Grade 7

Grade 7Elementos, Compostos e Misturas


Definição do elemento


Os elementos são um dos blocos básicos da química, essenciais para compreender a estrutura da matéria e como diferentes substâncias interagem entre si. Nesta lição, exploraremos os elementos em mais detalhes, explicaremos o que são, como diferem dos compostos e misturas, e forneceremos exemplos para ilustrar esses conceitos. Compreender os elementos é essencial para entender os diversos materiais que encontramos no mundo natural e na vida cotidiana.

O que é um elemento?

Um elemento é uma substância pura que consiste inteiramente de um tipo de átomo. Átomos são as menores unidades de matéria que podem participar de reações químicas. Cada elemento possui propriedades únicas que o distinguem de todos os outros elementos. Essas propriedades incluem características físicas, como densidade, cor, ponto de ebulição e ponto de fusão, bem como comportamento químico, como a forma como um elemento reage com outras substâncias.

A tabela periódica é onde os cientistas organizam todos os elementos conhecidos, que atualmente somam mais de 100. Cada elemento na tabela é identificado por seu símbolo, que geralmente é composto de uma ou duas letras. Por exemplo, o oxigênio é representado pelo símbolo O, o hidrogênio por H e o carbono por C.

Vamos usar um diagrama para explicar esse conceito:

Elemento Átomos

Neste diagrama, a caixa à esquerda representa um elemento. Este elemento é composto por átomos idênticos, mostrados à direita. Cada pequeno círculo nas outras caixas representa um átomo. Todos esses átomos são iguais, o que sublinha a ideia de que um elemento é composto por apenas um tipo de átomo.

Propriedades detalhadas dos elementos

Cada elemento possui um conjunto de propriedades físicas e químicas que permitem aos cientistas identificá-lo e classificá-lo. Essas propriedades incluem:

  1. Número atômico: Este é o número de prótons encontrados no núcleo do átomo de um elemento. O número atômico é único para cada elemento e determina a identidade do elemento. Por exemplo, o carbono possui o número atômico 6, o que significa que cada átomo de carbono possui 6 prótons.
  2. Massa atômica: Refere-se à massa de um átomo. Geralmente é medida em unidades de massa atômica (uma), próxima do número total de prótons e nêutrons no núcleo de um átomo.
  3. Densidade: Indica quão denso é um elemento e mede quanto de massa o elemento ocupa em um determinado volume.
  4. Ponto de fusão e ponto de ebulição: Estas são as temperaturas nas quais um elemento muda de estado entre sólido, líquido e gasoso.
  5. Reatividade: Essa propriedade descreve como um elemento se comporta em uma reação química. Alguns elementos, como o sódio, são altamente reativos, enquanto gases nobres, como o hélio, são muito inertes.

Considere o hidrogênio, cujo símbolo é H:

Elemento: Hidrogênio
Número Atômico: 1
Massa atômica: 1.008 uma
Densidade: 0.00008988 g/cm³ (a 0°C e 101.3 kPa)
Ponto de fusão: -259.16°C
Ponto de ebulição: -252.87°C
Reatividade: Altamente reativo, especialmente com oxigênio
    

Da mesma forma, o carbono, representado pelo símbolo C , possui as seguintes propriedades:

Elemento: Carbono
Número Atômico: 6
Massa atômica: 12.011 uma
Densidade: 2.267 g/cm³ (diamante) ou 2.25 g/cm³ (grafite)
Ponto de fusão: 3550°C (sublima)
Ponto de ebulição: 4027°C
Reatividade: Reage com oxigênio para formar dióxido de carbono e monóxido de carbono
    

Visualização dos elementos na tabela periódica

A tabela periódica fornece uma forma de observar as relações entre os elementos. Aqui está uma versão simplificada de uma parte da tabela periódica que inclui alguns elementos comuns:

H 1 C 6 O 8 N 7

Neste diagrama simplificado, mostramos como elementos como hidrogênio (H), carbono (C), oxigênio (O) e nitrogênio (N) estão localizados na tabela periódica junto com seus números atômicos.

Compostos e misturas - como eles diferem dos elementos

Como estabelecemos, um elemento é uma substância pura composta por apenas um tipo de átomo. No entanto, na química, frequentemente encontramos substâncias compostas por mais de um tipo de átomo. Estes são conhecidos como compostos e misturas. Embora ambos contenham múltiplos tipos de átomos, eles diferem significativamente um do outro e dos elementos.

Compostos

Um composto é uma substância formada pela ligação química de dois ou mais elementos em certa proporção. Essa ligação química significa que os elementos compartilham ou transferem elétrons, tornando o composto resultante diferente de seus componentes individuais.

Um exemplo comum é a água (H2O), que é composta por dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio:

H O H

Quando hidrogênio e oxigênio se combinam para formar água, as propriedades químicas do composto resultante são diferentes das de hidrogênio ou oxigênio. Por exemplo, o hidrogênio é um gás inflamável e o oxigênio auxilia na combustão, mas a água é um líquido que apaga incêndios.

Mistura

As misturas contêm duas ou mais substâncias que são combinadas fisicamente, mas não quimicamente. Isso significa que as substâncias na mistura retêm suas propriedades individuais e geralmente podem ser separadas por métodos físicos. As misturas podem ser classificadas em dois tipos principais: homogêneas e heterogêneas.

Misturas homogêneas: Também chamadas de soluções, essas misturas possuem uma composição uniforme. Um exemplo disso é a água salgada, onde o sal é dissolvido uniformemente na água.

Misturas heterogêneas: Essas misturas não possuem uma estrutura uniforme, o que significa que os diferentes componentes podem ser vistos e facilmente separados. Um exemplo disso é uma salada, onde os diferentes ingredientes são distintos e podem ser separados.

Aqui está uma tabela comparando elementos, compostos e misturas:

Especialidade Elemento Composto Mistura
Composição Um único tipo de átomo Dois ou mais elementos quimicamente ligados Combinação física de duas ou mais substâncias
Identificação Substância pura com propriedades únicas Nova substância com propriedades diferentes Componentes mantêm suas propriedades individuais
Separação Não pode ser decomposto por meios físicos. Pode ser decomposto em elementos por meios químicos Pode ser separado por meios físicos

A comparação acima esclarece as diferenças entre elementos, compostos e misturas, e enfatiza a natureza única de cada um.

Exemplos do mundo real e aplicações dos elementos

Os elementos estão presentes em todos os lugares ao nosso redor, desempenhando um papel vital em várias aplicações, indústrias e na vida cotidiana. Aqui estão alguns exemplos que destacam sua importância:

1. Oxigênio (O)

O oxigênio é essencial para a vida, pois é um componente vital do ar que respiramos. Também é importante em processos de combustão e é amplamente utilizado em aplicações médicas, como apoiar pacientes que necessitam de assistência respiratória.

2. Ouro (Au)

O ouro é um metal precioso conhecido por sua beleza e propriedades não reativas. É amplamente utilizado em joias, eletrônicos e como mercadoria de investimento. Sua resistência à corrosão e excelente condutividade o tornam inestimável na tecnologia.

3. Ferro (Fe)

O ferro é um dos elementos mais abundantes na Terra e é vital na construção e fabricação. O aço, uma liga de ferro, é um pilar na construção de infraestrutura e na fabricação de veículos, equipamentos e ferramentas.

4. Carbono (C)

O carbono é notável por sua capacidade de formar numerosos compostos, incluindo moléculas biológicas essenciais, como açúcares, gorduras e proteínas. Seus alótropos, como o diamante e o grafite, têm uma variedade de usos, desde joias até lápis e até como lubrificantes.

A diversidade nas aplicações dos elementos sublinha como esses materiais fundamentais influenciam todos os aspectos da tecnologia, indústria e vida.

Conclusão

Em conclusão, entender o conceito de elemento é fundamental para o estudo da química. Um elemento é definido por seu tipo único de átomo, que o distingue de compostos e misturas. Os elementos formam a base da tabela periódica, na qual cada elemento é representado por seu número atômico e propriedades. Enquanto elementos como oxigênio, ouro, ferro e carbono desempenham papéis importantes na natureza e na sociedade humana, compostos e misturas ilustram ainda mais a complexidade e a inter-relação das substâncias químicas em nosso mundo.

Ao explorar os elementos por meio de exemplos visuais e aplicações práticas, obtemos uma compreensão abrangente desses blocos de construção da matéria e fornecemos insights sobre a estrutura e o comportamento dos materiais que compõem nosso universo.


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