(EF09CI03) ESTRUTURA DA MATÉRIA: TABELAS PERIÓDICAS

Em 1789, Laivoisier propôs uma lista para organizar os 33 elementos conhecidos, dividindo-os em três grupos de substâncias: 1. metálicos; 2. não metálicos; 3. salificáveis (geram sais) ou terrosos. 

 Imagem 1. inicio da tabela de substâncias simples de Lavoisier.

Dalton propôs a organização de acordo com a massa dos átomos, característica determinada experimentalmente por ele. No entanto, átomos que tinam propriedades semelhantes estavam separados nesta organização.

Imagem 2. Organização de Dalton

Em 1869, Mendeleiev distribuiu os elementos conhecidos em uma tabela, separando-os por massa atômica e em colunas que representavam propriedades em comum. Haviam lacunas nesta tabela que previam novos elementos, que de fato foram descobertos posteriormente, mostrando a eficiência desta organização.

Imagem 3. Tabela proposta por Mendeleiev em 1869.

Com o avanço da ciência, hoje a tabela periódica conta com 92 elementos naturais e 26  artificiais, totalizando 118 elementos. Nesta classificação os elementos se dispões em linhas e colunas, cuja ordem depende das propriedades químicas e número atômico (número de prótons) de cada elemento.

Imagem 4. Tabela periódica atualizada

Os elementos podem ser divididos em:

Metais - brilham e têm boa condução elétrica e térmica (podendo ser classificados também entre Alcalinos, Alcalino-terrosos, Lantanídeos Actinídios, Metais de transição).

Semimetais - são elementos de transição, com propriedades entre os metais e os não metais.

Não metais - são opacos, más condutoras de eletricidade e térmica. O carbono em forma de grafite é uma exceção, pois tem boa condução elétrica.

Halogênios - são formadores de sais inorgânicos, fazem parte do grupo 17.

Gases nobres - são elementos com pouca tendência para reagir com outros elementos.

Hidrogênio - por não se enquadrar em nenhum grupo, o hidrogênio está em um grupo à parte.

(EF09CI03) Estrutura da matéria: conhecer a constituição do átomo

Parafraseando o físico ganhador do Premio Nobel Richard Feynman "Se você acha que entendeu alguma coisa da física quântica, é porque você não entendeu nada", essa frase exemplifica a dificuldade em compreendermos o universo quântico, isto é, a nível atômico. Esse tamanho é equivalente a dividir um milimetro em 10 bilhões de partes, caso queira saber mais sobre escalas veja o vídeo aqui. Além disso, ocorrem muitos fenômenos que aparentemente não podemos observar de forma direta, mas ao longo da história humana tentamos entender.

UMA BREVE RETOMADA HISTÓRICO-FILOSÓFICA

Uma filosofia de origem chinesa que tenta explicar como a matéria esta organizada é chamada de Wu Xing (Wu – “cinco” e Xing – “andar”) relaciona um conjunto de interações entre cinco elementos naturais. De acordo com a teoria, fogo, terra, metal, água e madeira são fases de transformação que ocorrem em todos os fenômenos químicos, físicos, biológicos ou psicológicos. Esta filosofia tem alguns ciclos, entre eles dois correspondem a geração e inibição. 

No ciclo da geração a madeira alimenta o fogo; o fogo, com suas cinzas, produz terra; a terra reúne o metal; o metal que compõe as montanhas que produz a água que desce; a água dá vida à madeira. Já para o de inibição a madeira nutre a terra; a terra retém a água, a água apaga o fogo; o fogo funde o metal; o metal corta a madeira.

A filosofia Wu Xing possui diferenciações, mas também algumas semelhanças com a visão grega de quatro elementos considerados raízes de todas as coisas e relacionadas aos deuses gregos: Zeus (fogo), Hera (ar), Aidoneus ou Hades (terra) e Perséfone (água).

Alguns filósofos gregos são conhecidos como atomistas, sendo dois deles como inspiradores para a visão moderna de átomo, Leucipo e Demócrito (Séc. V - IV a.C.). Ambos defendiam a perspectiva de que toda a matéria seria feita de partículas minusculas eternas e indivisíveis, por isso o nome átomo (significado: a = não; tomo = parte). Estas partículas determinam a origem e degradação de todos os seres vivos.

Como visto anteriormente, essa divisão em elementos corresponde ao que hoje chamamos de estados físicos da matéria, em que a terra/madeira seriam equivalentes ao sólido, água ao liquido, ar.

MODELOS ATÔMICOS MODERNOS

(EF09CI07) Compreender avanços tecnológicos e aplicação da radiação

Radiação é um nome genérico que envolve um fenômeno de transferência de energia. Geralmente tratamos da dualidade de partícula-onda, isto é, em alguns casos a radiação pode agir como partículas e em outros como ondas. 

A primeiro momento isso pode parecer muito confuso pois os conceitos clássicos de partícula (parte mínima da matéria que pode se deslocar no espaço) e onda (fenômeno de transporte de energia oscilando sem um transporte direto de matéria) são bem diferentes um do outro.

Mas antes de entrarmos na origem deste conceito e a compreensão contemporânea sobre radiação, temos que ter uma breve noção de algumas propriedades de conversão entre massa e energia.

Na fisica moderna a própria noção de massa (m) e energia (E) passaram a ser consideradas expressões da mesma propriedade da matéria. De forma simplificada podemos dizer que

E = m × c²

Em que c é a velocidade da luz no vácuo, com o valor aproximado de 300 mil quilômetros por segundo (3 × 10⁵ km/s).

VELOCIDADE DA ONDA

Quando falamos de ondas, temos duas características: comprimento de onda (usamos a letra grega lambda - λ); frequência (f) que corresponde a quantidade de ciclos completos por segundo (unidade de medida é Hertz [Hz]). 

Existe uma forma simples de medirmos a velocidade

Velocidade = distância / tempo

Usando f, que representa 1 sobre o tempo (1/t) e o λ, que representa a distância, chegamos à equação:

Velocidade = comprimento x frequência

V =  λ × f

Fonte: resumos.mesalva.com

Além dessas características, a amplitude (A) é uma grandeza relacionada à quanta energia é transmitida pela onda, assim como a frequência.

Logo, no desenho acima ainda tem dois termos: o vale que representa a menor amplitude da onda e o pico ou crista a maior amplitude.

No caso da frequência calculamos energia com a relação de Planck-Einstein (h é a constante de Planck com o valor de 4,1 x 10-15 elétron-volts):

E = h × f

TIPOS DE RADIAÇÃO - FREQUÊNCIA E SUAS APLICAÇÕES

Os tipos de radiação podem ser descritos como não ionizante (baixa energia) ou ionizante (alta energia).

As radiações não ionizantes são encontradas em vários exemplos do cotidiano, como luz, calor e ondas de rádio. Sem as radiações não ionizantes, nós não poderíamos assistir TV, usar internet Wi-fi ou cozinhar em fornos de microondas.

Fonte: fisicacomjofrenildo.blogspot.com

As radiações ionizantes são originadas no núcleo atômicos e algumas das radiações Ionizantes: Alfa (α), Beta (ß), Gama (γ) e Raio X.

Este tipo de radiação pode alterar o estado físico de um átomo e causar a perda de elétrons, isto é, a sua "ionização".

Após a perda do elétron o átomo deixa de ser neutro, pois com um elétron a menos, o número de prótons é maior e átomo passa a ser um "íon positivo".

Atividade proposta

a) Qual a diferença entre radiação ionizante e radiação não ionizante?

b) Cite cinco tecnologias que usam radiação.

c) Escreva dois exemplos de radiação não ionizante.

d) Escreva dois exemplos de radiação ionizante.

e) Explique o que é ionização.

f) De acordo com o infográfico no texto acima, escolha e anote quatro das radiações e o espectro de frequência de cada uma.

(EF09CI01) INVESTIGAR MUDANÇAS DOS ESTADOS FÍSICOS DA MATÉRIA

ESTADOS FÍSICOS DA MATÉRIA

Para compreender o que são os estados físicos da matéria podemos partir de exemplos simples, isto é, comuns em nosso cotidiano e investigar quais são as semelhanças e mudanças quando observamos em diversos tipos de materiais.

Fonte: static.biologianet.com

Tomaremos como exemplo os estados físicos da água. Se observarmos a transição do gelo para estado líquido o que gera essa mudança é o aumento de energia nas moléculas de água (H₂O), o que gera um distanciamento entre as moléculas e explica propriedades do gelo (sólido) e água (líquido).

Assim, observamos também que há uma mudança de temperatura na água depois que o gelo derrete ou quando a água evapora. A temperatura nada mais é do que energia armazenada nas moléculas em forma de movimento, isto é, o seu grau de agitação.

Nos sólidos o volume e a forma são definidos. Enquanto que nos líquidos a forma é indefinida, mas sim fluida e o volume do liquido é praticamente invariável, sendo ambas as características que tornam possíveis os sistemas hidráulicos. 

Já no caso dos gases a interação entre as moléculas é bastante reduzida e estão bem distantes umas das outras, o que torna possível seu livre movimento. Diferente dos líquidos, que possuem volume definido, os gases não possuem volume especifico. Assim, os gases podem ser comprimidos e expandidos fáceis e não possuem forma definida, sendo chamados de fluidos também.

Atividade proposta

a) Faça uma tabela que represente os estados físicos da matéria, destacando se volume e forma são fixos ou não em cada um dos casos.

b) Como podemos definir Temperatura?

c) Qual a diferença entre a água líquida e o vapor?

d) O que causa o derretimento do gelo?

e) O que os estados da água líquida e do gelo têm em comum?

TRANSFORMAÇÕES DOS ESTADOS FÍSICOS DA MATÉRIA

Quando tratamos dos estados físicos da matéria, também devemos ter em mente que os processos de transformações de um para o outro tem características próprias que levam em conta duas variáveis importantes: a temperatura e a pressão. 

Já abordamos o conceito de temperatura, então resta entendermos o que é a pressão. Quando tratamos o conceito de pressão (P), devemos compreender que ele nada mais é do que a força (F) sobre uma área (A), em que a formula é P = F/A. Mas quando vamos interpretar o que ocorre no nível microscópico, devemos considerar que pressão é medida pela colisão entre as moléculas. 

No interior do material fluído podemos medir a colisão destas moléculas ou ainda, a colisão destas moléculas com a parede do recipiente que as armazena. Dois exemplos é a pressão atmosférica, que varia ao longo da altitude que estamos em relação ao nível do mar, e pressão no mar, que aumenta em média 1 pressão atmosférica a cada 10 metros de profundidade.

Fonte: cienciaemacao.com.br/    

DIAGRAMA DE FASES DA ÁGUA

Fonte: todamateria.com.br

Agenda, presença e notas.

 Bom dia, pessoal! 

Aqui estão os links para vocês acompanharem nossas aulas e seu rendimento.

O guia de aprendizagem tem as habilidades, objetivos e formas de avaliação de cada bimestre:

Guia 1° Bimestre.

Na agenda estão todos os meus horários em aula ou em Hora de Estudo (HE) - clique aqui.

A lista de presença e notas está aqui.

Atividades do bimestre (6 e 7 anos)

Atividade 1 (2 pontos) - 6 e 7 anos

Classificacao das rochas: magmaticas/igneas, sedimentares e metamorficas

Gabarito:

Atividade 2 (2 pontos) - 6 e 7 anos

Fazer uma ilustração no caderno que represente a mudança da atmosfera primitiva para a atmosfera atual da Terra de acordo com a tabela abaixo.

Atividade 3 (3 pontos) - 6 ano

Pesquisar a profundidade/altitude e temperatura de cada uma das camadas da Terra.

Camadas internas: Núcleo, Manto e Crosta

Camadas externas: Troposfera, Estratosfera, Mesosfera, Termosfera e Exosfera.

Atividade 3 (3 pontos) - 7 ano

Faça (com grupos de até 3 pessoas) uma redação sobre o tema "impacto das ações humanas nas mudanças climáticas" com no mínimo 25 linhas.

Estrutura do texto:

Introdução: responder o que são mudanças climaticas. 

Desenvolvimento: complementar o texto com argumentos e dados que colaborem ou discordem com seu posicionamento.

Conclusão: se posicionar frente as mudanças climáticas de acordo como o que foi dito anteriormente.

Atividade 4 (3 pontos) - 6 e 7 anos

Confecção da exposição "Cientistas negros"

[6 e 7 anos] Historia da Terra

Este texto é o resumo de alguns textos e o documentário "Construindo a Terra" da Nat Geo. Para aprofundar a leitura, sugiro o blog  Mundo Pré-históricos.

Para nossa organização usaremos alguns termos próprios do tempo geológico, que retrata processo de milhões (Mega-anos [Ma]) a bilhões (Giga-anos [Ga]) de anos. A maior divisão de tempo é chamada Éon, que tem em seu significado um tempo extremamente longo, tendo alguns com mais de 1 Ga. Seguido de divisões menores dos Éon, as Eras. Cada Era tem em si diversos Períodos geológicos.

Éon Hadeano

O primeiro Éon é o Hadeano que vai do início da formação da terra (entre 4,5 a 4,6 Ga) até cerca de 4 Ga, quando a Terra já começa a ter material rochoso sólido, formado pelo resfriamento do planeta.

5 BILHÕES DE ANOS ATRÁS (APROX.) - 1:40 - Acreção do Planeta Terra; 4,5 BILHÕES DE ANOS ATRÁS - 4:34 - Impacto Entre Theia e Terra/ Lua;

Éon Arqueano

O segundo Éon já está relacionado à uma Terra com rochas sólidas e os primeiros

3,9 BILHÕES DE ANOS ATRÁS - 7:50 - Bombardeio Intenso por Meteoros /Água; 3,8 BILHÕES DE ANOS ATRÁS 11:20 - Formação dos Continentes 12:50 - Substâncias Químicas dão Origem à Vida Unicelular; 3,5 BILHÕES DE ANOS ATRÁS - 16:17 - Estromatólitos Liberam o Oxigênio na Atmosfera;

Éon Proterozóico

1,5 BILHÕES DE ANOS ATRÁS - 18:36 - A divisão da Crosta Terrestre Forma um Supercontinente: O Rodínia; 750 MILHÕES DE ANOS ATRÁS - 21:16 - Fragmentação do Rodínia; 650 MILHÕES DE ANOS ATRÁS - 22:29 - Terra Bola de Neve;

Após o tempo estimado de 4.600 a 542 milhões de anos (Ma), ocorreu um processo de grande impacto: o surgimento da vida complexa na Terra no periodo cambriano, que deu origem para os animais, plantas e fungos existentes no planeta hoje. Geralmente consideramos este período como um super-éon, chamado de pré-cambriano.

Éon Fanerozóico - Era Paleozóica

Período Cambriano

540 MILHÕES DE ANOS ATRÁS - 29:57 - Explosão Cambriana /Evolução de Vidas Complexas;

Período Ordovinciano

460 MILHÕES DE ANOS ATRÁS - 35:06 - Camada de Ozônio;

Período Devoniano

375 MILHÕES DE ANOS ATRÁS - 37:34 - Tiktaalik (Tetrápodes);

Período Carbonífero

300 MILHÕES DE ANOS ATRÁS 39:42 - Sementes 41:47 - Gigantes do Período Carbonífero /Répteis;

Período Permiano 250 MILHÕES DE ANOS ATRÁS - 45:55 - Extinção Permiano-Triássico;

Era mesozóica - Período Triássico 200 MILHÕES DE ANOS ATRÁS - 54:54 - Triássico/ Dinossauros;

Período Jurássico

190 MILHÕES DE ANOS ATRÁS - 57:20 - Deriva Continental (Fragmentação do Pangeia);

Período cretaceo

65 MILHÕES DE ANOS ATRÁS - 1:05:17 - Extinção em Massa no Período Cretáceo/ Extinção dos Dinossauros;

Era Cenozóica - Período Paleógeno

47 MILHÕES DE ANOS ATRÁS 1:13:21 - Darwinius masillae 1:16:26 - Cordilheira do Himalaia;

Período Neógeno

4 MILHÕES DE ANOS ATRÁS - 1:20:17 - Primeiros Humanos/ Homo erectus;

Periodo Quartenário

70 MIL ANOS ATRÁS - 1:23:27 - Migração Humana; 40 MIL ANOS ATRÁS - 1:24:52 - Período Glacial; 20 MIL ANOS ATRÁS - 1:26:41 - Colonização da América; 14 MIL ANOS ATRÁS - 1:27:26 - Fim do Período Glacial;