Elemento Químico de Dezembro: Berquélio

A partir deste mês irei fazer mensalmente uma publicação sobre um elemento químico da Tabela Periódica não muito conhecido.

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O berquélio é um elemento químico com número atómico 97, representa-se com o símbolo "Bk", tem uma massa atómica de 247,0703 u e na Tabela Periódica pertence à família dos Actinídeos. É um elemento químico sólido, metálico, sintético (não é natural) e transuranídeo (possui um número atómico superior a 92).

O berquélio tem 19 isótopos radioativos, mas apenas 3 deles são estáveis (Bk-247, Bk-248 e Bk-249), ou seja, os outros têm muito pouco tempo de vida.

Oxida-se facilmente no ar a temperaturas elevadas, em contacto com oxigénio, vapor e ácidos. É possível que a sua cor seja o prateado metálico.

O seu manuseamento tem que ser feito com muito cuidado pois acumula-se no tecido ósseo (como todos os outros actinídeos).

Atualmente não tem nenhuma aplicação a não ser de pesquisa científica.

HISTÓRIA

O elemento químico berquélio foi sintetizado pela primeira vez por Glenn T. Seaborg, Albert Ghiorso, Stanley G. Thompson, e Kenneth Street, Jr na Universidade da Califórnia em Berkeley (daí o nome berquélio), em dezembro de 1949. Estes cientistas bombardearam o elemento químico amerício com partículas alfa (diminuição da radioatividade) para o obterem.

Em 1962 foi produzida pela primeira vez uma quantidade visível do composto puro de berquélio.

Bibliografia: http://pt.wikipedia.org/wiki/Berqu%C3%A9lio e http://www.infopedia.pt/$berquelio

Experiências 26 e 27

REAÇÃO DOS METAIS ALCALINOS/ALCALINO-TERROSOS COM A ÁGUA

 

 

*AVISO: colocar apenas um bocado muito pequeno (migalha) pois são muito reativos! Fazer a experiência na presença de um adulto.
 

Metais Alcalinos

Material:
- Sódio;                          - X - ato;
- Potássio;                       - Solução Alcoólica de Fenolftaleína;
- 2 tinas com água;           - Pinça;
- Rolo de de cozinha.

Procedimento:
1- Colocar vária gotas de solução alcoólica de fenolftaleína na tina com água;
2- Cortar um pedaço* de sódio/potássio em cima de um pedaço de papel de rolo de cozinha;
3- Colocar o pedaço de sódio/potássio dentro da tina com água.

(fazer os procedimentos duas vezes: uma para cada metal alcalino)

Conclusões:
- O que acontece quando ocorre o contacto com a água?
- Porque é que a água fica rosa carmim?

Metais Alcalino-Terrosos

Material:
- Cálcio;                               - X - ato;
- Magnésio;                           - Solução Alcoólica de Fenolftaleína;
- Rolo de de cozinha;             - Pinça;
- 2 caixas de petri com água.

Procedimento:
1- Colocar vária gotas de solução alcoólica de fenolftaleína na caixa de petri com água;
2- Cortar um pedaço* de cálcio/magnésio em cima de um pedaço de papel de rolo de cozinha;
3- Colocar o pedaço de cálcio/magnésio dentro da caixa de petri com água.

(fazer os procedimentos duas vezes: uma para cada metal alcalino-terroso)

Conclusões:
- O que acontece quando ocorre o contacto com a água?
- Porque é que a água fica rosa carmim?
 

Organização da Tabela Periódica

Como já disse, a tabela periódica está dividida em diferentes famílias. Nesta publicação vou falar sobre as principais.

GRUPO 1 - METAIS ALCALINOS (ex: sódio e potássio)

Os metais alcalinos são moles, maleáveis, têm brilho metálico (quando a superfície foi recentemente cortada), são bons condutores da corrente elétrica e têm propriedades químicas semelhantes. Quando são colocados em água com solução alcoólica de fenoftaleína dissolvida, a água fica rosa carmim (por ser básico).

Estes átomos transformam-se facilmente em iões monopositivos, pois apenas possuem 1 eletrão de valência.

A sua reatividade aumenta ao longo do grupo: quanto maior for o átomo de um metal alcalino, mais facilmente perde o eletrão de valência, ou seja, é mais reativo; quanto menor for o átomo de um metal alcalino, menos facilmente perde o eletrão de valência, ou seja, é menos reativo.

 

GRUPO 2 - METAIS ALCALINO-TERROSOS (ex:magnésio e cálcio)

Os metais alcalino-terrosos são moles, maleáveis, têm brilho metálico (quando a superfície foi recentemente cortada), são bons condutores do calor e da eletricidade e têm propriedades químicas semelhantes. Quando são colocados em água com solução alcoólica de fenoftaleína dissolvida, a água fica rosa carmim (por ser básico).
 

Estes átomos transformam-se facilmente em iões dipositivos, pois possuem 2 eletrões de valência.
 

 A sua reatividade aumenta ao longo do grupo: quanto maior for o átomo de um metal alcalino-terroso, mais facilmente perde o eletrão de valência, ou seja, é mais reativo; quanto menor for o átomo de um metal alcalino-terroso, menos facilmente perde o eletrão de valência, ou seja, é menos reativo.

GRUPO 17 - HALOGÉNEOS (ex: flúor e iodo)

Os halogéneos são substãncias elementares formadas por moléculas diatómicas (têm tendência a ligar-se). Têm aspetos muito diferentes, têm propriedades semelhantes e dissolvem-se melhor em solventes orgânicos.

Estas substâncias transformam-se facilmente em iões mononegativos, pois possuem 7 eletrões de valência.

A sua reatividade diminui ao longo do grupo: quanto maior for o átomo de um halogéneo, menos facilmente ganha o eletrão, ou seja, é menos reativo; quanto menor for o átomo de um halogéneo, mais facilmente ganhar o eletrão, ou seja, é mais reativo.

GRUPO 18 - GASES NOBRES (ex: hélio e néon)


Os gases nobres são substâncias elementares gasosas (à temperatura ambiente). Muitas dessas substâncias têm grande aplicabilidade.

As substâncias deste grupo não têm praticamente reatividade (são estáveis), pois não têm eletrões de valência, ou seja, têm o último nível de energia completo.

 

LANTANÍDEOS

Os lantanídeos são os elementos químicos que têm propriedades químicas semelhantes ao lântanio (La).

 

ACTINÍDEOS

Os actinídeos são os elementos químicos que têm propriedades químicas semelhantes ao actínio (Ac).

Tabela Periódica

Atualmente a Tabela Periódica é constituída por 118 elementos (90 naturais e 18 artificiais) e estão organizados por ordem crescente do seu número atómico e de acordo com as suas propriedades semelhantes.

A tabela periódica é formada por 18 grupos (colunas) e 7 períodos (linhas).

Nº DO GRUPO (unidades) --> Nº de Eletrões de Valência (ex: 01, 02, 17 e 18)
Nº DO PERÍODO --> Nº de Níveis de Energia com Eletrão

Os seus elementos estão divididos em diferentes famílias:

- Grupo 1 - Metais Alcalinos;

- Grupo 2 - Metais Alcalino-Terrosos;

- Grupo 17 - Halogéneos;

- Grupo 18 - Gases Nobres;

- Lantanídeos;

- Actinídeos;

- Metais, semi-metais e não-metais.

O hidrogénio é uma caso especial, pois comporta-se como elemento metálico e como elemento não-metálico.

Também estão divididos em grupos segundo o nº de eletrões que libertam:
- Elementos Representativos (grupos 1, 2,13, 14, 15, 16, 17 e 18);
- Elementos de Transição (grupos 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 e 12);
- Elementos de Transição Interna (Lantanídeos e Actinídeos).

Tabela Periódica Interativa:
http://www.ptable.com/?lang=pt#Writeup/Wikipedia

Formação de Iões

A tendência de qualquer átomo é ficar com o último nível de energia totalmente preenchido, ou seja, 2 eletrões (se for o 1ºnível) ou 8 eletrões (os restantes níveis).
Quando não tem o último nível totalmente preenchido ou ganha ou perde, no máximo 3 eletrões. Ao fazer-se isto formam-se iões (partículas com carga elétrica que derivam de um átomo ou de um conjunto de átomos). 

EXEMPLOS:

               perde 2 eletrões
     12Mg ------------------------> 12Mg2+
     2 - 8 - 2                              2 - 8
 12 protões                       12 protões
 12 eletrões                      10 eletrões

               ganha 2 eletrões
     17Cl ------------------------> 17Cl-
     2 - 8 - 7                           2 - 8 - 8
 17 protões                       17 protões
 17 eletrões                      18 eletrões

Distribuição Eletrónica

A distribuição eletrónica é a distribuição dos eletrões (de um elemento químico) por níveis de energia (n). A distribuição começa pelo nível de energia mais baixo (nº1) e segue pelos níveis seguintes. Para se saber o nº máximo de eletrões que cada nível pode ter usa-se a seguinte expressão:

 

  ⇨ 2n² 

      

 

O último nível de energia caso não chegue ao seu máximo só pode ter 8 eletrões, ou seja, os eletrões têm de passar de nível para nível de 8 em 8.

 

Como se representa a distribuição eletrónica?

Escreve-se o nº de eletrões de cada um dos níveis de energia separados por um traço ou por um ponto e vírgula.

 

EXEMPLOS:

7N: 2 - 5      11Na: 2 ; 8 ; 1     18Ar: 2 - 8 - 8      19K: 2 ; 8 ; 8 ; 1

 

Os eletrões que se encontram no último nível de energia chamam-se ELETRÕES DE VALÊNCIA ----> 12Mg: 2 - 8 - 2 .
 

Massa Atómica Relativa

A massa é uma propriedade geral da matéria. A matéria é constituída por átomos, que têm massa. Estes átomos são muitíssimo pequenos, ou seja, quando a escrevemos fica, por exemplo, assim: 0,000 000 000 000 000 000 000 026 56 g. Como o número ficava demasiado grande, os químicos decidiram que para se exprimir a massa de um átomo tinha que se compará-la com um padrão: o átomo mais leve --> HIDROGÉNIO (H) - 1 massa unitária.

 Como multiplicar a massa atómica relativa (Ar) ? 
Faz-se uma fração: em cima, multiplica-se o número de massa de dois ou mais isótopos de um elemento químico pela sua abundância na Natureza e em baixo, divide-se por 100.

Exemplo: (com o elemento químico prata - Ag)

nº de massa dos isótopos 107 e 109

abundância na Natureza: 51,8 e 48,2

Ar (Ag) = 107 x 51,8 + 109 x 48,2 = 107,9(64)
                           100

O resultado significa que a massa da Prata é 107,9 vezes superior à massa do Hidrogénio (padrão).

A massa atómica relativa de um elemento químico natural não é um número inteiro porque é uma média ponderada que tem em conta os vários isótopos e a abundância do elemento na Natureza.

Isótopos

Os isótopos são átomos com o mesmo número atómico (mesmo nº de protões) mas com número de massa diferente, ou seja, com diferente número de neutrões.

- O que têm em comum os três átomos?
Têm o mesmo nº de protões, ou seja, o mesmo nº atómico.

- O que têm de diferente os três átomos?
Têm diferente nº de neutrões, ou seja, o nº de massa também é diferente
(A = Z + N).

Representação dos isótopos (nuclido e escrita):







Hidrogénio - 1   Hidrogénio - 2   Hidrogénio - 3

Estrutura Atómica

REVISÃO:

- O átomo é constituído pelo núcleo (zona central) e pela nuvem eletrónica (zona à volta do núcleo).

- No núcleo encontram-se os protões (carga positiva) e os neutrões (carga neutra). Na nuvem eletrónica encontram-se os eletrões (carga negativa).

- A zona onde é maior a probabilidade de encontrar eletrões é junto ao núcleo, ou seja, à medida que nos afastamos do núcleo menor é a probabilidade de encontrar eletrões.

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Todos os átomos têm um número atómico (Z) e um número de massa (A).

- O número atómico (Z) equivale ao número de protões que um elemento tem. O número atómico caracteriza o elemento químico, ou seja, os átomos do mesmo tipo têm o mesmo número de protões.

Ex: todos os átomos de flúor têm 9 protões, ou seja, o número atómico do elemento químico flúor é 9.

- O número de massa (A) de um elemento químico é a soma dos protões com os neutrões.

A = Z + N , pois o nº de protões é igual ao nº atómico

(nº de massa = nº atómico + nº de neutrões)

Ex: um elemento químico tem 3 protões e 3 neutrões, ou seja, o seu número de massa é 6.

- Chama-se nuclido à representação de qualquer átomo:

X - símbolo do elemento químico

Z - número atómico

A - número de massa

Modelos Atómicos

Ao longo dos tempos, foram aparecendo diferentes modelos para explicar a forma e a constituição de um átomo. Isto aconteceu pois a ciência progride e a própria visão que o Homem tem do átomo também.

Evolução dos modelos atómicos:

 MODELO ATÓMICO DE DALTON 

Este modelo foi proposto no séc. XIX pelo cientista John Dalton com base nas ideias da altura. O átomo ficou caracterizado como sendo esférico, indivisível e indestrutível.

 MODELO ATÓMICO DE THOMSON 

Este modelo foi proposto no final do séc. XIX pelo cientista Joseph Thomson após uma série de experiências de onde tirou novas conclusões sobre a constituição de um átomo: não era apenas uma esfera indivisível e indestrutível. Esta esfera tinha carga elétrica positiva e no seu interior tinha partículas com carga elétrica negativa (eletrões).

 MODELO ATÓMICO DE RUTHERFORD 

Este modelo foi proposto no início do séc. XX pelo cientista Ernest Rutherford, com base em novos estudos por ele realizados. Assim, segundo este modelo, a maior parte do átomo era espaço vazio, na região central do átomo (núcleo) concentrava-se toda a sua massa, o núcleo tinha carga positiva e os eletrões giravam em torno do núcleo (como os planetas do Sistema Solar).

 MODELO ATÓMICO DE BOHR 

O cientista Niels Bohr já tinha trabalhado com Ernest Rutherford, por isso completou o modelo que este tinha proposto, em 1913. Apenas fez algumas alterações: os eletrões moviam-se em torno do núcleo em órbitas circulares e cada órbita correspondia a uma determinada energia, ou seja, os eletrões com mais energia moviam-se em órbitas mais afastadas do núcleo.

 MODELO DA NUVEM ELETRÓNICA 

Este é o modelo mais atual e correto da constituição do átomo, feito com base nos conhecimentos que hoje em dia temos.
Segundo este modelo, a zona central do átomo (núcleo) é constituída por protões (partículas com carga positiva) e neutrões (partículas com carga neutra); à volta do núcleo giram os eletrões (partículas com carga positiva) em órbitas não definidas, ou seja, possuem movimentos aleatórios; a maior parte dos eletrões encontra-se mais próximos do núcleo mas também há alguns mais afastados; o núcleo é muito pequeno comparado com o tamanho da nuvem eletrónica, ou seja, a maior parte do átomo é espaço vazio.

Bibliografia: http://www.aulas-fisica-quimica.com/9q_01.html

9ºANO

OLÁ!

Como sabem, no ano letivo passado, todas as minhas publicações eram sobre matéria do 8ºAno. A partir de agora, todas as publicações acima desta, serão relativas à matéria do 9ºAno.
 

Temas:

Classificação dos materiais | Em Trânsito | Sistemas Elétricos e Eletrónicos.

                                                     J BOM ANO LETIVO PARA TODOS! J
 

Espectro Eletromagnético

O espectro eletromagnético é o conjunto das várias radiações eletromagnéticas.

É constituído pelas seguintes radiações: ondas de rádio, microondas, infravermelhos, luz visível, ultravioletas, raios-x, raios-gama e raios cósmicos.

Quanto maior for a frequência da radiação, maior é a energia que lhe está associada.

As radiações no espectro eletromagnético estão por ordem crescente.

A Cor e a Luz

Um corpo absorve, reflete ou transmite determinadas radiações daquelas que recebe. Assim, a cor que um corpo apresenta depende do tipo de radiação que sobre ele incide e da sua natureza.

CORES PRIMÁRIAS DA LUZ
- vermelho;
- verde;
- azul.

CORES SECUNDÁRIAS DA LUZ
- amarelo (vermelho + verde);
- magenta (vermelho + azul);
- ciano (verde + azul).

Uma cor secundária e a primária que não lhe deu origem são cores complementares.

COR DOS OBJETOS
Quando iluminados com luz branca:
- O objecto é preto se absorver, na totalidade, todas as cores que nele incidem.

- O objecto é branco se não absorver nenhuma cor (a luz é refletida na totalidade).

- Se a cor do objeto for primária:
Ex: um objeto vermelho, quando iluminado com luz branca, reflete a luz vermelha e absorve as outras cores primárias.

- Se a cor do objecto for secundária:
Ex: um objeto amarelo, quando iluminado por luz branca, reflete a luz vermelha e a luz verde (que lhe deram origem) e absorve a luz azul.

Quando iluminados com luz não branca (ex: uma flor vermelha):
- Quando iluminada com uma luz verde, a flor fica preta e as folhas apresentam-se verdes.

- Quando iluminada com uma luz azul, a flor e as folhas surgem pretas.

- Quando iluminada por uma mistura de luz vermelha e verde, a flor e as folhas ficam com as mesmas cores.

Espectro da Luz Branca

O espectro da luz branca ou espectro de luz visível é um feixe de luz branca (policromática) que é constituído por radiações de várias cores: vermelho, alaranjado, amarelo, verde, azul, anil e violeta.

 DISPERSÃO DA LUZ BRANCA 

Quando a luz branca passa do ar para o interior de um corpo transparente (ex: prisma), esta refrata-se e cada uma das suas radiações propaga-se a velocidades diferentes no interior do material e depois cada radiação refrata-se novamente, mas num ângulo diferente separando-se uma das outras. É neste momento forma-se uma banda contínua com as sete cores já referidas.

 RECOMPOSIÇÃO DA LUZ 

Este fenómeno ocorre quando as diferentes radiações monocromáticas se recompõem na luz branca.

 

Quando se roda este circulo de cores muito rápido, fica branco (ocorre a recomposição da luz branca).

 ARCO-ÍRIS 

O arco-íris forma-se quando a luz branca do sol incide numa gota de água. A luz branca ao entrar dentro da gota sofre a primeira refração e dispersa-se no seu interior. Como cada radiação tem a sua velocidade de propagação, estas separam-se e de seguida sofrem uma reflexão. Depois sofrem a segunda e última refração para o exterior da gota, formando a faixa das sete cores.

Defeitos da Visão e a sua Correção

Muitos dos problemas de visão devem-se a anomalias de focagem de luz na retina, ou seja, anomalias refrativas. Os defeitos de visão mais comuns são a miopia, a hipermetropia, o astigmtismo e a presbiopia.

 MIOPIA 

Na miopia a imagem dos objetos distantes é focada à frente da retina e não sobre ela. A miopia é consequência de um globo ocular demasiado longo ou de um cristalino demasiado convergente. Corrige-se com lentes divergentes.

Na imagem de cima está um olho com miopia e na de baixo um olho com miopia com uma lente divergente.

 

 HIPERMETROPIA 

Na hipermetropia, a focagem da imagem dos objetos é feita atrás da retina, devido a uma deficiência no globo ocular ou devido a um cristalino pouco convergente. Corrige-se com lentes convergentes.

Na imagem de cima está um olho com hipermetropia e na de baixo um olho com hipermetropia com uma lente convergente.

 ASTIGMATISMO 

O astigmatismo está associado à curvatura irregular da córnea e à forma mais ovalada do que esférica da córnea. Devido a este desajuste, a luz refrate-se em vários pontos da retina em vez de se focar em apenas um, originando uma focagem deficiente. Corrige-se com lentes cilíndrica.

 PRESBIOPIA

A presbiopia ou "vista descansada" acontece quando o cristalino perde a capacidade de focar objetos devido à rigidez dos músculos. Uma das suas manifestações é na realização de tarefas que exijam uma visão próxima, como ler, escrever, trabalhar no computador ou enfiar uma linha numa agulha.

Formação das imagens no olho

A quantidade de luz que pode atravessar a córnea é controlada pela pupila, que se abre quando há menos luz e se fecha quando há muita luz.

A luz atravessa a córnea, é focada pelo cristalino, que funciona como uma lente convergente. Esta focagem permite projetar as imagens dos objetos numa certa zona da retina. A imagem que se obtém é invertida e menor que o objeto.

Depois a imgem é enviada ao cérebro através do nervo ótico, onde é indireitada.

 

Lentes

As lentes são corpos transparentes, normalmente de vidro ou de plástico tratado, limitados por uma ou duas superfícies curvas. Como as lentes são um meio ótico diferente do ar, a luz ao passar do ar para a lente sofre refração, e de seguida volta a sofrer outra refração quando passa da lente para o ar.

Existem dois tipos de lentes:

CONVERGENTES ou CONVEXAS

Este tipo de lente possui bordos largos e tem maior espessura no centro, fazendo convergir os raios de luz paralelos ao eixo principal para um ponto único: o foco principal.

Características da imagem:

• se estiver longe:

- real, invertida e menor do que o objeto.

• se estiver a uma distância média:

- real, invertida e maior do que o objeto.

• se estiver perto;

- virtual, direita e maior do que o objeto.

DIVERGENTES ou CÔNCAVAS

Este tipo de lente possui bordos mais espessos do que o centro, fazendo divergir os raios de luz paralelos ao eixo principal, de modo que o prolongamento dos raios refratados para trás da lente se encontram num ponto: o foco principal (virtual).

Características da imagem:

- virtual;
- direita;
- menor do que o objeto.

Reflexão Total

A reflexão total é um fenómeno que acontece quando a luz passa de um meio no qual a velocidade é menor para um meio cuja velocidade é maior e o raio refratado afasta-se da normal. Se o ângulo de incidência for superior ao ângulo crítico ou ãngulo limite (L) deixa de haver refração, e toda a luz que incide na superfície de separação dos meios é refletida.

As fibras óticas são um exemplo de reflexão total: no interior dos seus tubos de vidro ou plástico, a luz propaga-se por sucessivas reflexões. As fibras óticas são usadas na medicina e nas telecomunicações.

Refração da Luz

A refração da luz é um fenómeno que ocorre quando a luz passa de um meio ótico para outro, onde a velocidade de propagação é diferente, e normalmente sofre mudança de direção.

 

- O raio refratado aproxima-se da normal quando a velocidade no segundo meio (N2) é inferior à velocidade no primeiro meio (N1), ou seja se a velocidade no segundo meio (N2) for superior à do primeiro meio (N1) o raio refratado afasta-se da normal.

 

- Não há mudança de direção quando o ângulo de incidência é de 0º, ou seja, quando o raio incide perpendicularmente à superfície de separação dos meios.

 

Também pode ocorrer com a refração, reflexão na superfície de separação dos meios.

Experiências 24 e 25 (2000 e 2100 visualizações)

 FORMAÇÃO DE IMAGENS EM ESPELHOS 

Planos

Material:
- Placa de vidro;       - Folha de papel;
- Régua;                   - Ecrã (cartão branco);
- Plasticina;              - 2 lamparina iguais.
- Lápis;

Procedimento:
1- Colocar a placa de vidro no meio de uma folha de papel e prendê-la com plasticina;
2- Com lápis, traçar uma linha na zona onde a placa de vidro toca na folha;
3- Colocar uma lamparina à frente do vidro, marcar a sua posição no papel e acendê-la;4- Colocar o ecrã na parte de trás do vidro, aproxima-lo e afasta-lo, procurando projetar a imagem da lamparina;
5- Colocar a outra lamparina apagada na parte de trás do vidro, na zona onde parece estar a imagem da primeira lamparina, e marcar também a posição dessa lamparina;
6- Medir as distâncias da lamparina e da sua imagem à placa de vidro.

Conclusões:
- Qual é a relação entre as distâncias da lamparina a da sua imagem à placa de vidro?
- Qual é a relação entre o tamanho da lamparina e da sua imagem?

Esféricos

Material:
- Colher de sopa em inox brilhante.

Procedimento:
1- Pegar na colher com a parte de fora virada para ti e observar um dedo da tua mão ou um objeto igualmente pequeno;
2- Afastar e aproximar a colher do teu dedo ou do objeto;
3- Repetir os passos 1 e 2, mas agora com a parte de dentro da colher virada para ti.
 
Conclusões:

- Que tipo de espelho constitui a parte de fora da colher?
- Que tipo de espelho constitui a parte de dentro da colher?