A Química constitui uma área de conhecimentos de grande importância para se compreender a constituição de tudo o que nos cerca e os processos de transformação da matéria. As implicações tecnológicas, econômicas e sociais decorrentes da produção de conhecimentos nessa área justificam a necessidade de pessoas com um nível de compreensão suficiente para assumirem posicionamentos críticos diante de sua utilização. Espera-se que o aluno conheça não só os modelos teóricos em um nível atômico-molecular como também saiba relacioná-los com seus domínios empíricos correspondentes. Além disso, espera-se que saiba aproximar esses conhecimentos de aspectos de sua aplicação mais imediata em seu cotidiano e, em uma dimensão mais abrangente, em termos da utilização que a sociedade faz dele.
Com o objetivo de adequar o grau de abstração desses conhecimentos aos alunos, optou-se pela abordagem apenas dos modelos clássicos do átomo, com ênfase no modelo de Rutherford-Bohr. Da mesma forma, o estudo das ligações químicas, em especial da covalente, toma por referência a “teoria da repulsão dos pares de elétrons de valência”, que oferece possibilidades para a abordagem de geometria e polaridade das moléculas sem a utilização de modelos mais complexos sobre a natureza do átomo. Finalmente, deve ser ressaltado que estão sendo adotadas recomendações da IUPAC com relação à nova numeração dos grupos da tabela, à substituição dos conceitos de átomo-grama e molécula-grama pelo de “mol”, à exclusão dos conceitos de equivalente-grama e normalidade e à substituição da expressão “molaridade” por “quantidade de matéria por volume”.
Caracterização física de sistemas materiais
• Caracterização dos estados sólido, líquido e gasoso
• Substâncias puras, misturas homogêneas e heterogêneas
• Propriedades físicas de substâncias puras e misturas: densidade, solubilidade, ponto de fusão e ponto de ebulição
• Solubilidade: fases, soluções, coeficientes e curvas de solubilidade
• Processos de separação de misturas
• Pressão de vapor e diagrama de fases de substâncias puras
• Caracterização e identificação de processos físicos e químicos
Estrutura atômica
• Leis ponderais e relações com o modelo atômico de Dalton
• Modelos atômicos de Dalton, Thomson, Rutherford e Bohr
• Modelo atômico de Rutherford-Bohr: caracterização das partículas, número atômico, elemento químico, número de massa, massa atômica, isotopia; organização dos elétrons em níveis de energia; formação de íons e séries isoeletrônicas
• Elementos químicos: representação e classificações
• Classificação periódica dos elementos: períodos e grupos ou famílias; principais famílias; relações entre a posição na tabela e a configuração eletrônica; significado da periodicidade; principais propriedades periódicas (energia de ionização, raio atômico, eletronegatividade, caráter metálico e ametálico)
Ligações químicas
• Modelos de ligações interatômicas: iônica, covalente e metálica
• Representação dos compostos através de fórmulas: eletrônica, molecular e estrutural
• Configuração espacial de moléculas. Teoria da repulsão dos pares de elétrons de valência
• Polaridade das ligações e moléculas, modelos de ligações intermoleculares: forças de Van der Waals e ligações de hidrogênio
• Propriedades dos compostos iônicos, moleculares, covalentes e metálicos e suas relações com os modelos de ligação correspondentes; limitações dos modelos
Cálculos estequiométricos para espécies químicas e reações químicas
• Massa atômica e molecular; conceito de mol e massa molar
• Determinação de fórmulas percentuais e mínimas; relações quantitativas para espécies químicas
• Relações quantitativas ponderais e volumétricas em reações químicas
Compostos inorgânicos
• Processos de ionização e de dissociação iônica (teoria de Arrhenius)
• Compostos inorgânicos: conceitos, classificações, propriedades gerais, nomenclatura dos principais compostos; principais reações envolvendo estes compostos
• Conceitos ácido-base de Brönsted-Lowry e Lewis
Reações químicas envolvendo compostos inorgânicos
• Representação de reações químicas através de equações; ajuste de coeficientes
• Reações de oxirredução: reconhecimento, determinação do número de oxidação; identificação de oxidante e redutor
• Reações de síntese, análise, troca simples e dupla troca: identificação, previsão de ocorrência e dos produtos formados
Compostos orgânicos
• Características gerais dos compostos de carbono e cadeias carbônicas
• Identificação, nomenclatura e determinação de fórmulas molecular e estrutural plana de hidrocarbonetos, álcoois, fenóis, éteres, aldeídos, cetonas, ácidos carboxílicos, ésteres, aminas, amidas e haletos orgânicos
• Aplicações dos principais compostos orgânicos naturais e sintéticos
• Estudo comparativo das propriedades dos compostos orgânicos: ponto de fusão, ponto de ebulição, solubilidade, densidade, caráter ácido e básico
• Isomeria plana e espacial
• Fontes naturais de compostos orgânicos: gás natural, petróleo e derivados, hulha e derivados, xisto betuminoso
• Compostos orgânicos de importância biológica: glicídios; lipídios (glicerídeos, sabão e detergência); aminoácidos e proteínas
Reações químicas envolvendo compostos orgânicos
• Reações orgânicas: reações de oxirredução envolvendo álcoois, aldeídos, cetonas e ácidos carboxílicos e combustões totais e parciais; esterificação e hidrólise de ésteres; reações de adição de H2, X2 e H2O a alcenos e alquinos; reações de substituição: alquilação, halogenação, sulfonação e interação do benzeno, halogenação de alcenos; reações de eliminação em álcoois e haletos
Soluções
• Expressões de concentração para soluções: concentração comum, quantidade de matéria por volume, porcentagem em massa e volume
• Diluição e mistura de soluções; volumetria de neutralização
• Estudos qualitativos de propriedades coligativas; relações comparativas de efeitos coligativos em soluções moleculares e iônicas
Energia térmica em reações químicas
• Efeitos energéticos nas reações químicas, calor de reação e variação de entalpia em reações endo e exotérmicas
• Fatores que influem na variação de entalpia de reações
• Entalpias de formação, de combustão, de neutralização e de ligação
• Cálculos da variação de entalpia pela lei de Hess e pelas entalpias de ligação
Velocidade das reações químicas
• Noções sobre a teoria das colisões e a teoria do complexo ativado, energia de ativação
• Fatores que influem na velocidade das reações
• Expressão quantitativa da velocidade da reação: Lei de Guldberg-Waage e suas limitações
Estudo dos processos químicos reversíveis
• Características e condições do equilíbrio químico
• Análise de gráficos representativos do equilíbrio químico
• Estudo quantitativo do equilíbrio químico: Kc e Kp
• Deslocamento do equilíbrio químico; princípio de Le Chatelier
• Equilíbrios iônicos: características; lei da diluição de Ostwald; efeito do íon comum
• Equilíbrio iônico da água: relações quantitativas das concentrações de H+ e OH- nas soluções de ácidos, bases e sais; relações quantitativas para soluções de ácidos e bases; volumetria de neutralização e indicadores, conceitos e cálculos envolvendo pH e pOH
Energia elétrica e as reações químicas
• Produção de corrente elétrica e células galvânicas: componentes, potencial padrão de eletrodos, série de potenciais, características gerais de pilhas e baterias de uso mais comum
• Eletrólise e células eletrolíticas: componentes, produtos formados a partir de soluções aquosas e ígneas, leis de Faraday.