-
Na tabela abaixo, colocamos alguns nio, formando hidreto de potássio.
metais de uso mais frequente e o nú-
mero de elétrons que eles possuem na Boro B 5 23
camada de valência.
Silício Si 14 2 8 4

Germânio Ge 32 2 8 18 4

Arsênio As 33 2 8 18 5

Metal Símbolos Número de elétrons Antimônio Sb 51 2 8 18 18 5 Z=19 Z=1
Prata na Camada de Valência 19p 1p
Telúrio Te 52 2 8 18 18 6 19e 1e 19p 1p
KLMN K 18e 2e
Ag 1 Polônio Po 84 2 8 18 32 18 6 2 8 81 1 KLM K
288 2
Cobre Cu 1

Ouro Au 1 Gases nobres
Como já vimos, eles são estáveis na
Zinco Zn 2 natureza.

Manganês Mn 2 Hidrogênio b) Ligação Covalente
Ele deve ser tratado como um elemen- Ela ocorre quando:
Ferro Fe 2 to à parte no estudo das ligações.

Níquel Ni 2 TIPOS DE LIGAÇÕES QUÍMICAS AMETAL combina-se com AMETAL.
AMETAL combina-se com HIDROGÊNIO.
Alumínio Al 3 HIDROGÊNIO combina-se com HIDRO-
GÊNIO.
Os ametais ou não metais podem
ser divididos em: Os tipos de ligação podem ser: Na ligação covalente, os átomos com-
partilham um par de elétrons.
a) Halogênios (família 7A ou grupo
17 da tabela periódica) a) Ligação Iônica {Exemplo:
A ligação iônica ocorre quando: H2
Apresentam 7 elétrons na camada de
valência. Têm tendência de receber 1 METAL combina-se com AMETAL. H (Z = 1)
elétron. METAL combina-se com HIDROGÊ- H (Z = 1)
NIO.
b) Calcogênios (família 6A ou grupo
16 da tabela periódica) O hidrogênio comporta-se como um
ametal nessa ligação.
Apresentam 6 elétrons na camada de
valência. Têm tendência de receber 2 Na ligação iônica, ocorre uma transfe-
elétrons. rência de elétrons do metal para o não
metal ou do metal para o hidrogênio.
Também são calcogênios, mas não
ametais, o telúrio (Z = 52) e o polônio Exemplos:
(Z = 84). • Reação entre sódio e cloro, forman-

Os demais ametais importantes são: do o cloreto de sódio. Fazendo-se a
distribuição eletrônica, temos:
Elementos Símbolos Z K L M
Sódio (Na) Cloro (Cl)
Carbono C 6 26
Nitrogênio N 7 286 Z = 11 Z = 17
Fósforo P 15 2 8 18
11 prótons 17 prótons pares de elétrons
compartilhados
11 elétrons 17 elétrons
Ocorre quando apenas um átomo, já
Observações: KLM KLM com seus orbitais completos e, portan-
1) O carbono, apesar de ter quatro 28 1 28 7 to, estável, fornece dois elétrons à ou-
elétrons na camada de valência, é con- tro átomo não estabilizado.
siderado ametal. Equação da reação (representação
2) O nitrogênio e o fósforo são da apenas dos elétrons do último nível): Exemplo: SO2
mesma família e são ametais. O arsê-
nio, o antimônio e o bismuto são tam- Situação após a reação: c) Ligação Metálica
bém da família do nitrogênio e fósforo, É a ligação que se estabelece entre os
mas não são ametais. Cátion sódio: Na+ Ânion cloreto: Cl - átomos dos metais. Todos os átomos
Arsênio Z = 33 11 prótons 17 prótons
Antimônio Z = 51 10 elétrons 17 elétrons
Bismuto Z = 83 KL KL M
28 28 8
Os semimetais são os seguintes:

844

perdem elétrons da camada mais ex- diferentes processos e observou que, outra substância, formando compos- QUÍMICA
terna, que formam uma nuvem eletrô- independentemente do processo de tos diferentes, as massas da outra
nica comum a todos. Isso faz com que obtenção, as substâncias obedeciam substância variam numa proporção de
os elétrons se desloquem livremente sempre à mesma proporção em massa. números inteiros e pequenos.
pelo metal, o que dá aos metais a ca- Veja:
pacidade de conduzir corrente elétrica Essa lei pode ser enunciada da se- 2 g de hidrogênio + 16 g de oxigênio
e calor. guinte maneira: → 18 g de água
2 g de hidrogênio + 32 g de oxigênio
FICHA 7 – LEIS DAS Numa mesma reação química, existe → 34 g de água oxigenada
COMBINAÇÕES QUÍMICAS uma relação constante entre as mas- 16 1
sas das substâncias participantes. A proporção 32 2 , que é uma rela-
LEIS PONDERAIS ção simples.
Fazendo a reação A + B → C + D
mamULaCseseaisndamdesDo,PmareAos1up+msotsamdtseBisz1ra,iqosourbmmet:eeAnnedtemo uBm,sCoa1bnetdeomndaD1os, LEI DE RICHTER OU LEI DAS PROPORÇÕES
RECÍPROCAS OU LEI DOS EQUIVALENTES

No final do século XVIII e início do Quando combinamos uma massa fixa
século XIX, alguns pesquisadores ob- (msmuBbA)esdtâmenuCcmidaeas substância A com massas
servaram a existência de relações de Utilizando várias amostras de água, terão substâncias B e C, se as
massas e volumes de substâncias que ou seja, água de vários lugares (até tes a se combinarem entre si,
participavam de uma reação. O estudo produzida em laboratório), e separan- mumasasapsrompBo1rçeãmo Cd1 ecomrrúelstpipolonsdeonu-
dessas relações permitiu o conheci- do o hidrogênio do oxigênio, pesan- submúltiplos das massas mB e mC.
mento das Leis das Combinações Quí- do as substâncias, chegaremos, por Exemplo:
micas. exemplo, aos seguintes valores: 2 g de hidrogênio + 16 g de oxigênio

Após o conhecimento da teoria atô- → 18 g de água
mica, as leis das combinações quími- 2 g de hidrogênio + 32 g de enxofre →
cas tornaram-se muito claras e evi- 1a- experiência Proporção das massas 34 g de gás sulfídrico
dentes, mas na época em que foram massa da água 9 48 g de oxigênio + 32 g de enxofre →
enunciadas, não se conhecia o que 180 g 80 g de trióxido de enxofre
era átomo, molécula, massa atômica, massa do hidrogênio 1 48 16 3
massa molecular e fórmulas molecu- 20 g
lares. A teoria atômica veio para expli- massa do oxigênio 8 32 32 1
car as leis das combinações químicas. 160 g
As leis deram aos fenômenos quími-
cos uma interpretação científica, e a 2a- experiência Proporção das massas 3:1 é uma relação simples.
química passou a ser estudada como massa da água 9
ciência. 22,5 g EQUIVALENTE-GRAMA
LEI DE LAVOISIER OU LEI DA CONSERVAÇÃO massa do hidrogênio 1
DA MASSA 2,5 g Equivalente-grama de um elemento é
massa do oxigênio 8 a massa desse elemento que se com-
Após inúmeras experiências pesan- 20,0 g bina com um equivalente-grama de
do substâncias reagentes antes da Proporção das massas oxigênio, ou seja, que se combina com
reação e as substâncias resultantes 3a- experiência 9 8,0 gramas de oxigênio.
depois da reação, o cientista francês massa da água
Lavoisier concluiu que em um sistema 270 g 1 É importante conhecermos os equi-
fechado a soma das massas dos rea- massa do hidrogênio valentes-gramas dos elementos quími-
gentes é igual à soma das massas dos 30 g 8 cos, pois esses equivalentes que rea-
produtos. massa do oxigênio girem entre si o farão em proporção de
240 g seus múltiplos ou submúltiplos.
A+B→C+D
Então, ma+ mb → mc + md As massas mudam, mas a proporção Estudando resultados experimentais,
é sempre a mesma; portanto, a água, para verificar a Lei de Richter, os quími-
LEI DE PROUST OU LEI DAS PROPORÇÕES não importando sua origem nem o cos determinaram as massas de vários
CONSTANTES processo de sua formação, é sempre elementos que se combinavam com a
composta de hidrogênio e oxigênio e massa fixa de outro.
A Lei de Proust ou Lei das Proporções na proporção de 1:8 em massa.
Constantes foi definida também com Surgiu, assim, a noção de equivalen-
bases experimentais. O químico Joseph LEI DE DALTON OU LEI DAS PROPORÇÕES te, e os químicos tiveram de escolher
Louis Proust analisou quantidades de MÚLTIPLAS uma massa fixa como padrão para a
inúmeras substâncias formadas por determinação dos equivalentes dos
A Lei de Dalton ou Lei das Propor- outros elementos. Na época, o elemen-
ções Múltiplas nos diz que, quando to escolhido foi o hidrogênio.
combinamos uma massa fixa de uma
substância com massas diferentes de Como 2 g de hidrogênio se combinam
com 16 g de oxigênio, tínhamos o peso
equivalente do oxigênio igual a 8 g. 845

CONCURSOS, VESTIBULARES & ENEM Como 2 g de hidrogênio se combi- HIPÓTESE DE AVOGADRO Nesse caso há contração de volume,
nam com 32 g de enxofre, tínhamos pois existe uma variação no número de
o peso equivalente do enxofre igual Ainda no início do século XIX, Ame- moléculas. A quantidade total de molé-
a 16 g. deo Avogadro conseguiu explicar as culas do produto é menor que a quanti-
Leis Volumétricas introduzindo a ideia dade total de moléculas dos reagentes,
Atualmente, determina-se os equiva- de molécula, e estabeleceu a hipótese porque os reagentes são formados por
lentes dos elementos em função do de que: moléculas biatômicas e os produtos
equivalente do oxigênio. por moléculas triatômicas.
Volumes iguais de gases quaisquer,
Após serem enunciadas as Leis Pon- medidos nas mesmas condições de O conceito de molécula era o que falta-
derais, que são Leis das Combinações temperatura e pressão, contêm o mes- va na Teoria Atômica de Dalton, a qual,
Químicas que tratam das relações mo número de moléculas. a partir daí, passou a se chamar Teoria
entre as massas das substâncias, ou Atômica Molecular de Dalton-Avogadro.
seja, as Leis de Lavoisier, Proust, Dal- (Hipótese de Avogadro)
ton e Richter, Dalton expressou os pos- Vejam as explicações das Leis Volu- FICHA 8 – INTERPRETAÇÃO
tulados de sua teoria atômica. métricas pelos seguintes esquemas: DE ORBITAIS
• SínteSe do cloreto de hidrogênio
A Teoria Atômica originou-se para ex- hidrogênio + cloro → ácido clorídrico Estudaremos por meio de orbitais a
plicar os fatos das Leis Ponderais. (P, T constantes) formação dos pares eletrônicos e a ge-
• A Lei de Lavoisier diz que a massa 10L + 10L → 20L ometria das moléculas.
Cada par eletrônico de uma ligação
total do sistema permanece inal- Proporção 1:1:2 covalente é formado pela interpenetra-
terada – de acordo com a teoria ção de dois orbitais atômicos, com um
atômica, os átomos não podem ser Veja que nesse caso não existe con- elétron em cada orbital. A união forma
criados nem destruídos, apenas se tração ou expansão de volumes, pois um único orbital denominado orbital
recombinam. “ Na natureza, nada não há variação no número de molécu- molecular, pertencente aos dois áto-
se cria e nada se perde, tudo se las. A quantidade total de moléculas do mos da ligação.
transforma” produto é igual à quantidade total de Na formação da molécula do H→2, temos
• A Lei de Proust diz que uma subs- moléculas dos reagentes. dois átomos de hidrogênio (H 1s1). E
tância pura apresenta a mesma a fórmula eletrônica da molécula é:
composição qualitativa e quantita- • Síntese do vapor de água
tiva, qualquer que seja sua origem Hidrogênio + Oxigênio → vapor de H••H
– a teoria atômica diz que os áto- água (P, T constantes)
mos dos elementos têm massas Temos dois elétrons atraídos simulta-
fixas, logo as substâncias compos- 20L + 10L → w20L neamente por dois núcleos; então, po-
tas têm composição fixa. Proporção 2:1:2 demos definir que um orbital molecular
é a região de maior probabilidade de se
LEIS VOLUMÉTRICAS encontrar o par eletrônico da ligação
covalente.
No início do século XIX, o cientis-
ta francês Gay-Lussac estudou FICHA 9 – LIGAÇÃO
as relações entre os volumes das SIGMA (σ)
substâncias reagentes no estado
gasoso, medindo esses volumes nas Denominamos de ligação sigma (σ)
mesmas condições de temperatura sempre que os orbitais atômicos se
e pressão, e enunciou as Leis Volu- fundem ao longo de um mesmo eixo.
métricas, que podem ser reunidas A ligação covalente na molécula de hi-
num só enunciado: drogênio é denominada ligação sigma
s-s.
Os volumes das substâncias par-
ticipantes de uma reação química,
quando no estado gasoso e na mesma
pressão e temperatura, estão entre si
numa proporção de números inteiros e
pequenos.

As Leis Volumétricas não puderam A geometria molecular é analisada con-
ser explicadas com base na teoria atô- forme as posições dos núcleos, assim
mica de Dalton.

Não se explicava a causa das rela-
ções volumétricas, a causa da contra-
ção ou não contração do volume.

846

uma molécula biatômica, ou seja, com Ligação Pi () QUÍMICA
dois núcleos, é linear.

MOLÉCULAS DOS HALOGÊNIOS MOLÉCULAS DOS HIDRETOS (NH3, A Molécula de Nitrogênio (N2)
PH3, ASH3, SBH3) Esse tipo de ligação covalente, feita
Vamos analisar uma molécula de cloro, entre dois orbitais p que se juntam se-
e a mesma análise pode ser feita com os gundo eixos paralelos, denominamos
outros halogênios. Os átomos dos halo- de ligação covalente pi ().
gênios (família 7a ou grupo 17) têm confi-
guração na camada de valência. ns2 np5 7N → 1s2, 2s2 2p3

[Cl → Z = 17 → 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p5] No caso NH3
1H → Z = 1 → 1s1

7N → Z = 7 →
1s2, 2s2 2p3

MOLÉCULAS DOS HALETOS DE O hidrogênio entra na ligação com o
HIDROGÊNIO (HF, HCL, HBR, HI) orbital s, e o nitrogênio com os seus or-
bitais incompletos Px, Py, Pz.
No caso do HCl
1H → Z = 1 → 1s1
17Cl → Z = 17 → 3s23p5 (última camada)

O hidrogênio entra na ligação com o
orbital s, e o cloro com o orbital pz.

MOLÉCULAS DOS HIDRETOS (H2O,
H2S, H2SE, H2TE)

No caso H2O O nitrogênio participa da ligação com
1H → Z = 1 → 1s11 seus três orbitais p incompletos (px, py,
8O → Z = 8 → 1s2, 2s2 2p4 pz).

O hidrogênio entra na ligação com o Essa ligação forma moléculas an- A MOLÉCULA DE MONÓXIDO DE
orbital s, e o oxigênio com os seus or- gulares piramidais e os ângulos teóri- CARBONO (CO)
bitais incompletos py e pz. Essa ligação cos são de 90º, mas devido a forças
forma moléculas angulares, ou seja, os eletrostáticas (repulsão dos pares de 6C → Z = 6
núcleos de todos os átomos não estão elétrons que sobram) os ângulos reais → 1s2, 2s2 2p2
numa mesma reta, formam um ângu- diferem um pouco de 90º.
lo teórico de 90º, mas devido a forças 8O → Z = 8
eletrostáticas (repulsão dos pares de → 1s2, 2s2 2p4.
elétrons que sobram), os ângulos reais
são um pouco diferentes de 90º.

847

CONCURSOS, VESTIBULARES & ENEM O carbono entra na ligação com seus sabe-se experimentalmente que o áto- HIBRIDAÇÃO SP2
dois orbitais p incompletos e um orbital mo de carbono pode formar quatro liga-
p vazio. ções covalentes. A molécula do hidreto de bligoarodo(BaHo3s)
apresenta o átomo de boro
O oxigênio entra na ligação com seus Segundo a teoria da hibridação, o áto- átomos de hidrogênio por meio de três
dois orbitais p incompletos e um orbital mo do carbono tem uma promoção de ligações covalentes.
p cheio. um elétron do orbital 2s2 para o orbital Sabemos que o boro no seu estado
vago 2pz.
Surge um caso especial de ligação cova-
lente, estabelecida quando o par eletrôni- fundamental tem uma configuração
co é doado somente por um dos átomos. eletrônica que permite apenas uma

ligação, mas com a promoção de um
elétron do orbital 2s2 para o orbital
vtraêzsioo2rbpiyt,aoisátionmcoomdpelebtoosro, passa a ter
que permi-
tem três ligações covalentes.

E, assim, tornavam-se possíveis quatro

Na molécula de CO, temos uma liga- Então, após a promoção do elétron, Para a formação da molécula do hi-
ção dativa, formada por um orbital com- a configuração eletrônica do átomo de dreto de boro b(BridHo3)s, ocorre a ligação
pleto e um orbital vazio. Notamos que, czeamrboosnoquée1ess2s, e2sé1,o2eps1xt,a2dpo1ye2xpc1izt.aDdoi- dos orbitais hí sp2 do boro com
após formada a ligação dativa, ela não do átomo de carbono. Então, uma mis- os orbitais s dos hidrogênios. Temos,
se diferencia da ligação covalente co- tura de um orbital s com três orbitais então, três ligações exatamente iguais
mum. p, formando quatro orbitrais híbridos do tipo sigma: s -sp2 (σs - sp2).
exatamente iguais, é denominada de
Representava-se a ligação dativa na hibridação de orbitais.
fórmula estrutural por uma seta dirigi-
da do doador para o receptor. Como na hibridação do carbono temos
um orbital s e três orbitais p, represen-
A→B tamos os orbitais híbridos por sp3.
Atualmente o mais aceito é se repre- A MOLÉCULA DO METANO (CH4 )
sentar a ligação dativa apenas com o
sinal de dupla ligação. A=B Para a formação da molécula do me-
Classificação: Conforme o número tano, ocorre a ligação dos orbitais s
de pares eletrônicos cova lentes for- dos hidrogênios com os orbitais híbri-
mados, temos: dos sp3 do carbono. Temos, então, qua-
tro ligações exatamente iguais do tipo
HIBRIDAÇÃO ligação covalente sigma s-sp3 (σs-sp3).

Como a orientação espacial dos orbi-
tais híbridos sp3 do carbono correspon-
de a um tetraedro regular, a molécula
do CH4 é tetraédrica.

Observou-se que a teoria da fusão de HIBRIDAÇÃO SP
orbitais atômicos comuns não conse-
guia explicar a estrutura de muitas mo- Sabemos que na molécula do hidreto
léculas. Então surgiu uma nova teoria, de berílio, o átomo de berílio está liga-
a Teoria da Hibridação. do aos átomos de hidrogênio por meio
de duas ligações covalentes.
HIBRIDAÇÃO SP3
O berílio no seu estado fundamental
O átomo de carbono tem apenas dois tem uma configuração eletrônica que
orbitais incompletos, dois elétrons para não permite nenhuma ligação, pois
formar duas ligações covalentes, mas seus orbitais estão completos, mas
com a promoção de um elétron do
848 subnível 2s para o subnível 2p vazio,

o átomo de berílio passa a ter dois or- Raios β: São “elétrons” emitidos pelos Veja que: QUÍMICA
bitais incompletos, que permitem duas núcleos! Como núcleos podem emitir 92 = 90 + 2 (a carga é conservada)
ligações covalentes. elétrons? Consideramos que um nêu- 238 = 234 + 4 (a massa é conservada)
tron transforma-se (decai) em um pró-
ton (que permanece no núcleo), num TEMPO DE MEIA-VIDA OU
elétron que é emitido (partícula β) e PERÍODO DE SEMIDESINTEGRAÇÃO
num neutrino (partícula sem carga e de (T½ OU P)
massa desprezível).

0n1 → 1p1 + –1β0 + 0n0 É o tempo que decorre para uma de-
terminada quantidade (Q) do elemento
Representação: 0–1,βc0arga = –1) reduzir-se à metade (Q’ = 2 ):
(isto é: massa ≈
Raios γ: São ondas eletromagnéticas, O iodo 131, por exemplo, possui tempo
como a luz ou as ondas de rádio, mas de meia-vida igual a 8 dias. Se partir-
providas de enorme energia e poder de mos de 200 g desse isótopo, teremos:
Então, após a promoção do elétron, a penetração.
configuração eletrônica do átomo de be- Outras partículas e suas representa- Colocando-se num gráfico M = f(T),
reíxlicoitéad1os2d,o2ás1to, m2po1xd, echbaemrílaiod.oUdmeaemstiastduo- ções: teremos:
ra de um orbital s com um orbital p for-
mando dois orbitais híbridos exatamen- Próton: 1p1 Nêutron: 0n1
te iguais é denominada de hibridação A figura abaixo mostra um feixe de
de orbitais, e os orbitais híbridos de sp radiações passando por entre as pla-
se orientam linearmente formando um cas de um capacitador carregado ele-
ângulo entre eles de 180º, e o formato tricamente. Note que as partículas α
desses orbitais é o de um halteres. e β são atraídas para placas de polos
opostos.
Para a formação da molécula do hi-
ddroestoordbeitbaeisríhliíob(rBideoHs2)s,pocdoorrbeearílliiogacçoãmo
os orbitais s do hidrogênio. Temos, en-
tão, duas ligações exatamente iguais
do tipo sigma s-sp (σs-sp).

FICHA 10 – RADIOATIVIDADE REAÇÕES NUCLEARES
(TRANSMUTAÇÕES)
O núcleo dos átomos de diversos
elementos é instável. Para alcançar a São reações nas quais átomos de um ENERGIA NUCLEAR
estabilidade, liberam partículas e ener- elemento transformam-se em átomos
gia, transformando-se em átomos com de outro por emissão ou captura de Embora diga-se que nas reações
números atômicos ou de massa dife- partículas. nucleares há conservação de massa,
rentes dos originais. A esse fenômeno, isso só ocorre porque trabalhamos
descoberto por Henri Becquerel, no Nessas reações há conservação de
elemento urânio, em 1896, denomina- cargas elétricas e de massa (embora
mos radioatividade. esta não seja total, como veremos de-
pois). Em forma matemática, a afirma-
São naturalmente radioativos os áto- ção acima fica:
mos dos elementos de Z > 84.
aAa’+ bBb’ → cCc’ + dDd’ com poucos algarismos significativos.
Rutheford e Villard determinaram a Na verdade, uma quantidade bem pe-
natureza das emissões radioativas em quena de massa pode “desaparecer”
torno de 1900: Conservação da carga: a + b = c + d transformando-se em energia.
Conservação de massa: a’+ b’= c’+ d’ Se imaginarmos, por exemplo, o hélio
Raios α: Partículas constituídas de Exemplo: O urânio 238 transforma-se c(2uHlaes4)fufonrdmamanednot-asies a partir das partí-
dois prótons e dois nêutrons, seme- em tório após emitir uma partícula: (prótons, nêutrons
lhantes ao núcleo do elemento hélio. e elétrons), teremos, em termos de
U238 → 90Th234 + 2α4 massa:
Representação: 2α4
(isto é: massa =4, carga = +2) 92

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