Química – A ciência da matéria Átomos e Elementos: Elementos, Simbologia, Átomos. Espécies (tipos) de matéria: Substâncias puras e misturas, Estados da matéria. Estrutura atômica – Experimentos clássicos: Raios catódicos, Raios canais, Partícula ?, nêutrons, número atômico, Isótopos, Isóbaros e Isótonos, Massa atômica. Átomos, Moléculas e Íons. Átomos e Íons em combinação: Compostos Iônicos e Moleculares, Fórmulas dos Compostos, Massa molecular, Nomenclatura dos Compostos. Equações Químicas: Escrever e Interpretar (dar o significado de) uma Equação Química, Balanceamento de equações Químicas; Relações entre Massa Atômica, Massa Molecular e Massa Molar: Número de Avogadro, Mol e Massa Molar, Molaridade: Massa Molar nas Soluções. Composição do Composto Químico, Fórmulas Empíricas, Fórmula Molecular. • Estequiometria e Reações Químicas Reações Químicas: Reações simples, Reações iônicas completas, Reações de precipitação. Estequiometria: Significado da Equação Química. Razão Molar, Resolução de Problemas, Reagentes Limitantes, Rendimento. O Estado Gasoso A Natureza dos Gases: Propriedades Gerais dos Gases, Teoria Cinético-Molecular dos Gases. Relações entre Volume, Pressão e Temperatura: Proporcionalidades e Variáveis, Lei de Boyle, Lei de Charles. Variações de P,V e T para uma quantidade fixa de um gás. Relações de Massa, Massa molecular e Massa Molar: Lei de Gay – Lussac e Lei de Avogadro, Volume Molar, Lei Ideal dos Gases. Densidade e Massa, Lei de Dalton, Estequiometria das Reações Gasosas. Comportamento das Moléculas gasosas: Lei de Graham, Desvios das Leis dos Gases. Termoquímica Energia: Energia nas Reações Químicas, Termodinâmica, Energia Interna, Energia, Calor e Trabalho. Medida do Calor: Capacidade calorífica, Calorimetria. Calor de Reação e outras Variações de Entalpia: Calor de Reação, Estado Padrão e Variações de Entalpia Padrão. Calor de Formação, Determinação das Variações de Entalpia. Estrutura Eletrônica e Tabela Periódica Teoria Quântica: Luz, Elétrons e Tabela Periódica, Luz como Onda, Luz como Partícula. Elétrons como Onda, Princípio da Incerteza de Heisenberg. Teoria Quântica e o Átomo: Espectro Atômico, Modelo de Bohr para o Átomo de Hidrogênio. Modelo Atômico segundo a Mecânica Quântica, Números Quânticos e Orbitais. Configurações Eletrônicas: Configurações Eletrônicas e a Tabela Periódica. Tabela Periódica – Átomos e Íons Classificação dos Elementos: Elementos Representativos, Elementos de Transição, Metais, Não metais e Elementos Semicondutores. Tamanho dos Átomos e dos Íons: Raio Atômico e Iônico, Fatores que influenciam o tamanho do Raio. Relações Periódicas em função do Raio. Ganho e Perda de Elétrons: Energia de Ionização, Relações periódicas em função de Energia de Ionização. Eletroafinidade. Tabela Periódica – Ligações Químicas Tipos e Propriedades das Ligações Químicas: Definição de Ligação Química, Tipo de Ligação, Relações e Propriedades. Ligação Metálica, Ligação Iônica, Ligação Covalente – Força e Comprimento (tamanho). Influências nas Ligações Químicas: Polarização, Eletronegatividade. Estado de Oxidação: Determinação do Número de Oxidação, Estado de Oxidação – Relações Periódicas. Fórmulas e Nomenclatura, Relações com as Propriedades dos Elementos. Ligação Covalente e Propriedades das Moléculas Estruturas de Lewis: A Forma das Moléculas, Estruturas de Lewis para Compostos Moleculares e Íons poliatômicos, Ressonância. Teoria da Ligação de Valência: Formação da Ligação, Ligações Simples nas Moléculas Diatômicas. Ligações Simples em Moléculas Poliatômicas – Hibridização, Ligações Covalentes Múltiplas. Forças Intermoleculares: Momento Dipolar, Forças Dipolo – Dipolo, Forças de London, Ligações de Hidrogênio. Estado Líquido e Sólido – Mudanças de Estado Líquidos e Sólidos: Teoria Cinético–Molecular de Líquidos e Sólidos, Propriedades Gerais e Tipos de Líquidos, Propriedades Gerais e Tipos de Sólidos. Relações entre Fases: Mudanças de Estado, Pressão de Vapor dos Líquidos, Ponto de Ebulição, Diagrama de Fases. O Estado Sólido: Empacotamento, Sistemas Cristalinos – Células Unitárias, Estrutura Cristalina dos Compostos Iônicos, Energia de Ligação – Ciclo de Born Haber, Defeitos Cristalinos. Água e Soluções Aquosas A Química da Água: Propriedades da Água, Água como Solvente, Calor de Solução na Água para os Compostos Iônicos, Hidretos, Ionização da Água – Equilíbrio Químico. Íons em Solução Aquosa: Eletrólitos e Não-Eletrólitos, Ácidos e Bases, Neutralização, Formação de Íons Complexos. Água – Pura e Impura: Água Natural e Água Poluída, Dessalinização da Água, Água Dura, Poluição e Tratamento da Água. Soluções Propriedades Gerais das Soluções: Natureza das Soluções em Fase Líquida, Soluções Ideais e Não-Ideais, Efeito da Temperatura e da Pressão na Solubilidade. Concentração das Soluções: Unidades de Concentração, Massa Percentual, Molalidade, Molaridade, Diluição das Soluções. Pressão de Vapor das Soluções Líquidas e Propriedades relacionadas Pressão de Vapor nas Soluções Líquido-Líquido (Lei de Raoult), Abaixamento da Pressão de Vapor, Elevação do Ponto de Ebulição e Abaixamento do Ponto de Resfriamento, Determinação da Massa Molar, Pressão Osmótica, Propriedades Coligativas dos Eletrólitos em Solução. Colóides: Propriedades dos Colides, Tipos de Colóides, Sabões e Detergentes. Hidrogênio e Oxigênio – Reações Redox Oxidação e Redução: Reações Redox, Agentes – Redutores e Oxidantes. Balanceamento das Reações Redox – Método do Número de Oxidação. Hidrogênio: Propriedades do Hidrogênio, Reações do Hidrogênio, Hidretos de Elementos Representativos, Preparação e Usos do Hidrogênio. Oxigênio: Propriedades do Oxigênio, Reações do Oxigênio, Óxidos e Hidróxidos, Preparação e Usos do Oxigênio, Ozônio e Ozonides, Peróxido de Hidrogênio e Peróxidos. Estudo das Reações Químicas Reações Químicas: Definição, Equilíbrio e Estabilidade. Reações Redox e Não-Redox: Revisão das Reações Não-Redox, Revisão das reações Redox, Agentes Redutores e Oxidantes, Método de Classificação das Reações e Previsão dos Produtos da Reação. Cinética Química Cinética a Nível Molecular: Cinética (Velocidade e Mecanismo), Como as Reações Acontecem, Níveis de Energia das Reações Químicas Elementares. Velocidade das Reações: Definição de Velocidade, Determinação da Velocidade das Reações Simples, Velocidade das Equações de Primeira Ordem, Meia-Vida das Reações de Primeira Ordem, Mecanismo das Reações. Fatores que Influenciam a Velocidade das Reações: Efeito da Temperatura, Reações Homogêneas e Heterogêneas, Catálise. Equilíbrio Químico Lei do Equilíbrio Químico: Constante de Equilíbrio, Unidades e Valores da Constante de Equilíbrio. Expressões das Constantes de Equilíbrio: Constantes de Equilíbrio das Reações gasosas, Equilíbrio Heterogêneo em Solução. Quociente de Reação. Fatores que Influenciam o Equilíbrio: Princípio de Le Chatelier, Concentração, Pressão, Temperatura. Ácidos e Bases Bronsted – Lowry: Doadores e Receptores, A Força de Ácidos e Bases. Oxiácidos e Ácidos Binários: Nomenclatura, Força dos ácidos Binários, Força dos Oxiácidos, Massa Equivalente e Normalidade de Ácidos e Bases. Caracterização da Força de Ácidos e Bases: Autoprotólise da Água, pH, pOH e pKw, Ka, Kb, Relação entre Ka, Kb e Kw. Ácidos e Bases de Lewis: Doador e Receptor de par de elétrons. Equilíbrio Ácido-Base Íons Ácidos e Básicos: Reações dos Íons com a Água, O Comportamento dos Sais em Água, Constantes de Equilíbrio das Reações Iônicas – pH das Soluções Salinas. Íon Comum e Tampões: Efeito do Íon Comum, Solução Tampão. pH de Ácidos e Bases: Ácidos Polipróticos, Reações ácido – Base – Titulações em Meio Aquoso, Curvas de Titulação. Equilíbrio de Solubilidade Íons Complexos e Solubilidade: Equilíbrio de Íons Complexos, Produto de Solubilidade, Kps e Solubilidade, Efeito do Íon Comum e Efeito da Hidrólise, Kps e Precipitação. Controle da Solubilidade e Precipitação: Dissolução de Precipitados Iônicos, Precipitação Seletiva, Análise Qualitativa Inorgânica. Termodinâmica Desordem, Espontaneidade e Entropia: Entropia (Medida Qualitativa), 2a Lei da Termodinâmica, Entropia e Mudanças Físicas. Entropia Absoluta, Entropia em Reações Químicas. Energia Livre: Variação de Energia Livre – Critério de Espontaneidade, Energia Livre Padrão para as Reações Químicas, Energia Livre e Equilíbrio, Influência da temperatura na Espontaneidade. Eletroquímica Fundamentos de Eletroquímica: Células Eletroquímicas, Eletrodos e notação de Célula, Estequiometria, Potencial da Célula. Potencial de Redução Padrão: Definição, Aplicação do Potencial Padrão, Eletrólise. Termodinâmica das Reações Redox: Relação entre Energia Livre Padrão e Entalpia Padrão, Outras Condições além das do Padrão, Determinação da Constante a partir de Potencial, Cálculo do Potencial de Redução Padrão de uma Meia Célula, Efeito do pH sobre o Potencial Eletroquímico. Metais e Metalurgia – Metais do Bloco s e do Bloco p Metais: Propriedades, Ocorrência. Preparação de Metais: Metalurgia, Eletrometalurgia, Metais a partir de Minerais Sulfurosos, Ferro e Aço. Ligas. Metais do Bloco s: Metais Alcalinos, Metais Alcalinos Terrosos, Reações dos Elementos do Bloco s, Compostos do Bloco s, Indústria dos Álcalis. Metais do Bloco p: Alumínio e Demais Elementos do Bloco, Estanho, Chumbo e Bismuto, Reações dos Metais do Bloco p, Compostos do Bloco p. Não Metais Halogênios: Propriedades dos Halogênios, Reações Químicas dos Halogênios, Flúor, Cloro, Bromo e Iodo. Compostos de halogênios. Gases Nobres. Nitrogênio, Fósforo e Enxofre. Relações Periódicas: Nitrogênio, Fósforo, Enxofre. Algumas Reações de N, P, S. Compostos de: Nitrogênio, Fósforo, Enxofre. Carbono e Elementos Semicondutores Propriedades do Carbono, Diamante, Grafite e outras Formas de Carbono, Reações do Carbono e Compostos Inorgânicos do Carbono. Elementos Semicondutores: Boro, Silício e Germânio, Arsênico e Antimônio, Selênio e Telúrio. Silício e Compostos Oxigenados: Sílica Natural, Silicatos Naturais, Silicatos Sintéticos, Silicones. Ligações Metálicas e Semicondutores: Ligações Metálicas, Semicondutividade, Preparação de Metais Semicondutores. Elementos dos Blocos d e F Propriedades, Estados de Oxidação, Metais de Transição das Séries 3d, 4d e 5d. Reações dos Elementos do Bloco d, Cromo, Manganês, Ferro, Cobalto, Níquel, Zinco, Cádmio e Mercúrio. Elementos do Bloco F: Propriedades e Fontes dos Lantanídeos. Química Orgânica: Compostos Orgânicos Composição dos Compostos Orgânicos (C,H,O,N) Características Gerais: Temperatura de fusão, de ebulição, Solubilidade, Combustibilidade. Cadeias Carbônicas. Classificação das Cadeias Carbônicas. Modelo dos orbitais e a ligação covalente. Funções Orgânicas: Nomenclatura da IUPAC: Hidrocarbonetos: características e nomenclatura dos hidrocarbonetos alifáticos (Alcanos, Alquenos, Alquinos e Alcadienos), dos hidrocarbonetos cíclicos (Cicloalcanos, Cicloalquenos, Aromáticos). Radicais (Cisão de ligações, Radicais ou Grupos Orgânicos). Nomenclatura de Hidrocarbonetos ramificados (Alcanos, Alquenos, Alquinos, dienos, Cicloalcanos e Aromáticos); fontes e principal utilização (Petróleo). Funções Oxigenadas: Álcoois, Fenóis, Aldeídos, Cetonas, Ácidos Carboxilícos, Ésteres Orgânicos, Éteres. Nomenclatura oficial IUPAC, grupo funcional característico, principais compostos de cada função. Fórmula geral e propriedades. Funções Orgânicas Nitrogenadas: Aminas e Amidas. Nomenclatura oficial IUPAC, grupo funcional característico, principais compostos de cada função. Fórmula geral e propriedades. Haletos: Haletos Orgânicos, haletos de Acila. Outras Funções Orgânicas: Nitrilas, Nitrocompostos, Ácidos Sulfônicos, Organometálicos, Tiocompostos. Funções Mistas. Isomeria: Conceito e Classificação. Isomeria plana, espacial, óptica. Reações dos Hidrocarbonetos: De substituição: Halogenação, Nitração, Sulfonação, Reações Características dos Aromáticos. De Adição: Hidrogenação Catalítica, Halogenação, Adição de HX, Reações de hidratação de Alquenos e Alquinos, Adição em Aromáticos. De Oxidação de Alquenos: Oxidação branda, Ozonólise, Oxidação enérgica. Reações Orgânicas de outras Funções: Álcoois (reações com ingüís, métodos de obtenção de ingüís); Aldeídos e Cetonas (Reações de aldeídos e cetonas e alguns métodos de obtenção de aldeídos e cetonas); Ácidos Carboxílicos: propriedades químicas dos ácidos carboxílicos, reações dos ácidos carboxílicos, métodos de obtenção de ácidos carboxílicos. Ésteres: classificação e reações dos ésteres. Aminas: propriedades químicas das aminas e dos aminoácidos, método de obtenção de aminas. Polímeros: Polímeros sintéticos (de adição e de condensação); Polímeros naturais (borracha, polissacarídeos, proteínas ou polipeptídios).