Césio

Símbolo: Cs

Número atómico: 55

Ponto de fusão: 28,44 °C

Descobrimento: 1860

Ponto de ebulição: 670,8 °C

• O Césio - 133 é utilizado na construção de relógios atómicos

• O Césio - 134 foi usado na hidrologia como medida de determinação da produção de césio nas indústrias de energia nuclear. Este isótopo de césio é usado com essa finalidade porque, apesar de ser menos comum que o Césio - 133 ou o Césio - 137, é produzido unicamente por reações nucleares. O Césio - 135 também foi usado com essa função.

• Da mesma maneira que os outros elementos do grupo 1 , o césio tem uma grande afinidade pelo oxigénio e, por isso, é usado como "getter " em tubos de vácuo.

• Este metal também é usado em células fotoeléctricas porque ioniza-se quando exposto a luz.

• É usado como catalisador na hidrogenação de certos compostos orgânicos.

• Isótopos radioativos de césio são usados no campo médico para tratar de certos tipos de cancro.

• O fluoreto de césio é usado extensivamente na química orgânica como base e como fonte de iões fluoretos.

• Este metal tem sido usado mais recentemente em sistemas de propulsão iónica.

Ligação Covalente e Notação de Lewis

Reatividade dos Átomos

À medida que a nuvem electrónica aumenta, os electrões de valência encontram-se mais afastados do núcleo, diminuindo a atração do núcleo fica mais fácil "sair" do átomo, por isso são mais reactivos.

Tamanho dos átomos:

• Ao longo do grupo o tamanho dos átomos aumenta, porque aumenta o número de níveis de energia.
• Ao longo do período o tamanho diminui, porque o nº de electrões aumenta no mesmo nível de energia, o que provoca uma contracção da nuvem electrónica.

Tamanho dos átomos na tabela periódica

Tabela Períódica

A tabela periódica dos elementos químicos é a disposição sistemática dos 118 elementos conhecidos (90 naturais e 28 artificiais), na forma de uma tabela, em função das suas propriedades.

• Grupos:

Cada uma das colunas da tabela periódica é denominada de grupo ou família, os grupos estão numerados de 1 a 18.

• Períodos:

Cada linha da tabela corresponde a um período, sendo estes numerados do 1 ao 7.

• Elementos representativos:

Os elementos dos grupos 1, 2, 13, 14, 15, 16, 17 e 18 são denominados de elementos representativos.

• Elementos de transição:

Os elementos dos grupos 3,4,5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 e 12 são chamados elementos de transição.

Formação de Iões

Para um átomo ser considerado estável deve ter o último nível de energia preenchido ou 8 iões de valência (2 se só tiver um nível de energia). Quando não os tem, ele pode ter tendência a ganhar ou a perder electrões (3 no máximo), formando assim iões, partículas com carga eléctrica.

Exemplo:

11Na --> 2 - 8 - 1

Como só tem um eletrão de valência, o átomo tem tendência a perdê-lo:

                     -1 eletrão
11Na --------------------------> 11Na+
11 eletrões                           10 eletrões
11 protões                            11 protões

Níveis de energia e Distribuição electrónica

Níveis de energia:

Dentro da nuvem electrónica nem todos os electrões têm a mesma energia, distribuindo-se assim pelos vários níveis de energia.

Essa distribuição é feita de acordo com várias regras e chama-se distribuição electrónica.

Distribuição electrónica:

Para distribuir os electrões pelos vários níveis de energia é necessário saber que:

• o número de electrões que podem haver em cada nível é calculado pela seguinte fórmula: 2n^2
• no último nível, qualquer que ele seja (excepto o primeiro, que apenas pode ter 2), o número máximo de electrões é 8. O electrões do último nível de energia chamam-se electrões de valência.
• os electrões distribuem-se do nível mais baixo para o nível mais alto de energia.

Exemplo:

Mg - O magnésio tem 12 electrões, distribuímo-los da seguinte maneira:

---->1º nível: 2 electrões.

---->2º nível: 8 electrões.

---->3º nível: 2 electrões.

Representamos a distribuição desta forma:

2 - 8 - 2

Massa Atómica Relativa

Como não se pode pesar directamente um átomo, usa-se um método indirecto que consiste na comparação das massas de dois átomos.O método consiste em escolher um átomo para termo de comparação, isto é, um padrão- daí a designação de massa atómica relativa.

Em seguida verifica-se quantas vezes é que a massa de outro átomo é maior que a massa do padrão escolhido.

Assim, a massa atómica relativa indica o número de vezes que a massa média dos átomos desse elemento é superior à massa do padrão escolhido.

Inicialmente - O átomo de hidrogénio é o átomo mais simples porque só possui um protão no seu núcleo. Por este motivo, utilizava-se como termo de comparação para medir a massa dos outros átomos.

Actualmente - O átomo de carbono-12.

Porque motivo é que a massa atómica relativa, de um elemento químico, não é um nº inteiro ?
Porque tem em conta os isótopos desse elemento químico e a abundância que tem na natureza.

Apresentação síntese:

Átomos e Isótopos

Todos os átomos podem ser identificados pelo número de protões e de
neutrões que os constituem.

O número atómico (Z) é o número de protões no núcleo de cada átomo de um elemento. Num átomo neutro, o número de protões é igual ao número de electrões, pelo que o número atómico indica também o número de electrões no átomo. Só o hidrogénio tem 1 protão, só o hélio tem 2 protões, só o lítio tem 3 protões, etc. Facilmente se conclui que o número atómico nos indica imediatamente de que elemento se trata.

O número de massa (A) é o número total de neutrões e protões presentes no núcleo de um átomo. Daqui pode concluir-se que o número de neutrões é dado por A - Z.

A forma de representar o nuclido de um átomo é:






            O X representa o símbolo químico.
            O A representa o número de massa.
            O Z representa o número atómico.




Em muitos casos, átomos de um mesmo elemento não têm todos a mesma massa. Isto deve-se a existirem átomos com o mesmo número de protões, mas diferente número de neutrões. Átomos com o mesmo número atómico mas diferente número de massa são chamados isótopos.

Um exemplo de isótopos são os dois isótopos do urânio:



Outro exemplo são os três isótopos do hidrogénio: o hidrogénio, o deutério e o trítio:

Evolução dos modelos atómicos

Sabe-se que a ciência está em constante evolução, devido a isso, com o passar do tempo foram criados vários modelos que explicassem a forma e a constituição do átomo.

Modelo atómico de Dalton:

Todo o modelo não deve ser somente lógico, mas também consistente com a experiência. No século XVII, experiências demonstraram que o comportamento das substâncias era inconsistente com a ideia de matéria contínua e o modelo de Demócrito desmoronou.

Em 1808, John Dalton, um professor inglês, propôs a ideia de que as propriedades da matéria podem ser explicadas em termos de comportamento de partículas finitas, unitárias. Dalton acreditou que o átomo seria a partícula elementar, a menor unidade de matéria.

Surgiu assim o modelo de Dalton: átomo visto como uma esfera minúscula, rígida e indestrutível. Todos os átomos de um elemento são idênticos.

Modelo atómico de Thomsom:

No fim do século XIX o físico inglês J.J. Thomson demonstrou que os raios catódicos poderiam ser interpretados como um feixe de partículas carregadas que foram chamadas de electrões. A atribuição de carga negativa aos electrões foi arbitrária.

Em 1897, Thomson apresentou o seu modelo atómico: uma esfera de carga positiva na qual os electrões, de carga negativa, estão distribuídos mais ou menos uniforme mente  A carga positiva está distribuída, homogeneamente, por toda a esfera. 

Modelo atómico de Rutherford:

Em 1911, Rutherford e os seus colaboradores (Geiger e Marsden) bombardearam uma lâmina metálica delgada com um feixe de partículas alfa que atravessava a lâmina metálica sem sofrer desvio na sua trajectória (para cada 10.000 partículas alfa que atravessam sem desviar, uma era desviada). Para explicar a experiência, Rutherford concluiu que o átomo não era uma bolinha maciça.

Admitiu uma parte central positiva muito pequena mas de grande massa ("o núcleo") e uma parte envolvente negativa e relativamente grande ("a electrosfera ou coroa").•

O modelo de Rutherford é o modelo planetário do átomo, no qual os electrões descrevem um movimento circular ao redor do núcleo, assim como os planetas se movem ao redor do sol.

Modelo atómico de Bohr:

O modelo planetário de Rutherford apresentava duas falhas:

Uma carga negativa, colocada em movimento ao redor de uma carga positiva estacionária, adquire movimento em espiral na sua direcção acabando por colidir com ela. Essa carga em movimento perde energia, emitindo radiação. Ora, o átomo no seu estado normal não emite radiação.

Em 1913, o físico dinamarquês Niels Bohr expôs uma ideia que modificou o modelo planetário do átomo.

Um eletrão num átomo só pode ter certas energias específicas, e cada uma destas energias corresponde a uma órbita particular. Quanto maior a energia do electrão, mais afastada do núcleo se localiza a sua órbita.

Modelo atómico da nuvem eletrónica:

• Sabe-se que os eletrões possuem carga negativa, massa muito pequena e que se movem em órbitas ao redor do núcleo atómico.

• O núcleo atómico é situado no centro do átomo e constituído por protões que são partículas de carga positiva, cuja massa é aproximadamente 1.837 vezes superior a massa do electrão, e por neutrões, partículas sem carga e com massa ligeiramente superior à dos protões.

• O átomo é electricamente neutro, por possuir números iguais de electrões e protões.

• O número de protões no átomo chama-se número atómico, este valor é utilizado para estabelecer o lugar de um determinado elemento na tabela periódica.

• A tabela periódica é uma ordenação sistemática dos elementos químicos conhecidos.

• Cada elemento caracteriza-se por possuir um número de eletrões que se distribuem nos diferentes níveis de energia do átomo correspondente.

• Os electrões da última camada (mais afastados do núcleo) são responsáveis pelo comportamento químico do elemento, por isso são denominados electrões de valência.

• O número de massa é equivalente à soma do número de protões e neutrões presentes no núcleo.

• O átomo pode perder electrões, carregando-se positivamente, é chamado de ião positivo (catião).

• Ao receber electrões, o átomo torna-se negativo, sendo chamado ião negativo (anião).

Problemas de visão e respetivas correções

Muitos dos problemas de visão devem-se a anomalias de focagem da luz na retina, ou seja, anomalias refrativas. Os defeitos de visão mais comuns são a miopia, a hipermetropia, o astigmtismo e a presbiopia.


Miopia
Na miopia a imagem dos objetos distantes é focada à frente da retina e não sobre ela. A miopia é consequência de um globo ocular demasiado longo ou de um cristalino demasiado convergente. Corrige-se com lentes divergentes.




Hipermetropia
Na hipermetropia, a focagem da imagem dos objetos é feita atrás da retina, devido a uma deficiência no globo ocular ou devido a um cristalino pouco convergente. Corrige-se com lentes convergentes.




Astigmatismo
O astigmatismo está associado à curvatura irregular da córnea e à forma mais ovalada do que esférica da córnea. Devido a este desajuste, a luz refrate-se em vários pontos da retina em vez de se focar em apenas um, originando uma focagem deficiente. Corrige-se com lentes cilíndrica.



Presbiopia
A presbiopia ou "vista descansada" acontece quando o cristalino perde a capacidade de focar objetos devido à rigidez dos músculos. Uma das suas manifestações é na realização de tarefas que exijam uma visão próxima, como ler, escrever, trabalhar no computador ou enfiar uma linha numa agulha.

Formação das imagens no olho

A luz atravessa a córnea, é focada pelo cristalino, que funciona como uma lente convergente. Esta focagem permite projetar as imagens dos objetos numa certa zona da retina. A imagem que se obtém é invertida e menor que o objeto.

A retina é uma membrana do fundo do olho que tem receptores de luz
chamados cones e bastonetes. Estes receptores carregam moléculas de
pigmento que se decompõem na luz e se reconstroem no escuro.
Ao aumentar a quantidade deste pigmento no escuro também aumenta
a sensibilidade à luz e a capacidade de ver num local mais escuro.

Os cones do olho humano são de 3 tipos:
- sensíveis ao azul
- sensíveis ao verde
- sensíveis ao vermelho

Mesmo tendo sensibilidade a somente estas 3 cores, podemos ver todas
as outras, por ativação conjunta dos 3 tipos de cones.
Como exemplo, vemos a luz ou cor amarela quando temos os
receptores de verde e vermelho ativados.

Lentes

As lentes são corpos transparentes, normalmente de vidro ou de plástico tratado, limitados por uma ou duas superfícies curvas. Como as lentes são um meio ótico diferente do ar, a luz ao passar do ar para a lente sofre refração, e de seguida volta a sofrer outra refração quando passa da lente para o ar.

Tipos de lentes:


Características da imagem das lentes concavas:
- virtual;
- direita;
- menor do que o objeto.










Características da imagem das lentes côncavas:
 Se estiver longe:
- real
- invertida
- menor do que o objeto.




Se estiver a uma distância média:
- real
- invertida
- maior do que o objeto.

Se estiver perto:
- virtual
- direita
- maior do que o objeto.

Reflexão total

A reflexão total é um fenómeno que ocorre quando a luz passa de um meio no qual a velocidade é menor para um meio cuja velocidade é maior e o raio refratado afasta-se da normal. Se o ângulo de incidência for superior ao ângulo crítico ou ângulo limite (L) deixa de haver refração, e toda a luz que incide na superfície de separação dos meios é refletida.

As fibras óticas são um exemplo de reflexão total: no interior dos seus tubos de vidro ou plástico, a luz propaga-se por sucessivas reflexões totais. As fibras óticas são usadas na medicina e nas telecomunicações.

Refração da luz

A refração da luz é um fenómeno que ocorre quando a luz passa de um meio ótico para outro, onde a velocidade de propagação é diferente, e normalmente sofre mudança de direção.

 O raio refratado aproxima-se da normal quando a velocidade no segundo meio (N2) é inferior à velocidade no primeiro meio (N1), ou seja se a velocidade no segundo meio (N2) for superior à do primeiro meio (N1) o raio refratado afasta-se da normal.

 - Não há mudança de direção quando o ângulo de incidência é de 0º, ou seja, quando o raio incide perpendicularmente à superfície de separação dos meios.

Também pode ocorrer com a refração, reflexão na superfície de separação dos meios.

Formação de imagens num espelho

Os espelhos são superfícies polidas que refletem regularmente a luz e permitem obter imagens nítidas dos objetos. Existem espelhos planos e esféricos (côncavos e convexos).

Características das imagens no espelho plano:
-são direitas
-do mesmo tamanho
-estão à mesma distância do espelho que o objeto
-são virtuais
-lateralmente invertidas e simétricas

Características das imagens no espelho concavo:
Se estiver longe:
-real
-invertida
-menor que o objeto

Se estiver a uma distância média:
-real
-invertida
-maior que o objeto

Se estiver perto:
-virtual
-direita
-maior que o objeto

Características das imagens no espelho convexo:

-virtual

-direita

-menor que objeto

Reflexão da luz e as suas leis

A reflexão da luz é a mudança de direção ou de sentido que ocorre quando os raios luminosos incidem em certas superfícies, continuando a luz a propagar-se no mesmo meio (meio ótico).

Tipos de reflexão:

Reflexão regular ou reflexão: quando a reflexão ocorre numa superfície polida (os raios são desviados paralelamente e na mesma direção).



Reflexão difusa ou difusão: quando a reflexão ocorre numa superfície rugosa (os raios são desviados em direções diferentes).



Leis da reflexão da luz:

-o raio incidente, o raio refletido e a normal estão no mesmo plano
-os ângulos de incidência e de reflexão são iguais (têm a mesma amplitude)

Raio Incidente
É o raio luminoso que incide sobre a superfície.

Raio Refletido
É o raio luminoso que é refletido pela superfície

Normal
Linha imaginária que é perpendicular à superfície no ponto de incidência

Ângulo de Incidência
É o ângulo definido pela normal e pelo raio incidente

Ângulo de Reflexão

É o ângulo definido pela normal e pelo raio refletido

 

Luz

A luz é uma onda eletromagnética (pois não necessita de um meio material para se propagar) e transversal (pois a direção da perturbação é perpendicular à direção da propagação da onda). A luz propaga-se em linha reta e radialmente em todas as direções.

Classificação dos feixes luminosos quanto ao modo de propagação:

-Convergentes - o feixe de luz converge (concentra-se num ponto);

-Divergentes - o feixe de luz diverge a partir de um ponto da fonte;

-Paralelos - o feixe de luz propaga-se sempre com os raios paralelos entre si.

Classificação dos materiais quanto ao modo como são atravessados pela luz:

-Opaco: não se deixa atravessar pela luz;

-Translúcido: deixa-se atravessar parcialmente pela luz;

-Transparente: deixa-se atravessar completamente pela luz.

Corpos luminosos e iluminados:

-Fontes naturais de luz: sol e outras estrelas.

-Fontes artificiais de luz: lâmpadas e velas acesas.

Corpos luminoso (corpos que produzem ou têm luz própria): Sol, outras estrelas, lâmpadas e velas acesas.

Corpos iluminados ou não-luminosos (corpos que não possuem luz própria mas refletem ou transmitem a luz que recebem de um corpo luminoso): outros objetos.

Triângulo da visão:

Ver um objeto implica a existência de três aspetos fundamentais, que constituem o triângulo de visão: um objeto, uma fonte luminosa (que ilumine o objeto) e um detetor de luz (como os nossos olhos).

-a fonte luminosa (natural ou artificial) emite luz para o objeto (corpo não-luminoso)

-o objeto emite parte ou totalidade da radiação que recebeu (da fonte) para um detetor.

Audição

Espectro Sonoro:
O espectro sonoro é o conjunto de todas as frequências possíveis para as ondas sonoras.
De acordo com a frequência sonora, classificam-se os sons em: infra-som, som audível e ultra som.
-infra-som - f<20 Hz
-som audível - f 20Hz---20000Hz
-ultra som - f>20000Hz



Audiogramas:
Os audiogramas são gráficos onde se representa o limiar da audibilidade em função da frequência e do nível de intensidade sonora.

Para que um som seja audível:

- se a frequência é pequena, a intensidade tem de ser grande;

- se a frequência é grande. a intensidade pode ser pequena.

A partir dos 130 dB o som provoca uma sensação dolorosa.

Nível Sonoro:

É uma escala, medida em decibéis (dB) que avalia comparativamente as intensidades dos sons.

O nível sonoro mede-se com um sonómetro.

                           

Surdez:

A surdez tem diversas origens como exposição a sons de intensidade muito elevada, a malformações ou a infeções permanentes.

Pode acontecer devido aos ossículos do ouvido se colarem ao ouvido interno e assim deixam de vibrar eficazmente e não ocorre uma boa transmissão da onda sonora; devido à obstrução de canais devido à cera o que origina perda de audição.

Fenómenos do Som

Reflexão do som:
A reflexão é um fenómeno do som que ocorre quando a onda é obrigada a mudar de direção, ao encontrar um obstáculo (superfície refletora - lisa, polida ou dura). Para se distinguir o som refletido do original é necessário um intervalo de tempo de 0,1 segundos.

  Tipos de reflexão:
-Eco: consiste em ouvir a repetição de um som que foi produzido instantes antes, a uma distância mínima de 17 metros da superfície refletora;

-Reverberação: consiste em ouvir uma sensação de prolongamento do som original que parecem durar mais tempo no ouvido do que seria normal e não se consegue distinguir o som original do som refletido. Este fenómeno acontece quando a distância até à superfície refletora é inferior a 17 metros.


Refração do som:
Fenómeno que ocorre quando a velocidade de propagação sofre alterações, o que pode acontecer com a mudança de meio ou no mesmo meio se este não for homogéneo, há geralmente mudança de direção da propagação e a onda sonora, ao encontrar um obstáculo, sofre também reflexão e absorção, assim nem todo o som passa para o segundo meio.



Ressonância:
A ressonância é um fenómeno do som que ocorre quando a frequência natural de vibração de um corpo é igual ou múltipla da frequência de vibração da onda sonora, ou seja, o som é ampliado.



Absorção:
A absorção é um fenómeno do som onde grande parte da energia da onda sonora é absorvida por materiais isolantes como a cortiça, a esferovite, a lã e as fibras, ou seja, o som refletido é muito fraco.


Difração:

A difração é um fenómeno do som que está relacionado com a capacidade que o som tem de contornar obstáculos. Um exemplo deste fenómeno é quando se ouve sons que vêm de trás de um muro.

Som (propagação e propriedades)

O som é uma manifestação de energia que produz-se por vibração dos corpos e propaga-se através de ondas sonoras. Essas ondas são mecânicas (quanto à sua natureza) e são longitudinais (quanto à direção da perturbação).

Propriedades do som:

Altura - propriedade que se relaciona com a frequência da onda (som grave, baixo ou grosso; som agudo, alto ou fino);
maior altura <=> maior frequência

Intensidade - propriedade que se relaciona com a frequência da onda (sons fortes ou de maior intensidade; sons fracos ou de menor intensidade);
maior intensidade <=> maior amplitude

Timbre - propriedade que permite distinguir sons que tenham a mesma altura e intensidade, mas provenientes de fontes sonoras diferentes.

Propagação do som:
Como já se foi dito no post passado, o som necessita de um meio material para se propagar. A sua velocidade difere de meio para meio: é mais rápida nos sólidos do que nos líquidos e é mais lenta nos gases.

V som sólido > Vsom líquido > Vsom gasoso

Além do meio onde está presente, outros fatores também influenciam a sua velocidade como a densidade, a elasticidade e a temperatura (quanto maior é a temperatura, menor é a densidade do ar e maior é a velocidade de propagação do som).