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 das 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. Coloides: propriedades dos coloides, tipos de coloides, 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, arsênio 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, fenois, aldeídos, cetonas, ácidos carboxílicos, 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 inguís, métodos de obtenção de inguís); 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 polipeptídeos).