Grade 10
  1. Matéria e suas propriedades  1.1. Estados da matéria  1.2. Propriedades físicas e químicas da matéria  1.3. Classificação de substâncias (elementos, compostos, misturas)  1.4. Mudanças na Matéria (Mudanças Físicas e Químicas)  1.5. Lei da conservação de massa e lei das proporções definidas
  2. Estrutura Atômica  2.1. Desenvolvimento histórico do modelo atômico  2.2. Partículas subatômicas (prótons, nêutrons, elétrons)  2.3. Número atômico, número de massa e isótopos  2.4. Configuração Eletrônica e Níveis de Energia  2.5. Valência, formação de íons e estado de oxidação
  3. Tabela periódica  3.1. História e Desenvolvimento da Tabela Periódica  3.2. Lei Periódica Moderna e Tendências Periódicas  3.3. Grupos e Períodos na Tabela Periódica  3.4. Tendências na Tabela Periódica  3.5. Metais, não-metais, metalóides e suas propriedades  3.6. Gases nobres e sua inércia química
  4. Ligação química  4.1. Formation of Chemical Bonds (Octet Rule)  4.2. Ligação Iônica e Propriedades dos Compostos Iônicos  4.3. Ligações covalentes e propriedades dos compostos covalentes  4.4. Ligação metálica e suas propriedades  4.5. Geometria molecular e teoria VSEPR  4.6. Polaridade e momento dipolar das moléculas  4.7. Forças intermoleculares
  5. Reações Químicas e Equações  5.1. Tipos de Reações Químicas  5.2. Escrevendo e balanceando equações químicas  5.3. Lei da conservação da massa nas reações químicas  5.4. Fatores que Afetam Reações Químicas  5.5. Catalisadores e seu papel nas reações químicas  5.6. Reações Exotérmicas e Endotérmicas
  6. Estequiometria e Cálculos Químicos  6.1. Conceito de mole e número de Avogadro  6.2. Massa Molar e Conversões Grama-Mol  6.3. Fórmula empírica e molecular  6.4. Cálculos estequiométricos e rendimento químico  6.5. Reagentes Limitantes e em Excesso
  7. Ácidos, Bases e Sais  7.1. Propriedades e Definições de Ácidos e Bases (Arrhenius, Bronsted-Lowry, Lewis)  7.2. Escala de pH, pOH e Indicadores  7.3. Reações de neutralização e formação de sais  7.4. Força de Ácidos e Bases (Ácidos e Bases Fortes vs. Fracos)  7.5. Ácidos e Bases Comuns no Cotidiano  7.6. Sais, sua solubilidade e aplicações
  8. Metais e Não-Metais  8.1. Propriedades físicas e químicas dos metais  8.2. Propriedades Físicas e Químicas dos Não-Metais  8.3. Série de reatividade dos metais e reações de deslocamento  8.4. Extração de metais de minérios  8.5. Corrosão, suas causas e prevenção  8.6. Ligas, sua composição e usos
  9. Carbono e seus compostos  9.1. Alótropos do Carbono  9.2. Hidrocarbonetos e sua classificação (alcanos, alcenos, alcinos)  9.3. Grupos funcionais em compostos orgânicos  9.4. Nomenclatura de compostos orgânicos (sistema IUPAC)  9.5. Isomerismo em química orgânica (estrutural e geométrico)  9.6. Reações orgânicas importantes (combustão, adição, substituição, polimerização)  9.7. Aplicações de compostos orgânicos na indústria e na vida diária
  10. Química Ambiental  10.1. Poluição do Ar (Fontes, Efeitos e Controle)  10.2. Poluição da Água (Causas, Efeitos e Soluções)  10.3. Efeito estufa e aquecimento global  10.4. Depleção da camada de ozônio e seus efeitos  10.5. Química Verde e Suas Aplicações  10.6. prática de química sustentável
  11. Termoquímica  11.1. Mudanças de Calor e Energia em Reações Químicas  11.2. Reações Exotérmicas e Endotérmicas  11.3. Entalpia, variação de entalpia e calor de reação  11.4. Capacidade calorífica específica e calorimetria  11.5. Mudanças de Energia em Reações de Combustão
  12. Eletroquímica  12.1. Eletrólitos e não eletrólitos  12.2. Eletrólise e suas aplicações (galvanoplastia, extração de metais)  12.3. Reações redox (oxidação e redução)  12.4. Célula galvânica e série eletroquímica  12.5. Corrosão e métodos de prevenção eletroquímicos
  13. Cinética química e equilíbrio  13.1. Taxa de reações químicas e sua medição  13.2. Fatores que afetam a taxa de reação (catalisador, temperatura, concentração)  13.3. Reações reversíveis e irreversíveis  13.4. Equilíbrio dinâmico e constante de equilíbrio  13.5. Princípio de Le Chatelier e suas aplicações
  14. Gases e Leis dos Gases  14.1. Propriedades dos gases e teoria cinética molecular  14.2. Lei de Boyle (Relação Pressão-Volume)  14.3. Lei de Charles  14.4. Lei de Gay-Lussac  14.5. Lei dos Gases Combinada e Lei dos Gases Ideais  14.6. Gases Reais vs Gases Ideais
  15. Química Nuclear  15.1. Introdução à Radioatividade e Reações Nucleares  15.2. Tipos de decaimento radioativo (alfa, beta, gama)  15.3. Meia-vida e aplicações de isótopos radioativos  15.4. Reações de fissão e fusão nuclear  15.5. Geração de energia nuclear e seu impacto ambiental

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Hidrocarbonetos e sua classificação (alcanos, alcenos, alcinos)


Hidrocarbonetos são compostos orgânicos que consistem apenas de átomos de hidrogênio e carbono. Eles são a forma mais simples de compostos orgânicos e podem ser encontrados abundantemente na natureza, especialmente em combustíveis fósseis, como gás natural, petróleo e carvão. O estudo dos hidrocarbonetos é uma parte fundamental da química, pois esses compostos formam a base da química orgânica.

Classificação dos hidrocarbonetos

Os hidrocarbonetos podem ser classificados em vários tipos, dependendo de sua estrutura e ligação. As principais classes são:

  • Hidrocarbonetos
  • Alceno
  • Alcinos
  • Hidrocarbonetos aromáticos

Esta discussão se concentrará nos três primeiros, conhecidos como hidrocarbonetos alifáticos.

Hidrocarbonetos

Os alcanos, às vezes chamados de parafinas, são a família mais simples de hidrocarbonetos. Eles contêm apenas ligações simples e são hidrocarbonetos saturados, o que significa que têm o número máximo de átomos de hidrogênio ligados a cada átomo de carbono. A fórmula geral dos alcanos é C n H 2n+2.

Os alcanos têm diferentes comprimentos de cadeia e podem formar diferentes estruturas, mas todos seguem a mesma fórmula básica. Aqui estão alguns exemplos de alcanos simples:

  • Metano (CH4)
  • Etano (C 2 H 6)
  • Propano (C 3 H 8)
  • Butano (C4H10)

Estrutura e ligação nos alcenos

Os alcenos têm uma geometria tetraédrica em torno de cada átomo de carbono, o que significa que cada átomo de carbono forma quatro ligações covalentes simples com hidrogênio ou outros átomos de carbono. Isso se deve à hibridização sp 3 dos orbitais.

         HH
         ,
    HCCH
         ,
         HH

No diagrama acima do etano, cada linha representa uma ligação simples entre átomos.

C C

Este diagrama simplificado mostra a estrutura do etano, onde dois átomos de carbono estão ligados por uma ligação simples.

Nomeação dos alcenos

A nomeação dos alcanos envolve identificar a cadeia mais longa de átomos de carbono e nomear os ramificações. As regras de nomenclatura da União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC) são usadas:

  1. Encontre a cadeia contínua mais longa de átomos de carbono e dê-lhe um nome de alcano adequado.
  2. Identifique e nomeie quaisquer ramificações ou cadeias laterais.
  3. Numere a cadeia a partir da extremidade mais próxima ao ramo.
  4. Combine os nomes, incluindo o status de cada ramo.

Por exemplo, no 2-metilpentano, a cadeia principal possui cinco carbonos (pentano), com um grupo metil no segundo carbono.

Alceno

Os alcanos são hidrocarbonetos que contêm pelo menos uma ligação dupla carbono-carbono. Eles são hidrocarbonetos insaturados porque podem acomodar mais átomos de hidrogênio quebrando a ligação dupla. A fórmula geral de um alcano é C n H 2n.

Exemplos incluem:

  • Eteno (C 2 H 4)
  • Propano (C 3 H 6)
  • Butano (C4H8)

Estrutura e ligação nos alcinos

Nos alcenos, a presença de uma ligação dupla significa que os átomos de carbono envolvidos são hibridizados sp 2, resultando em uma estrutura planar ao redor da ligação dupla.

         H
          ,
          C = C
          ,
         HH

A estrutura acima representa o eteno.

C C

Nomenclatura dos alcenos

A nomeação dos alcenos segue as mesmas regras que para os alcanos, mas deve indicar a posição da ligação dupla:

  1. Identifique a cadeia mais longa que contém uma ligação dupla.
  2. Numere a cadeia a partir da extremidade mais próxima da ligação dupla.
  3. Inclua a posição da ligação dupla no nome.

Por exemplo, 1-buteno indica uma cadeia de 4 carbonos com uma ligação dupla entre o primeiro e o segundo carbonos.

Alcinos

Os alcinos contêm pelo menos uma ligação tripla carbono-carbono, o que também os torna hidrocarbonetos insaturados com a capacidade de adicionar mais hidrogênio. A fórmula geral é C n H 2n-2.

Alguns exemplos de alcinos incluem:

  • Eteno (C 2 H 2), comumente conhecido como acetileno
  • Propino (C 3 H 4)
  • Butano (C 4 H 6)

Estrutura e ligação nos alcinos

A ligação tripla nos alcinos consiste em uma ligação sigma e duas ligações pi, e os átomos de carbono são hibridizados sp, conferindo uma geometria linear.

          HC≡CH

Este é o alcino mais simples, conhecido como acetileno.

C C

Nomeação dos alcinos

A nomenclatura dos alcinos envolve indicar a posição da ligação tripla na cadeia de carbono:

  1. Identifique a cadeia de carbono mais longa que contém uma ligação tripla.
  2. Numere a cadeia a partir da extremidade mais próxima da ligação tripla.
  3. Inclua a posição da ligação tripla no nome.

Por exemplo, 1-butino indica uma cadeia de 4 carbonos com uma ligação tripla entre o primeiro e o segundo carbonos.

Propriedades dos hidrocarbonetos

Propriedades físicas

Os hidrocarbonetos exibem uma variedade de propriedades físicas dependendo de sua estrutura:

  • Ponto de ebulição e ponto de fusão: À medida que o peso molecular aumenta, o ponto de ebulição e o ponto de fusão geralmente aumentam devido às forças de van der Waals maiores.
  • Solubilidade: Os hidrocarbonetos são geralmente apolares e insolúveis em água, mas podem se dissolver em solventes apolares, como o hexano.
  • Densidade: Os hidrocarbonetos são menos densos que a água, razão pela qual o óleo flutua na água.

Propriedades químicas

A reatividade química difere entre os alcenos, alceno e alcinos:

  • Alcanos: Relativamente não reativos devido à força das ligações C-C e C-H. Eles passam por reações de combustão e substituição.
  • Alcenos e alcinos: São mais reativos devido à presença de ligações duplas e triplas. Eles passam por reações de adição, onde átomos são adicionados ao carbono envolvido nas ligações múltiplas.

Uso dos hidrocarbonetos

Os hidrocarbonetos têm uma ampla variedade de aplicações. Eles são os principais componentes de combustíveis, como gasolina, diesel e gás natural. Os alcanos servem de base para lubrificantes e materiais de partida para muitos outros compostos sintéticos. Os alcenos são importantes na produção de polímeros, como o polietileno, enquanto os alcinos são usados em soldagem e na síntese de outros compostos químicos.

Conclusão

Entender os fundamentos dos hidrocarbonetos e sua classificação em alcanos, alcenos e alcinos proporciona um conhecimento fundamental para estudos avançados em química orgânica. Reconhecer variações na estrutura e ligação fornece informações sobre suas propriedades físicas e químicas e suas amplas aplicações em cenários do mundo real.


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