• QUEM SOMOS NÓS?

• DO QUE SOMOS CONSTITUÍDOS?

• PORQUE SOMOS CONSTITUÍDOS ASSIM?

A EXPLICAÇÃO ANTIGA: DEUSES e DEUSAS

Greco-Romana • ZEUS (JÚPITER): Rei dos Deuses • AFRODITE (VÊNUS): Deusa do Amor • DIONÍSIO (BACO): Deus do Vinho • NETUNO (POSEIDON): Deus das Águas • ARES (MARTE): Deus da Guerra

GRÉCIA, 500 A.C.: FILÓLOFOS DA NATUREZA

TERRA, ÁGUA, AR e FOGO constituíam tudo o que

há na natureza

DEMÓCRITO e LEUCIPO:

propõem que a matéria é

composta por ÁTOMOS, que

seriam aproximadamente 100

diferentes partículas indivisíveis.

Filosofia se distancia do estudo

da matéria e passa a se

aprofundar na compreensão do

homem e da vida em sociedade.

ALQUIMISTAS

IDADE MÉDIA

1525

Theophrastus Bombastus

Paracelsus von Hohenheim

(médico e cientista Suíço)

1661

Robert Boyle

Século XVIII

SÉCULOS XVIII, XIX, XX: TEORIAS ATÔMICAS

John Dalton

(1776-1844)

SÉCULOS XVIII, XIX, XX: TEORIAS ATÔMICAS

J. J. Thomson

(1897)

SÉCULOS XVIII, XIX, XX: TEORIAS ATÔMICAS

Ernest Rutherford

(1908)

Problemas do modelo proposto:

1) uma carga negativa, colocada em movimento ao redor de uma carga positiva

parada, adquire movimento espiralado em direção à carga positiva acabando por

colidir com ela;

2) uma carga em movimento perde energia constantemente, emitindo radiação.

Porém, sabe-se que o átomo em seu estado normal não emite radiação.

SÉCULOS XVIII, XIX, XX: TEORIAS ATÔMICAS

Ernest Rutherford

(1908)

Niels Bohr

(1913)

Propôs que os elétrons circulavam em órbitas com energias definidas e que um

elétron num átomo pode adquirir apenas certas energias.

- Quanto maior a energia do elétron, mais afastado ele está do núcleo.

Um elétron só pode estar em movimento ao redor do núcleo se estiver em órbitas

específicas, definidas, e não se encontra em movimento ao redor do núcleo

em quaisquer órbitas.

SÉCULOS XVIII, XIX, XX: TEORIAS ATÔMICAS

O surgimento da MECÂNICA QUÂNTICA

Efeito Fotoelétrico: Se a LUZ não é MATÉRIA, como pode deslocar a matéria (no caso o elétron)?

Plank propôs que a radiação eletromagnética era constituída

de partículas, que foram chamados de fótons.

Plank propôs que a radiação eletromagnética era constituída

de partículas, que foram chamados de fótons.

Mas experimentos como a difração nos levam a vê-la como ondas.

DUALIDADE ONDA-PARTÍCULA

Erwin Shrödinger

L

Ene

rgia

Um elétron ao redor do núcleo pode ser interpretado como uma Partícula na Caixa

Uma partícula em um recipiente não pode ter energia igual a zero, ou seja, não pode

estar parada quando confinada a um determinado volume.

Função matemática das coordenadas de posição

Energia potencial do elétron no núcleo Energia total

Quatro números quânticos: são fornecidos pela resolução da equação de Schrödinger

No quântico principal: CAMADA (n = 1, 2, 3, 4...)

No quântico momento angular orbital: SUBCAMADA (l = 0, 1, 2, 3... = s p d f ...)

No quântico magnético (m = -l, 0, +l) No quântico magnético de spin (ms = +1/2, -1/2)

Orbital s Orbital p

Todo elétron pode ser descrito por quatro números quânticos

Cada elétron em um átomo tem um único conjunto de quatro números quânticos

= Princípio de exclusão de Pauli

Orbital d

Orbital f

Então, como se dá o preenchimento para que se

tenha a configuração de mais baixa energia?

Diagrama de Linus Pauling

E porque os orbitais tem energia diferentes dentro de uma mesma camada?

Repulsões inter-eletrônicas! Forças de atração pelo núcleo e repulsão

elétron-elétron

• Em 2002, haviam 115 elementos conhecidos.

• A maior parte dos elementos foi descoberta entre 1735 e 1843.

• Como organizar 115 elementos diferentes de forma que possamos fazer previsões sobre elementos não descobertos?

• Ordenar os elementos de modo que reflita as tendências nas

propriedades químicas e físicas.

• A primeira tentativa (Mendeleev - 1869) ordenou os elementos em ordem crescente de massa atômica.

• Faltaram alguns elementos nesse esquema.

Ex.: em 1871, Mendeleev observou que a posição mais adequada para o As seria abaixo do P, e não do Si, o que deixou um elemento faltando abaixo do Si. Ele previu um número de propriedades para este elemento. Em 1886 o Ge foi descoberto. As propriedades do Ge se equiparam bem à previsão de Mendeleev.

CORPO HUMANO

(número total de átomos) Hidrogênio = 62,8% Oxigênio = 25,4% Carbono = 9,4% Nitrogênio = 1,4%

Na, Ca, K, Mg, P, S, Cl = 0,9%

Outros = 0,1%

• QUEM SOMOS NÓS?

• DO QUE SOMOS CONSTITUÍDOS? R: ÁTOMOS • PORQUE SOMOS CONSTITUÍDOS ASSIM?

DEPENDE DO AMBIENTE EM QUE SOMOS FORMADOS!!!

ÁGUA

A composição dos organismos vivos está associada com os limites

disponíveis nos ambientes em que são formados.

Como geralmente é a água, a

composição é determinada pelo emprego de elementos mais solúveis e

mais estáveis neste solvente.

• QUEM SOMOS NÓS?

• DO QUE SOMOS CONSTITUÍDOS? R: ÁTOMOS

• PORQUE SOMOS CONSTITUÍDOS ASSIM?

Abundância dos Elementos no Universo

Abundância dos Elementos no Universo

• Elementos essenciais para a vida

estão entre os mais abundantes no

universo.

• Abundância - Na, Mg, K, Ca - Si, Al, Fe, Ni, Cr, Ar, Ne, F

Porque a escolha de uns e não de outros? Cátions mais estáveis em água!

Origem da VIDA no MAR:

Concentração dos elementos na água do mar.

E os metais (atmosfera oxigenada)

Funções: Metais

- Não são empregados em grande quantidade se não forem solúveis e estáveis em meio aquoso. Quando utilizados, são bastante empregados em equilíbrios iônicos (mobilidade) e o Ca2+ em estruturas rígidas.

Ex.: ossos

Composto iônico de

estrutura rígida e

insolúvel!!!

• O raio atômico de um elemento é

definido como sendo a metade da

distância entre os núcleos de átomos

vizinhos.

RAIO ATÔMICO

“Não é possível medir o raio exato de um átomo”

Tendências nos tamanhos dos íons

•O tamanho do íon é a distância entre os íons

em um composto iônico.

•O tamanho do íon também depende da carga nuclear,

do número de elétrons e dos orbitais que contenham os elétrons de

valência.

•Os cátions deixam vago o orbital mais volumoso e são menores do que

os átomos que lhes dão origem.

Ex.: 20Ca = 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2

56Fe = 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 3d6, 4s2

•Os ânions adicionam elétrons ao orbital mais volumoso e são maiores do

que os átomos que lhe dão origem.

Ex.: 9F = 1s2, 2s2, 2p5 8O = 1s2, 2s2, 2p4

Comparação entre o tamanho dos íons e seus átomos neutros

ENERGIA DE IONIZAÇÃO

Energia necessária para remover um elétron de um átomo na fase gasosa

ENERGIA DE IONIZAÇÃO

G.E. Rodgers, J. Chem. Educ. 2014, 91, 216-224.

G.E. Rodgers, J. Chem. Educ. 2014, 91, 216-224.

G.E. Rodgers, J. Chem. Educ. 2014, 91, 216-224.

G.E. Rodgers, J. Chem. Educ. 2014, 91, 216-224.

G.E. Rodgers, J. Chem. Educ. 2014, 91, 216-224.

- Os organismos não podem então usar suas propriedades de condução de

eletricidade para a transferência de informações entre os órgãos.

Como fazer?

Metais aparecem envolvidos em processos redox quando estão

associados a moléculas orgânicas.

Metais:

Funções: Não - Metais

F, Cl, Br, I, S :

- se apresentam como ânions em balanço com cargas positivas dos cátions.

H, C, O, S, N e P

- apresentam funções estruturais como na formação do DNA e de membranas.

Na pele existem termorreceptores, mecanorreceptores e receptores da dor.

Limitantes: Temperatura

Processos devem ser compatíveis com a temperatura dos organismos

Alguns organismos precisam produzir NH3 a partir do N2. Industrialmente, este

processo exige altas temperaturas e alta pressão.

Organismos possuem catalisadores de grande eficiência, originados de milhões de

anos de evolução e adaptação ao ambiente.

2NH3N2 + 3 H2

Limitantes: Processos REDOX

Zn (s) + H3O+ (aq) Zn2+ (aq) + H2 (g) + 2H2O (l) Eo = 0 - (- 0,76) = + 0,76 espontânea

2 Na (s) + H2O (l) 2 Na+ (aq) + H2 (g) + 2 OH- (aq) Eo = -0,42 - (- 2,71) = + 2,29 espontânea

E0 = - 0,83 - 0,40 = - 1,23 V não espontânea 2 H2O (l) 2 H2 (g) + O2 (g)

E0 = E0 (reduzido) – E0 (oxidado)

• QUEM SOMOS NÓS?

• DO QUE SOMOS CONSTITUÍDOS?

• PORQUE SOMOS CONSTITUÍDOS ASSIM?

COMO PODEMOS USAR O QUE A NATUREZA CRIOU P/ NOSSO

BENEFÍCIO ?

Alimentação Infantil

Aplicações Industriais

Lactose, concentrado protéico de soro de leite*, oleína de palma, leite desnatado, óleo de canola, óleo de palmiste, óleo de milho, sais minerais (citrato de cálcio, cloreto de potássio, cloreto de magnésio, citrato de sódio, sulfato ferroso, sulfato de zinco, sulfato de cobre, iodeto de potássio, sulfato de manganês, selenato de sódio), vitaminas (vitamina C, niacina, vitamina E, pantotenato de cálcio, vitamina A, vitamina B6, vitamina B1, vitamina D, vitamina B2, ácido fólico, vitamina K, biotina), óleo de peixe**, lecitina de soja, ácido graxo araquidônico, L-arginina, L-carnitina, nucleotídeos, taurina bitartarato de colina, inositol, L-histidina. Não Contém Glúten. *fonte protéica **óleo de peixe é fonte de ácido docosahexaenóico (DHA)

Reposição de Vitaminas Essenciais

Cada comprimido revestido contêm: Acetato de retinol e betacaroteno (vit. A) 5.000 UI; Acetato de dl-alfa-tocoferila; (vit. E) 30 UI; Ácido ascórbico (vit. C) 60 mg; Ácido pantotênico (como pantotenato de cálcio) 10 mg; Ácido fólico 400 mcg; Biotina 30 mg; Cálcio (como fosfato de cálcio dibásico) 162 mg; Cianocobalamina (vit. B12) 6 mcg; Cloridrato de piridoxina (vit.B6) 2 mg; Cloro (como cloreto de potássio) 36,3 mg; Cobre (como óxido cúprico) 2 mg; Colecalciferol (Vit. D3) 400 UI; Cromo (como cloreto de cromo) 25 mcg; Estanho (como cloreto estanhoso) 10 mcg; Ferro (como fumarato ferroso) 18 mg; Fitonadiona (vit. K1) 25 mcg; Fósforo (como fosfato de cálcio dibásico 125 mg; Iodo (como iodeto de potássio) 150 mcg; Magnésio (como óxido de magnésio) 100 mg; Manganês (como sulfato e manganês) 2,5 mg; Molibdênio (como molibdato de sódio) 25 mcg; Mononitrato de tiamina (vit. B1) 1,5 mg; Nicotinamida 20 mg; Níquel (como sulfato niqueloso) 5 mcg; Potássio (como cloreto de potássio) 40 mg; Riboflavina (vit. B2) 1,7 mg; Selênio (como selenato de sódio) 25 mcg; Silício (como metassilicato de sódio) 10 mcg; Vanádio (como metavenadato da sódio) 10 mcg; Zinco (como óxido de zinco) 15 mg.

Aplicações Industriais

Aplicações Industriais

Cremes Dentais

Esmalte dos dentes é formado pela hidroxiapatita. O estrago nos dentes é

causado pelo ataque dos ácidos formados na digestão dos alimentos por

bactérias.

Ca5(PO4)3OH (s) + 4 H3O+ (aq) 5 Ca2+ (aq) + 3HPO4

2-(aq) + 5 H2O (l)

Tratamento com Flúor forma uma cobertura mais resistente ao ataque:

Ca5(PO4)3OH (s) + F- (aq) Ca5(PO4)3F (s) + OH-(aq)

Pesquisas

Pesquisas

Bibliografia

• Atkins, P., Jones, L., Princípios de Química - Questionando a Vida Moderna e o Meio

Ambiente, 3 ed., Porto Alegre: Bookman, 2006.

• Shriver, D. F., Atkins, P., Química Inorgânica, Ed Artmed, 2003 .

• Lee, J. D., Química Inorgânica Não Tão Concisa. Edgard Blucher Ltda, 3a ed., São

Paulo, 1980

• Brent, R., The Golden book of Chemistry Experiments, Golden Press, New

York,1960