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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Carbono e seus compostos


O carbono é um elemento muito importante na química porque forma um grande número de compostos. Na verdade, ele forma mais compostos do que qualquer outro elemento. Isso ocorre porque o carbono tem uma capacidade única de formar fortes ligações covalentes com muitos outros elementos, especialmente hidrogênio, oxigênio, nitrogênio e outros átomos de carbono.

Carbono elementar

O carbono é um elemento não metálico com o símbolo C e número atômico 6. É o quarto elemento mais abundante no universo em massa. Átomos de carbono têm seis prótons em seu núcleo e geralmente seis nêutrons. Eles têm quatro elétrons em sua camada externa, o que torna o carbono muito versátil na formação de ligações com outros átomos.

Propriedades do carbono

  • O carbono é conhecido por sua capacidade de formar ligações estáveis com outros elementos.
  • Ele pode formar múltiplas ligações (ligação simples, dupla e tripla).
  • Compostos de carbono podem existir em várias formas, como cadeias, anéis e outras estruturas complexas.

Estruturas de carbono

Alótropos de carbono

O carbono existe em várias formas diferentes, conhecidas como alótropos. Os alótropos mais comuns de carbono são:

  • Diamante: Cada átomo de carbono está ligado a quatro outros átomos de carbono em uma estrutura de rede tridimensional. Essa ligação forte torna o diamante extremamente duro.
  • Grafite: Os átomos de carbono no grafite são ligados em camadas com uma disposição hexagonal. Essas camadas deslizam umas sobre as outras, tornando o grafite escorregadio e um bom lubrificante.
  • Fulerenos: Essas são moléculas compostas inteiramente de carbono que tomam a forma de esferas ocas, elipsóides ou tubos. Um exemplo comum é a buckyball.
Diamante Chumbo

Hidrocarbonetos

Hidrocarbonetos são compostos formados inteiramente por átomos de hidrogênio e carbono. Eles podem ser classificados em diferentes tipos, dependendo do tipo de ligação entre os átomos de carbono:

Tipos de hidrocarbonetos

  • Alcanos: Hidrocarbonetos com apenas ligações simples entre átomos de carbono. Eles têm a fórmula geral C n H 2n+2. Exemplos incluem metano (CH 4) e etano (C 2 H 6).
  • Alcenos: Hidrocarbonetos com pelo menos uma ligação dupla. Eles têm a fórmula geral C n H 2n. Exemplos incluem eteno (C 2 H 4) e propano (C 3 H 6).
  • Alcinos: Hidrocarbonetos contendo pelo menos uma ligação tripla. Estes têm a fórmula geral C n H 2n-2. Exemplos incluem etino (C 2 H 2), conhecido como acetileno.

Representação estrutural de hidrocarbonetos

Uma ilustração simples de metano e eteno é a seguinte:

H C C H Metano (CH4)

Vamos olhar para um composto de carbono mais complexo:

Grupo funcional

Grupos funcionais são grupos específicos de átomos dentro de moléculas que têm suas próprias propriedades únicas, estejam ou não presentes outros átomos na molécula. Eles determinam as características e a reatividade química das moléculas. Alguns grupos funcionais comuns são:

  • Álcool: Contém grupo hidroxila (-OH). Exemplo: Etanol (C 2 H 5 OH).
  • Ácido carboxílico: Contém grupo carboxila (-COOH). Exemplo: Ácido acético (CH 3 COOH).
  • Aldeído: Contém o grupo formila (-CHO). Exemplo: Formaldeído (CH 2 O).
  • Cetona: Contém um grupo carbonila (>C=O) dentro da cadeia de carbono. Exemplo: Acetona (CH 3 (CO)CH 3).
  • Amina: Contém grupo amino (-NH2). Exemplo: Metilamina (CH 3 NH 2).

Esses grupos funcionais alteram as propriedades dos hidrocarbonetos de várias formas, afetando solubilidade, acidez, basicidade e reatividade.

Compostos orgânicos

Química orgânica é o ramo da química que lida com compostos de carbono. O estudo dos compostos orgânicos envolve uma variedade de moléculas, incluindo hidrocarbonetos e moléculas mais complexas contendo outros elementos.

Exemplos de compostos orgânicos

1. Metano (CH4): O hidrocarboneto mais simples com um átomo de carbono ligado a quatro átomos de hidrogênio.

2. Etanol (C 2 H 5 OH): Um tipo de álcool usado em bebidas, combustível e muitas outras indústrias.

3. Glicose (C 6 H 12 O 6): Um açúcar simples usado como fonte de energia em organismos vivos.

4. Ácido Acético (CH3COOH): Conhecido como vinagre, amplamente utilizado na conservação e aromatização de alimentos.

Isomerismo

Isômeros são compostos que têm a mesma fórmula molecular, mas diferentes fórmulas estruturais. Eles podem ser classificados em dois tipos principais:

  • Isômeros estruturais: Compostos cujos átomos têm diferentes valências. Exemplo: butano e isobutano.
  • Estereoisômeros: Compostos com a mesma valência, mas diferentes arranjos espaciais. Isto inclui enantiômeros e diastereoisômeros. Exemplo: Glicose e galactose.

Exemplo de isômeros: butano e isobutano

Butano (C4H10) Isobutano ( C4H10)
       haha
        ,
         C - C - C - CC
        ,
      HHHC - H
        hh  /
                                                      H

Como visto nos exemplos acima, o isomerismo permite diferentes compostos com o mesmo número de átomos, mas com propriedades diferentes.

Ciclo do carbono

O ciclo do carbono é um processo natural em que os átomos de carbono são reciclados continuamente. Este ciclo é vital para a vida na Terra, pois envolve o movimento do carbono através da atmosfera, organismos vivos, oceanos e a crosta terrestre.

Principais etapas do ciclo do carbono

  • Fotossíntese: As plantas absorvem dióxido de carbono (CO 2) da atmosfera e o convertem em glicose usando a luz solar.
  • Respiração: Seres vivos liberam dióxido de carbono de volta à atmosfera como subproduto ao quebrar glicose para obter energia.
  • Decomposição: Quando os organismos morrem, decompositores os quebram, liberando carbono de volta para a atmosfera ou solo.
  • Combustão: Queima de combustíveis fósseis ou madeira libera o carbono armazenado como dióxido de carbono.
  • Absorção pelos oceanos: Os oceanos absorvem dióxido de carbono, que pode ser usado por organismos marinhos ou armazenado como sedimento.

O ciclo do carbono garante a constante disponibilidade de carbono em várias formas essenciais para a vida na Terra.

Importância ambiental dos compostos de carbono

Compostos de carbono são não apenas importantes para a estrutura molecular dos seres vivos, mas também desempenham um papel importante em processos ambientais:

  • Gases do efeito estufa: O dióxido de carbono é um gás do efeito estufa que contribui para o efeito estufa e a mudança climática global.
  • Combustíveis fósseis: Estas são fontes de energia ricas em carbono, como o carvão, petróleo e gás natural, que são vitais para a sociedade industrial.
  • Sequestro de carbono: Isto envolve a captura e armazenamento de dióxido de carbono atmosférico para reduzir os efeitos das mudanças climáticas.

Entender o carbono e seus compostos é essencial para tomar decisões informadas sobre políticas ambientais e vida sustentável.


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