Primeira imagem da estrutura orbital do hidrogênio é obtida em laboratório

Como um químico que se preza, não poderia deixar de postar esta notícia importantíssima para a ciência.

"O registro foi conseguido com um microscópio quântico. O aparato permitiu vislumbrar os padrões de onda do átomo."

A imagem abaixo é uma bela quebra de um paradigma científico. Trata-se de um registro oriundo da observação direta de um átomo de hidrogênio. Para conseguir a façanha, os pesquisadores envolvidos no projeto utilizaram um novo aparato convenientemente chamado de microscópio quântico — o qual, conforme o nome indica, permite um vislumbre efêmero do amalucado reino quântico.Para começar a traduzir um pouco o “cientifiquês” da novidade, entende-se por “estrutura orbital” o espaço ocupado pelo núcleo do átomo e seus elétrons — ou “elétron”, considerando-se especificamente o hidrogênio. O que tornou possível a façanha científica da imagem que abre este texto também responde por um jargão científico: trata-se da “função de onda”.Trata-se de uma função matemática utilizada para tentar apreender algum sentido no maravilhoso caos quântico. Os valores assim obtidos tratam do comportamento de partículas subatômicas no tempo e no espaço. Em uma ocasião típica, é o expediente utilizado pelos cientistas — como a equação de Schrödinger — para descrever estados subatômicos, originando um sem-número de resultados complexos e gráficos tenebrosos.
O primeiro registro diretoA grande conquista da imagem que abre este texto, entretanto, foi a capacidade de realmente observar a função de onda — para além de um monte de números e teorias, pelo menos. Embora determinar a posição exata de um elétron seja semelhante a tentar apanhar uma nuvem de mosquitos com uma das mãos — uma espécie de incoerência quântica, na verdade —, é possível apreender todo um estado quântico baseado em inferências estatísticas.Entretanto, para isso é necessária uma ferramenta capaz de efetuar diversas medidas de padrões de onda ao longo do tempo. Entretanto, ainda restaria o desafio: como aumentar as imagens registradas, baseadas nos estados quânticos das partículas subatômicas? Bem, de acordo com os cientistas, é aí que aparece o microscópio quântico.
Elétrons projetadosO invento utiliza fotoionização microscópica para visualizar diretamente as estruturas atômicas. Em texto postado no Physical Review Letters, Aneta Stodolna, do Institudo FOM de Física Atômica e Molecular, descreve como ela e sua equipe conseguiram captar a estrutura nodal de um átomo de hidrogênio — postado em um campo elétrico estático.
O processo envolveu lançar pulsos de laser sobre os átomos, o que fez com que os elétrons, então ionizados, escapassem e seguissem trajetórias particulares em direção a um detector bidimensional. Naturalmente, há inúmeras trajetórias que os elétrons podem tomar antes de atingir o mesmo ponto do detector. De acordo com Stodolna, isso produziu padrões de interferências que refletiram a estrutura nodal das funções de onda.Por fim, para concluir o registro, os pesquisadores utilizaram uma lente eletrostática capaz de aumentar em 20 mil vezes as projeções obtidas dos elétrons. Para o futuro, os pesquisadores pretendem utilizar a mesma tecnologia para verificar as reações dos átomos no interior de campos magnéticos.
Fonte: Physics

A tabela periódica.

Olá galera. Estou postando uma parte de um slide de aula do professor Carlos Neco da UFRN, que aborda justamente o tema de tabela periódica. Em seguida postarei um material com o assunto mais detalhado. 

Vocês podem estudar pelo meu material e utilizar esse slide para revisão. 

Bons estudos a todos.

PS.: No meu material detalhado não abordarei o breve histórico da tabela (Criação por Mendeleev etc...) a não ser que alguém peça.

A tabela periódica e a classificação dos seus elementos

Olá estudiosos de plantão. Encontrei esta tabela periódica na internet e achei-a bem interessante pelo fato de trazer informações dos seus elementos etc.
Nos próximos dias estarei postando materiais explicando um pouco sobre cada uma destas classes: Metais alcalinos, alcalinos terrosos, metais de transição, lantanídios, actinídeos, metaloides/semi metais e não metais.

Logo mais também postarei um breve histórico sobre a tabela periódica. Como ela foi criada e etc.

Até mais e bons estudos.

Cientistas quebram a barreira do zero absoluto

"Pela primeira vez é criado um gás atômico com temperatura abaixo do zero absoluto."

O zero absoluto é uma temperatura até então hipotética e que, de tão baixa, faria com que toda a energia térmica de um material ou ambiente desaparecesse por completo, o que antes era considerado impossível, se torna realidade: essa temperatura não é só possível de ser atingida, como também de ser superada.
Para chegar a esse resultado, cientistas da Universidade Ludwig Maximilian, na Alemanha, criaram um gás quântico com átomos de potássio alinhados de maneira específica com a ajuda de lasers e campos magnéticos.
Assim, quando os campos magnéticos foram rapidamente ajustados, os átomos passaram de um estado de baixa energia para um estado com o mais alto nível de energia possível. Essa transição, aliada ao fato de que os átomos continuaram em ordem graças ao feixe laser, fez com que a temperatura do gás ultrapassasse alguns bilionésimos de graus abaixo da temperatura de zero absoluto (-273,15° C).

Comportamento estranho
Com esse avanço científico, os pesquisadores seriam capazes, por exemplo, de criar novos tipos de matéria, mas antes precisam solucionar uma espécie de efeito colateral dessa temperatura: o físico teórico Achim Rosch, da Universidade de Cologne, na Alemanha, calcula que, em um sistema como esse, os átomos abaixo do zero absoluto passam a flutuar em vez de serem puxados pela gravidade.
Outra peculiaridade desse gás é que ele passa a se comportar de maneira semelhante à da energia escura, força que ainda é considerada como um dos mistérios ainda não resolvidos da Física e que tem papel fundamental na expansão do universo, já que desafia a gravidade que tenta fazer o universo voltar para o seu centro.
Quando os átomos de potássio do gás quântico mudam de estado de energia, eles deixam de se repelir e passam a ser atraídos uns pelos outros. Porém, eles não entram em colapso uns contra os outros, já que a temperatura abaixo do zero absoluto torna a cadeia estabilizada. Essa descoberta pode ajudar cosmólogos a entenderem melhor o funcionamento do nosso universo.
Fonte: Nature The Verge

O Átomo e suas aplicações na tecnologia.

Olá amantes da química.Este material é interessantíssimo. Faz parte da seção "química e sociedade" e aborda o tema "Átomo e tecnologia", trazendo aplicações de algumas propriedades do átomo na tecnologia.
Espero que gostem, pois, as aplicações do átomo não são muito abordadas em sala de aula, e talvez, esse seja o grande erro dos professores ao ensinar química, pois, os alunos estudam sem saber para que e como poderia ser utilizado aquilo que estudam. Com certeza, se o ensino de química fosse mais contextualizado o processo de ensino-aprendizagem seria mais eficaz.

Estudem a química mais afundo. Estudem as aplicações. Busquem entender a química e não memoriza-la, e, tenho certeza que, no mínimo, gostarão mais da disciplina.

Bons estudos!

Definições ácidos e bases.

Olá Galera estudiosa. Este material é muito bom para se fixar os conceitos de ácidos e bases. Ele pode vir a servir para estudantes de ensino médio e para estudantes de ensino superior também. Porém, no ensino médio geralmente só se estuda até a definição de Lewis. Façam bom proveito do material!

Bons estudos!

Estequiometria - Parte 1

Apresentação

O termo estequiometria tem sua origem nas palavras gregas stoicheon que significa elemento e metron que significa medida. Esse termo foi introduzido por Richter em 1972, referindo-se às medidas dos elementos químicos nas substâncias. Modernamente, os conceitos estudados no conteúdo da estequiometria são a base do desenvolvimento de diversos produtos industrializados. Pois é através destes conceitos que a indústria determina as quantidades necessárias de cada reagente na produção de um determinado produto.

Nesta aula, iremos fazer uma breve discussão sobre os principais conceitos da estequiometria tentando não só conceituá-los, mas também apresentar as relações existentes entre esses conceitos e sinalizar algumas dificuldades de aprendizagens que alunos do ensino médio podem apresentar em relação a este conteúdo.

Objetivos do material

·        Compreender como fórmulas e reações químicas são utilizadas para representar o rearranjo dos átomos que ocorre nas reações químicas;

·        Compreender que o mol é a unidade de medida utilizada nos cálculos estequiométricos;

·        Discutir alguns aspectos dos cálculos estequiométricos no ensino aprendizagem da química.

Conceitos Prévios

 Nesta aula discutiremos alguns conceitos presentes no conteúdo da estequiometria. Para tanto é necessário lembrarmos a lei das proporções definidas (lei da composição constante) e a lei da conservação da massa enunciadas, respectivamente, no século XVIII por Proust e no começo do século XIX Lavoisier (Figura 1).

Lei das Proporções Definidas – Todas as amostras de um mesmo composto estão sempre combinadas na mesma composição de massa dos elementos constituintes.

De forma resumida podemos então dizer que: As substâncias reagem sempre na mesma proporção para formarem outra substância

Lei da Conservação das Massas – Na natureza nada se cria, nada se perde; tudo se transforma.

De forma resumida podemos dizer então que:

Existe uma quantidade igual de matéria antes e depois do experimento, porém o que ocorre são modificações nas combinações dos átomos que participam da reação.

Relações Quantitativas em Química

Um dos conceitos fundamentais na aprendizagem do conteúdo de estequiometria é o conceito de mol que pode ser dito dominante neste tema. O uso desta grandeza se dá pelo fato de em qualquer substância existir um número muito grande de entidades químicas presentes (átomos, íons, moléculas, elétrons, prótons etc.). Isto implica dizer que não dá para contar quantas dessas entidades químicas estão presentes em determinada quantidade de uma substância, ou seja, não é como contarmos o número de limões ou de acerolas em um quilo dessas frutas. Preocupados com isto os químicos desenvolveram como unidades de medida para essas entidades o mol. Assim:

Um mol representa o número de entidades presentes em um dado sistema que contém tantas entidades elementares quantos são os átomos contidos em 12 g de carbono-12.

O mol é uma palavra derivada do latim, moles, que significa grande massa compacta. Esse valor foi medido experimentalmente pelo químico Amadeo Avogadro que obteve seu melhor valor experimental de 6,02 x 10²³, de fato um número tão grande que se torna de difícil compreensão nos padrões de vida diária. Portanto, é importante ressaltar que um mol de qualquer elemento químico terá sempre 6,02 x 10²³ átomos desse elemento. Mas atenção! É importante não esquecer, pois isto pode se caracterizar como uma dificuldade de aprendizagem para alunos do nível médio de ensino, que um mol de diferentes elementos terá diferentes valores de massa.

Exemplo:

·        Um átomo de hidrogênio (Representado pela letra H) possui aproximadamente 1 u. Um mol de átomos de hidrogênio, contendo aproximadamente 6,02 x 10²³, possui aproximadamente 1,00 g.

·        Uma molécula de hidrogênio (Representado por H₂) possui aproximadamente 2 u. Um mol de moléculas de hidrogênio, contendo aproximadamente 6,02 x 10²³, possui aproximadamente 2,00 g.

·        Uma molécula de água (Representado por H₂O) possui aproximadamente 18 u. Um mol de moléculas de água, contendo aproximadamente 6,02 x 10²³, possui aproximadamente 18,00 g.

Você sabe a diferença entre os conceitos de átomos, moléculas, íons, substância, elemento e composto? Para compreender a diferença entre esses conceitos você pode consultar os artigos abaixo e discutir com seus colegas de turma a diferença que cada um apresenta na constituição da matéria.

É importante sabermos a diferença entre esses conceitos para poder atribuir a cada um deles valores numéricos que vão caracterizar tanto a relação do número de átomos em uma molécula ou até mesmo a relação entre a quantidade de moléculas no cálculo estequiométrico. Por exemplo, a razão entre o número de átomos nos compostos é geralmente expressa por subscritos inteiros nas fórmulas químicas. Na água, por exemplo, existe a seguinte relação:

Ø  Esse artigo apresenta a evolução histórica do conceito de elemento químico destacando-o como um conceito estruturante[1] da química. Nele podemos compreender as várias modificações que esse conceito sofreu ao longo da história recebendo uma denominação mais específica a partir do desenvolvimento da química moderna, ou seja, da teoria quântica.

M. C. M. OKI. O conceito de elemento da antiguidade à modernidade. Química Nova na Escola. n. 16, p. 21 – 25, 2002.

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[1] Podemos entender como conceito estruturante um conceito que permeará todo o eixo de nossa fundamentação teórica.