APOSTILA DE CIÊNCIAS NATURAIS

COMPONENTE CURRICULAR: Ciências da Natureza PROFESSOR (A):Jaíres                                      COORDENADORA: Janaína ALUNO(A): _____________________________________________ ANO/TURMA:_______ DATA: ___/___/2020

A MATÉRIA E SUAS PROPRIEDADES

É pau, é pedra, é o fim do caminho
É um resto de toco, é um pouco sozinho
É um caco de vidro, é a vida, é o sol
É a noite, é a morte, é o laço, é o anzol
É peroba do campo, é o nó da madeira (Águas de Março)Tom Jobim)

TUDO É MATÉRIA...

MATÉRIA

Tudo em que você puder pensar, destas páginas que você está lendo até a cadeira que você está sentado, a água que você bebe, tudo é feito de matéria. Mas a matéria não é apenas uma coisa que você pode tocar. Inclui o ar que se respira. Os planetas no Universo, seres vivos e inanimados, insetos e rochas. Tudo é feito de matéria.

Portanto definimos matéria como tudo aquilo que possui massa e que por sua vez ocupa lugar no espaço.

Toda matéria é constituída de pequenas partículas chamadas átomos, que por sua vez são formadas de partícula ainda menores, chamadas partículas subatômicas.

A Química envolve o estudo da matéria e do que ela é feita, e como os átomos se unem para formar materiais diferentes.

Corpo e Objeto

Com um pedaço de madeira um marceneiro faz uma mesa. Com uma barra de ouro, um ouvires faz uma pulseira. O pedaço de madeira e a barra de ouro são exemplos de corpos. A mesa e a pulseira são exemplos de objetos. Desta forma, podemos definir:

Corpo - É qualquer porção limitada de matéria

Objeto- É um corpo trabalhado e que tem alguma utilidade.

Relacionando os exemplos acima com matéria, podemos afirmar que:

Madeira  tábua  mesa

(matéria)    (corpo)   (objeto)

Ouro  barra de ouro  pulseira

(matéria)     (corpo)        (objeto)

Energia

Não há uma definição exata para energia, mas podemos dizer que ela está associada à capacidade de produção de ação e/ou movimento e manifesta-se de muitas formas diferentes, como movimento de corpos, calor, eletricidade etc.. Desta forma, podemos concluir que energia é a capacidade de um corpo produzir movimento ou ação

De acordo com as leis da física, a energia não pode ser criada, mas apenas transformada (primeiro princípio da Termodinâmica), sendo cada um dos tipos de energia capaz de provocar fenômenos determinados e característicos nos sistemas físicos. Neste sentido, enquanto a matéria é tudo aquilo que tem massa e ocupa um lugar no espaço, a energia:é tudo aquilo que age sobre um corpo e nele produz algum efeito, o qual pode modificar a metéria, desloca-lá ou causar supostas deformações nessa mesma matéria.

PROPRIEDADES DA MATÉRIA

Quando misturamos óleo na água, ambos no estado líquido, percebemos rapidamente que um não se dissolve no outro e posiciona-se de forma diferente no recipiente.

Mistura formada por água e óleo

Essa simples mistura é suficiente para visualizarmos diversas propriedades da matéria, como a solubilidade (por não se dissolverem) e a densidade (por se posicionarem de forma diferente).

De uma forma geral, as propriedades da matéria estão divididas em dois grupos, as gerais e as específicas, todas exploradas a seguir:

Propriedades gerais da matéria

São as características que toda matéria apresenta, independentemente do seu estado físico(sólido, líquido ou gasoso).

·         Inércia

Uma matéria sempre apresenta a tendência de manter o seu estado, seja de repouso, seja de movimento, a não ser que uma força externa influencie.

·         Massa

Fisicamente, massa é uma grandeza que indica a medida da inércia ou da resistência de um corpo de ter seu movimento acelerado. Porém, podemos, de uma forma geral, associar a massa à quantidade de partículas existentes em uma matéria.

·         Volume

É o espaço que uma matéria ocupa independentemente do seu estado físico.

·         Impenetrabilidade

Duas matérias não podem ocupar o mesmo espaço ao mesmo tempo. Para enchermos uma garrafa com água, por exemplo, o ar tem que sair dela.

·         Compressibilidade

É a característica que a matéria apresenta de diminuir o espaço que estava ocupando quando submetida a uma força externa. Isso pode ser visto quando tampamos a ponta de uma seringa e empurramos o gás em seu interior com o êmbolo.

·         Elasticidade

É a característica que uma matéria tem de voltar à sua forma original quando uma força externa a estica ou comprime.

·         Divisibilidade

É a capacidade que a matéria possui de ser dividida inúmeras vezes sem deixar de ser o que ela é, isto é, não há modificação de sua composição química.

Propriedades específicas da matéria

São características próprias de cada matéria, ou seja, se uma matéria apresenta, não quer dizer que outra também apresentará a mesma característica.

a) Propriedades organolépticas

É a característica que a matéria apresenta de estimular pelo menos um dos cinco sentidos. Veja alguns exemplos:

·         Paladar: quando ingerimos cloreto de sódio, sentimos o sabor salgado;

·         Audição: o som produzido pelo bife sendo frito em uma panela;

·         Tato: quando passamos uma toalha no rosto e sentimos que ela é áspera;

·         Visão: luz percebida a partir da explosão de fogos de artifício;

·         Olfato: o aroma liberado quando descascamos uma mexerica.

b) Propriedades funcionais

É a característica que algumas substâncias apresentam de desempenhar um mesmo papel (função) ou promover uma mesma sensação. Veja alguns exemplos:

·         Ácidos

Toda substância classificada como ácida apresenta sabor azedo (quando ingerida) e é capaz de sofrer o fenômeno da ionização (produzir íons).

·         Bases

Toda substância classificada como básica promove a sensação de adstringência (sensação de secura e aperto na boca quando ingerida) e é capaz de sofrer o fenômeno da dissociação (liberar íons) em água.

·         Sais

Toda substância classificada como salina possui sabor salgado (quando ingerida) e é capaz de sofrer o fenômeno da dissociação (liberar íons) em água.

c) Propriedades químicas

É a característica que uma matéria apresenta de se transformar em outra, em um processo denominado de fenômeno químico. Muitas vezes um fenômeno químico só ocorre quando a matéria é submetida a determinadas condições (temperatura, catalisadores, eletrólise etc.).

Uma matéria só se transforma em outra quando apresentam uma caraterística química em comum, principalmente átomos de elementos químicos em comum. Se queremos produzir iogurte, é preciso utilizar leite, e não suco de uva, por exemplo.

Outro exemplo clássico de fenômeno químico é a formação da água. Nesse processo, submetemos os gases oxigênio (O₂) e hidrogênio (H₂) a altas pressões e temperaturas, sendo o resultado a produção de uma substância completamente diferente, a água.

Isso não é possível quando reagimos os gases cloro (Cl₂) e hidrogênio (H₂). Nesse caso, o resultado é a formação de ácido clorídrico (HCl).

d) Propriedades físicas

São características da matéria determinadas de forma experimental.

·         Solubilidade

É a característica que uma determinada matéria apresenta de dissolver outra. A água, por exemplo, tem a capacidade de dissolver o cloreto de sódio (sal de cozinha). Vale ressaltar que a quantidade de soluto, solvente e a temperatura são fatores que influenciam a solubilidade.

Um exemplo da influência da temperatura, quantidade de soluto e solvente está descrito na tabela a seguir:

Tabela que expressa a solubilidade da sacarose em água

Na tabela, podemos observar que, se tivermos 100 mL de água, a 10^oC, dissolveremos 190,5 g de sacarose. Agora, se essa mesma quantidade de água estiver a 50 ^oC, a quantidade de sacarose que poderá ser dissolvida é de 260,4 g.

·         Densidade (d)

É a relação entre a massa (m) da matéria e o espaço (volume) que ela ocupa. Ela é calculada por meio da seguinte expressão:

d = m  
     V

·         Ponto de fusão (PF)

É a temperatura que indica quando uma matéria deixa de ser sólida e passa a ser totalmente líquida. O ferro, por exemplo, deixa de ser sólido e passa a ser líquido a 1535 ^oC.

·         Ponto de ebulição (PE)

É a temperatura que indica quando uma matéria deixa de ser líquida e passa a ser totalmente gasosa. O metal mercúrio, por exemplo, deixa de ser líquido e passa a ser gasoso a 356,9 ^oC.

·         Tenacidade

É a capacidade que uma matéria tem de resistir ao impacto com outra matéria. Quando uma pedra é arremessada no vidro, este se quebra, ou seja, a pedra é mais tenaz que o vidro.

·         Dureza

É a capacidade que uma matéria apresenta de riscar outra. Um exemplo é quando uma pedra arranha o vidro de uma janela, ou seja, a pedra é mais dura que o vidro.

CONSTITUIÇÃO DA MATÉRIA

ÁTOMO É O NOME DADO AO formador da matéria (tudo aquilo que ocupa espaço e possui massa). Esse nome foi proposto pelo cientista John Dalton em 1808. Elementos químicos, moléculas, substâncias e materiais orgânicos ou inorgânicos são formados por átomos.

Em sua constituição, o átomo apresenta partículas (prótons, nêutrons e elétrons), não sendo a menor parte da matéria. Todavia, sua visualização não é possível. O que se conhece sobre o átomo está relacionado com experimentos físicos, químicos e aspectos matemáticos comprovados cientificamente.

A evolução do conhecimento sobre o átomo fez com que diversas tecnologias fossem desenvolvidas e aperfeiçoadas.

Composição básica de um átomo

·         Núcleo: região mais densa do átomo e comporta prótons e nêutrons;

·         Eletrosfera, também chamada de Nuvem eletrônica ou Densidade eletrônica é a região externa do núcleo do átomo onde se localizam os elétrons.

·         Níveis de energia: regiões que envolvem o núcleo e que abrigam subníveis, orbitais e elétrons. Há sete níveis de energia, que são representados pelas letras K, L, M, N, O, P e Q;

·         Prótons: partículas positivas (representadas por p);

·         Elétrons: partículas negativas que apresentam também comportamento de onda (representadas por e);

·         Nêutrons: partículas sem carga que diminuem a repulsão entre os prótons no núcleo (representadas por n).

·         Número atômico (Z): indica o número de prótons presentes no núcleo do átomo e o número de elétrons (e) presentes nos níveis de energia.

Fórmula que indica a representatividade do número atômico

·         Número de massa (A): indica a massa presente no núcleo do átomo, que resulta da soma do número de prótons (p) e o número de nêutrons (n).

Elemento químico é o conjunto de átomos de mesmo número atômico. O número atômico é a quantidade de prótons que um átomo possui em seu núcleo. Desse modo, a menor parte ou partícula que conserva as propriedades de um elemento químico é um átomo só com aquele determinado número atômico.

Para entender como isso se dá, pense em uma gota do elemento químico mercúrio (Hg). Ela pode ser subdivida em outras gotas menores, que continuarão sendo mercúrio, pois conservam as mesmas propriedades. Do mesmo modo, o elemento químico é um conjunto de átomos com o mesmo número atômico, mas a menor parte é apenas um átomo.

Assim, na Tabela Periódica, apresentada em ordem crescente de número atômico, é exatamente esse número que identifica e diferencia os elementos químicos uns dos outros

                                          

TABELA PERIÓDICA DOS ELEMENTOS.

FOGAçA, Jennifer Rocha Vargas. "Elemento químico"; Brasil Escola. Disponível em <https://brasilescola.uol.com.br/quimica/elemento-quimico.htm>. Acesso em 13 de marco de 2018.

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