Elemento químico - frâncio

O frâncio é um elemento químico cujo símbolo é Fr e o seu número atómico é 87.

É um metal alcalino, extremamente radioactivo. É pouco abundante na Natureza. Foi descoberto em 1939 por Marguerite Perey.

Não é possível obter este elemento em quantidades significativas, pois é extremamente raro.

O nome deste elemento foi dado em homenagem à França, sendo por isso denominado "frâncio".

Tabela Periódica e seus elementos

O que é a tabela periódica?

A tabela periódica é a disposiçãodos elementos químicos na forma de uma tabela, consoante as suas propriedades.
Atualmente, são conhecidos 118 elementos químicos. Claro que o número de elementos naturais é muito maior do que o número de elementos artificiais.

Então, na tabela periódica todos os elementos estão dispostos consoante o seu número atómico e por ordem crescente.

A tabela periódica está organizada por:

• grupos - colunas verticais
• períodos - linhas horizontais

Grupos:

Há dezoito grupos na tabela periódica numerados de 1 a 18. 

Os grupos são constituidos por elementos quimicos com propriedades químicas muito semelhantes.

Designação dos diversos grupos:

- grupo 1- metais alcalinos;

- grupo 2- metais alcalino-terrosos

- grupo 17- halogéneos

- grupo 18- gases nobres

Períodos:

Há sete períodos na tabela periódica:

- 1º período - é muito curto, apenas com dois elementos;

- 2º e 3º período - são curtos, cada um tem 8 elementos;

- 4º e 5º período - são longos, cada um tem 18 elementos;

- 6º e 7º período - são muito longos, com 32 elementos cada um.

Na parte inferior da tabela periódica ainda se encontram os elementos que pertencem às familias dos lantanídeos e dos actinídeos. Todos estes elementos têem propriedades quimicas semelhantes ao lantânio (lantanídeos) e ao actínio (actinideos).

Elementos metálicos e não-metálicos:

Os elementos localizados no lado esquerdo da tabela chamam-se elementos metálicos e os elementos localizados no lado direito da tabela chamam-se não metálicos.

E ainda há os elementos semimetálicos como por exemplo, o silício, com propriedades semelhantes aos metálicos e não metálicos.

O hidrogénio é colocado na tabela no grupo 1, contudo, tem propriedades diferentes dos restantes elementos, pois comporta-se às vezes como elemento metálico e outras vezes como elemento não-metálico.

• Os átomos dos elementos do mesmo grupo têm em comum o número de eletrões de valência, e o número do grupo em que um elemento se encontra, relaciona-se com o número de eletrões de valência que possui.

Tamanho dos átomos:

O tamanho dos átomos varia regularmente ao longo da Tabela Periódica.

Os átomos dos elementos do mesmo grupo são maiores quanto maior for o número atómico.

Com os elementos de um período acontece exatamente o contrário: os átomos são menores quando o número atómico é maior.

ÁTOMOS


- O que é um átomo?
- um átomo é a unidade básica da matéria, é uma partícula neutra (nº protões = nº eletrões)


O átomo é constituido por duas partes:
- núcleo -> constituido por protões (carga elétrica positiva) e neutrões (sem carga elétrica)
- nuvem eletrónica -> constituida por eletrões (carga elétrica negativa)

Carga nuclear de um átomo = carga do núcleo do átomo -> é sempre positiva e corresponde ao número de protões.

Porque é que num átomo o número de protões é sempre igual ao número de eletrões?
- num átomo, o número de protões é sempre igual ao número de eletrões, pois um átomo é uma particula sem carga elétrica.

Os átomos apenas pode perder ou ganhar eletrões, tornando-se assim em iões positivos ou negativos:


átomo ----> perde eletrões -----> ião positivo ou catião
átomo ----> ganha eletrões -----> ião negativo ou anião

- então:
-> nos iões positivos, o número de eletrões é menor do que o número de protões.
-> nos iões negativos, o número de eletrões é maior do que o número de protões.


TAMANHO DOS ÁTOMOS:

- o valor dos diâmetros atómicos, exprime-se em picómetros, súbmultiplos do metro, cujo símbolo é : "pm".

1pm = 0,000 000 000 001

MASSA DOS ÁTOMOS:

a massa é uma propriedade geral da matéria. Os átomos que constituem a matéria, têem massa. Mas, como são extraordinariamente pequenos, a sua massa também é muito pequena.
Não é adequado exprimir a massa dos átomos em unidades habituais, como por exemplo a grama.
Por isso, os quimicos, para exprimirem a massa dos átomos, compararam-na com um padrão adequado. O padrão é a massa do átomo mais leve de hidrogénio H ao qual atribuíram um valor unitário.

---------- A massa do átomo mais leve de hidrogénio, H, é 1---------

Por exemplo, podemos dizer que em relação à massa do hidrogénio, a massa do oxigénio é 16x maior.
Ou que em relação à massa do hidrogénio, a massa do cloro é 35x maior.

NÍVEIS DE ENERGIA DOS ELETRÕES:

Os eletrões da nuvem eletrónica dos átomos não têem todos a mesma energia, distribuem-se por níveis de energia. Cada nível SÓ pode ter um determinado número de eletrões:
-> o primeiro nível só pode ter no máximo dois eletrões.
-> o segundo nível só pode ter no máximo oito eletrões.
-> o terceiro nível pode ter no máximo dezoito eletrões.

NOTA: NO ÚLTIMO NÍVEL, QUALQUER QUE ELE SEJA, O NÚMERO MÁXIMO DE ELETRÕES É OITO.


NÚMERO ATÓMICO E NÚMERO DE MASSA

número atómico é o número de protões existentes no núcleo dos átomos e dos iões de um elemento. Representa-se pela letra "Z" e caracteriza o elemento quimico.

Nota: todos os átomos e iões do mesmo elemento têem igual número atómico.

o número de massa é o número total de partículas existentes no núcleo dos átomos e iões monoatómicos, ou seja é a soma dos protões e dos neutrões. Representa-se pela letra "A".

ISÓTOPOS DE UM ELEMENTO:

todos os átomos de um elemento têem o mesmo número atómico (ou seja, têem o mesmo número de protões), mas podem não ser todos iguais. Há átomos do mesmo elemento com diferente número de neutrões, por isso, com um número de massa diferente.

Então:
-> os átomos diferentes do mesmo elemento quimico designam-se por isótopos.
Têem:
- o mesmo número atómico Z;
- diferente número de massa A, pois o número de neutrões N é diferente.

Desenvolvimento do modelo atómico

A ideia dos átomos nem sempre foi igual, foi evoluindo ao longo dos anos.

O primeiro modelo atómico foi criado por John Dalton, no séc. XIX. Para ele os átomos seriam partículas indestrutíveis, pequenas e indivisíveis.

Cada elemento químico seria constituído por um tipo de átomos iguais.

Quando os átomos eram combinados, formavam compostos novos.

O segundo modelo atómico, foi criado por Thomson em 1897, quando descobriu que existiam partículas negativas mais pequenas que os átomos (eletrões) provando que os átomos se podiam dividir.

Formou a teoria de que os átomos eram uma esfera com carga positiva onde estaria o mesmo número de electrões, para que a carga do átomo fosse nula.

O terceiro modelo foi criado por Rutherford que disse que a maior parte do átomo era um espaço vazio, estando a carga positiva localizada no núcleo, e que as partículas com carga negativa (os electrões) giravam em torno do núcleo.

O quarto modelo foi criado por Bohr. 

Neste modelo, os electrões só podiam ocupar niveis de energia bem definidos e giram em torno do núcleo com em orbitas com energias diferentes.

Neste modelo, os electrões teem a menor energia possível.

Os principais responsáveis pelo ultimo modelo do átomo: a nuvem eletrônica; foram: heisenberg, schrödinger e dirac.

Neste modelo, estao localizados os protões e os neutrões no núcleo, enquanto os electrões giram em torno do núcleo.

As cores da luz

As cores primárias da luz são: azul, verde e vermelho.

A partir dessas cores refletidas, podemos obter outras cores secundárias.

Por exemplo, se um objeto refletir a luz azul e absorver a luz vermelha e verde, ele irá ser azul.

Se ele for branco, significa que irá refletir todas as cores.

Se ele for preto, quer dizer que absorveu todas as luzes: a vermelha, a azul e a verde.

O olho humano e os seus problemas de visão

Olho humano:

Os problemas de visão mais frequentes são:

• Hipermetropia:

A hipermetropia é um problema de visão em que a pessoa não consegue ver com clareza os objetos que se encontram próximos.
Este problema pode ser corrigido com lentes convergentes.

• Miopia:

A miopia é um problema de visão em que não se conseguem ver bem os objetos que se encontram longe de nós.

O problema é corrigido com lentes divergentes.

• Astigmatismo:

 Este problema deve-se a uma forma irregular da córnea, que pertence ao olho humano. A imagem formada não é nítida.

 Pode ser corrigido com lentes cilíndricas. 

Como se forma o arco íris?

O arco íris é um fenómeno óptico e metereológico que separa a luz do sol,  quando o sol brilha em gotas de chuva.

É um arco multicolorido que se forma devido à refração da luz do Sol no interior de uma gota de chuva.

A luz branca, quando vem do Sol, penetra nas gotas de água suspensas na atmosfera. Ao mudar de meio de propagação, nesse caso do ar para a água, a luz sofre refração que é acompanhado pelo desvio de luz. Esse desvio de luz faz surgir vários outros raios de luz.

Após este fenómeno,  os raios que surgem da decomposição da luz branca,  são refletidos para a atmosfera, formando assim o arco íris.

LUZ

A luz é uma onda eletromagnética, que se propaga em meios materiais e no vazio.

Todos os corpos que possuem luz própria, são chamados de corpos luminosos. E todos os corpos que refletem a luz são corpos iluminados.

Exemplos de corpos luminosos - o Sol, as velas.

Exemplos de corpos iluminados - a lua, flores, lápis, etc.

Quanto à propagação da luz, existem três meios diferentes:


Meio transparente - considera-se um meio transparente quando permite a passagem regular da luz. ex: vidro, ar, etc.

Meio translúcido - considera-se um meio translúcido quando a luz passa de uma forma irregular. ex: papel vegetal.

Meio opaco - considera-se um meio opaco quando ele não permite a propagação da luz. ex: tijolos, ferro, madeira, etc.

Refração da Luz:

Em ambas as situações, tanto o lápis azul como o lápis laranja parecem partidos. E porque motivo os vemos partidos?

A luz propaga-se a uma velocidade diferente em cada tipo de materiais. Ocorre a refração da luz, quando há um desvio na sua direção pois a luz está a passar de um meio material para outro diferente.

Tipos de espelhos:

• espelhos planos 
• espelhos curvos (espelhos côncavos e espelhos convexos)

Espelhos planos (fig.1) - a imagem é virtual;

                            é direita e do mesmo tamanho do objeto;

                            forma-se à mesma distância do espelho que o objeto;

                            é simétrica do objeto em relação ao espelho.

Espelhos convexos (fig.2) - a imagem é virtual;

                                é direita;

                                é menor que o objeto;

                                simétrica do objeto em relação ao espelho.



Espelhos côncavos (fig.3) -  Quando o objeto está muito afastado do espelho:
                                  - a imagem é real, invertida e menor do que o objeto.

                                 Quando o objeto está entre o foco e o centro:
                                 - a imagem é real, invertida e maior do que o objeto.

                                 Quando o objeto está muito próximo do espelho:
                                 -  a imagem é virtual, direita e maior do que o objeto.


                       

                 (fig.3)                                                                                                    (fig. 1)

                                                       

(fig.2)

O SOM

O som é a propagação de uma frente de compressão mecânica ou onda mecânica. É uma onda longitudinal, que se propaga de forma circuncêntrica, mas em apenas meios materiais como os sólidos, líquidos ou gasosos.

Propriedades, características  ou atributos do som:

• Altura do som ->  aguda, alta ou fina (tem maior frequência da onda sonora)                                                              -> grave, baixa, ou grossa ( tem menos frequência)

•  Intensidade do som -> mais fortes, mais intensas (têm mais amplitude)                                                                               -> mais fracas, menos intensas (têm menos amplitude)

• Timbre -> Permite distinguir os sons de diferentes instrumentos ou vozes.

Reflexão do som --> os materiais moles absorvem o som e os materiais grossos refletem o som.

Tipos de reflexão:

Eco - reflexão em que a distância entre a fonte e o material é > 17 m.

Rerverberação - reflexão em que a distância entre a fonte e o material é < 17 m.

Em termos de audição, existem três tipos de sons: infra-sons ( <20 Hz) , sons audíveis (20 Hz e 20000Hz), e ultra-sons (>20000Hz).

A energia

A energia é tudo o que produz ou pode produzir acção, podendo por isso tomar as mais variadas formas: Energia mecânica, calorífica, gravítica, eléctrica, química, magnética, radiante ,nuclear, etc. É tudo energia.

A energia não se cria nem se destrói, apenas se transforma, da qual o homem pode aproveitar e extrair da natureza e sem a qual não consegue viver. 

A energia, pode ser renovável e não renovável.

A energia renovável  é aquela que vem de recursos naturais como o sol, vento, chuva, marés e energia geotérmica que são recursos renováveis.

Energia não renovável é energia que depende de processos em escala de tempo geológica ou de formação lenta para se tornarem disponiveis e que não se conseguem repôr à velocidade de que são gastas pelo homem. ex: o carvão, petróleo, gás natural...

Ondas

O que são ondas?

Em física, uma onda é uma perturbação oscilante de alguma grandeza física no espaço e periódica no tempo. A oscilação espacial é caracterizada pelo comprimento de onda e o tempo decorrido para uma oscilação é medido pelo período da onda, que é o inverso da sua frequência. Estas duas grandezas estão relacionadas pela velocidade de propagação da onda.
Há dois tipos de ondas:
- Ondas Longitudinais: são aquelas em que a vibração ocorre na mesma direção do movimento.

- Ondas transversais: são aquelas em que a vibração é perpendicular à direção de propagação da onda.

Vantagens e Desvantagens da utilização das Fontes de Energia

Fonte Não-renovável	Obtenção	Uso	Vantagens	Desvantagens
Petróleo	Resulta de reações químicas em fósseis depositados principalmente no fundo do mar. É extraído de reservas marítimas ou continentais	Produção de energia elétrica; matéria-prima da gasolina, do diesel e de produtos como o plástico, borracha sintética, cera, tinta, gás e asfalto.	Domínio da tecnologia para sua exploração e refino; facilidade de transporte e distribuição.	polui a atmosfera com a liberação de dióxido de carbono, colaborando para o efeito estufa.
Nuclear	Reatores nucleares produzem energia térmica por fissão (quebra) de átomos de urânio. Essa energia aciona um gerador elétrico.	Produção de energia elétrica; fabricação de bomba atômica.	A usina pode ser instalada em locais próximos de centros de consumo; não emite poluentes que contribuam para o efeito estufa.	Não é tecnologia para tratar lixo nuclear; a construção de usinas é cara e demorada; existe risco de contaminação nuclear.
Carvão mineral	Resulta da transformação química de grandes florestas soterradas. É extraído de minas localizadas em bacias sedimentares.	Produção de energia elétrica; aquecimento, matéria-prima de fertilizante.	Domínio de tecnologia para seu aproveitamento; facilidade de transporte e distribuição.	Libera poluentes como dióxido de carbono e óxidos de nitrogênio; contribui para a chuva ácida.
Gás natural	Ocorre na natureza associado ou não ao petróleo. A pressão existente nas reservas impulsiona o gás para a superfície, onde é coletado em tubulações.	Aquecimento; combustível para geração de eletricidade, veículos, caldeiras e fornos; matéria-prima de derivados da indústria petroquímica.	Não emite poluentes; pode ser utilizado nas formas gasosa e líquida; existe grande número de reservas.	A construção de gasodutos e metaneiros (navios especiais) para o transporte e a distribuição requer alto investimento.
Renovável hidre- letricidade	A energia liberada pela queda de água represada move uma turbina que aciona um gerador elétrico.	Produção de energia elétrica.	Não emite poluentes; a produção é controlada; não interfere no efeito estufa.	Inundação de grandes áreas e deslocamento de população residente; a construção das usinas é cara e demorada.
Eólica	O movimento dos ventos é captado por pás de hélices gigantes ligadas a uma turbina que acionam um gerador elétrico.	Produção de energia elétrica; movimentação de moinhos.	Grande potencial para geração de energia elétrica; não interfere no efeito estufa; não ocupa áreas de produção de alimentos.	Exige investimentos para a transmissão da energia; produz poluição sonora; interfere em transmissões de rádio e TV.
Solar	Lâminas recobertas com material semicondutor, como o silício, são expostas ao Sol. A luz excita os elétrons do silício, que formam uma corrente elétrica.	Produção de energia elétrica; aquecimento.	Não é poluente; não interfere no efeito estufa; não precisa de turbinas nem geradores para a produção da energia elétrica.	Exige alto investimento para o seu aproveitamento.
Biomassa	A matéria orgânica é decomposta em caldeira ou biodigestor. O processo gera gás e vapor, que acionam uma turbina e movem um gerador elétrico.	Aquecimento; produção d energia elétrica e de biogás (metano).	Não interfere no efeito estufa (o gás carbônico liberado durante a queima é absorvido depois no ciclo de produção).	Exige alto investimento em seu aproveitamento