Fórmulas químicas
Apenas símbolos são usados para
representar elementos ou seus átomos, as fórmulas são usadas para representar
compostos ou agregados de seus átomos. Vários tipos de fórmulas químicas são
úteis, sendo que as mais importantes são as fórmulas moleculares, as empíricas
e as estruturais.
A fórmula molecular emprega um símbolo e um subíndice para
indicar o número de cada tipo de átomo na molécula. Uma molécula de água
consiste em 2 átomos de hidrogênio e 1 átomo de oxigênio, assim sua fórmula
molecular é H2O. Assim, a fórmula molecular
indica o número real de átomos de cada elemento presentes na molécula.
A fórmula empírica que é também conhecida como fórmula mínima fornece somente o número relativo de
átomos presentes em um composto, indicando a menor razão de números inteiros
entre os átomos de diferentes elementos. A Tabela 1.1 mostra alguns exemplos de
fórmulas moleculares e mínimas para certos compostos, visando ajudar o
entendimento e possibilitando a visualização das diferenças entre os dois tipos
de fórmulas.
Tabela 1. 1. Fórmulas molecular e mínima
de alguns compostos
fórmula molecular
|
fórmula mínima
|
|
água
|
H2O
|
H2O
|
amônia
|
NH3
|
NH3
|
benzeno
|
C6H6
|
CH
|
acetileno
|
C2H2
|
CH
|
A fórmula
estrutural de uma substância molecular dá o número de cada tipo de
átomo na molécula e mostra como estão ligados entre si. Em uma fórmula
estrutural, os traços entre os diferentes símbolos atômicos representam as
ligações químicas que fazem a ligação entre os átomos na molécula. Este tipo de
fórmula fornece informação suficiente para escrever as fórmulas molecular e
empírica.
F.M. = C2H6O
Figura 1. 1. Fórmulas estruturais do etanol e do
éter dimetílico
No caso apresentado na Figura 1.1, as
fórmulas moleculares do etanol e do éter dimetílico são iguais. Entretanto, a
ligação entre os átomos é diferente e só conseguimos observar a diferenciação
entre os compostos através de suas fórmulas estruturais. Deste modo, a fórmula
mais desejável é a estrutural, uma vez que possui todas as informações
fornecidas pelos outros dois tipos de fórmula. Todavia, quanto mais informações
uma fórmula fornece, mais difícil é chegar a ela experimentalmente.
Mol
As dimensões
minúsculas dos átomos tornam impossíveis os trabalhos com um deles
individualmente. Assim, em qualquer laboratório da vida real, é necessário o
aumento destas quantidades até o ponto em que possam ser vistas e manipuladas.
Por essa razão, foi especificado um número total de átomos em uma amostra, do
mesmo modo como habitualmente usamos a dúzia para ovos ou para frutas. A “dúzia
química” chama-se mol.
Utilizando uma
tabela de massas atômicas sabemos que a massa atômica do oxigênio, ou seja, de
um átomo deste elemento, é 16 u. Para que o valor da massa seja 16 g é
necessária uma quantidade muito grande destes átomos: 6,02 × 1023. Seguindo o mesmo
raciocínio para o elemento enxofre, sua massa atômica é 32 u. O agrupamento que
possui massa de 32 g é formado por 6,02 × 1023 átomos de enxofre. O número de átomos
em ambos os grupos exemplificados é o mesmo. Isto acontece, pois se o enxofre
tem massa de aproximadamente duas vezes a massa do oxigênio, então 6,02 × 1023átomos de enxofre devem
ter uma massa de aproximadamente duas vezes a massa de 6,02 × 1023 átomos de oxigênio. As razões entre as
massas de enxofre e de oxigênio são constantes. Ao número 6,02 × 1023 é dado o nome de número de Avogadro. Este é o
número de átomos de qualquer elemento que deve ser reunido com a finalidade de
que o grupo inteiro apresente uma massa em gramas que é numericamente igual à
massa atômica em u.
Os átomos de
hidrogênio e oxigênio se combinam numa razão de 2 para 1 para formar a água
como apresentado a seguir:
2 átomos de H
+ 1 átomo de O → 1 molécula
de H2O
A mesma
relação entre as massas dos elementos oxigênio e enxofre, explicada
anteriormente, é mantida neste caso. Assim, mantém-se a razão 2 para 1 (2:1)
quando aumentamos as quantidades para mol (6,02 × 1023):
2 mol de H + 1
mol de O → 1 mol de H2O
Concluindo, o
raciocínio em mol é sempre o mesmo: 1 mol = 6,02 × 1023. Logo, 1 mol de átomos
= 6,02 × 1023 átomos
1 mol de
moléculas = 6,02 × 1023 moléculas.
Nenhum comentário :
Postar um comentário