porquê estudar a química dos minerais? Os minerais são feitos de átomos, que têm um impacto no comportamento e características do mineral. Assim, para compreender, explicar e prever o comportamento de minerais e rochas—que são feitas de minerais, devemos entender alguns fatos básicos sobre os átomos, e como eles se comportam. Isto requer uma compreensão básica de alguma química. Começaremos por construir átomos no nosso pensamento em termos das três partículas subatômicas das quais os átomos são feitos.,
Átomos
a Figura 1. Elementos, como o hélio, representados aqui, são compostos de átomos. Os átomos são compostos de prótons e nêutrons localizados dentro do núcleo, com elétrons em orbitais circundando o núcleo.
átomos consistem em prótons, nêutrons e elétrons. Protões têm uma carga elétrica positiva ( + ). Elétrons têm uma carga negativa ( − ) que é exatamente igual e oposta à carga elétrica de um próton. Os neutrões são eletricamente neutros.
A maior parte da massa de um átomo é embalada no seu minúsculo núcleo., Um núcleo atômico é feito de prótons e nêutrons, que têm aproximadamente a mesma massa (cerca de 1,67 × 10-24 gramas). Os elétrons, por outro lado, são dispostos em orbitais específicos em torno do núcleo de um átomo; eles também são muito menores em massa do que prótons e nêutrons, pesando apenas 9.11 × 10-28 gramas, ou cerca de 1/1800 o peso de prótons e nêutrons.mesmo que a massa de um elétron seja uma massa minúscula comparada à massa de um próton ou um nêutron, os elétrons ocupam a maior parte do volume de um átomo (ver Figura 1).,um átomo neutro tem o mesmo número de elétrons que protões. Um átomo que perdeu ou ganhou elétrons não é mais um átomo eletricamente neutro. Esse tipo de átomo, que não é eletricamente neutro e tem uma carga elétrica associada a ele, é chamado de íon. Átomos que ganharam elétrons são íons carregados negativamente ( – ), ou aniões. Átomos que perderam elétrons são íons carregados positivamente ( + ), ou catiões.
também é possível ter íons que são na verdade pequenos grupos de átomos ligados entre si. Estes são conhecidos como íons poliatômicos., Um exemplo de um íon poliatômico é o íon carbonatado, (CO3) 2−, que tem dois elétrons extras, dando-lhe a carga elétrica líquida de 2 -.
fórmulas químicas
acabamos de ver que um íon carbonatado também pode ser chamado (CO3) 2 -. Mas o que significa isso exactamente?
primeiro vamos olhar para as letras: CO. Os átomos têm símbolos químicos; Cada elemento foi atribuído uma ou duas letras para representá-lo. Assim, C representa carbono, e o representa oxigênio (todos estes símbolos químicos podem ser vistos na tabela periódica na Figura 2 abaixo).,
como lemos acima, o 2-significa que o íon tem dois elétrons extras. Mas e o 3? Isso significa que há três átomos de oxigênio no íon. O número de átomos em uma fórmula particular é sempre anotado em subscrito. Charge é sempre escrito em sobrescrito no final da fórmula (um sobrescrito no início da fórmula significa algo mais—vamos chegar a isso quando discutirmos isótopos abaixo). Os parênteses em torno de CO3 indicam que a carga pertence a toda a unidade poliatômica ao invés de apenas o O3.,assim, o íon carbonatado é um átomo de carbono (C), três átomos de oxigênio (O3), e dois elétrons extras (2−), que carregam todo o íon poliatômico.
a Tabela Periódica
átomos de ocorrência natural encontrados na gama da terra desde hidrogénio, com apenas um próton no seu núcleo, até urânio, com 92 prótons no seu núcleo. Estes são os elementos químicos que ocorrem naturalmente, que inclui elementos comumente conhecidos como carbono, oxigênio, ferro, e assim por diante., A tabela periódica lista todos os elementos químicos de uma forma que nos diz quantos prótons cada um deles tem, como seus elétrons são dispostos, e qual é o comportamento químico geral de cada elemento.
Figura 2. Siga este link para uma grande versão da Tabela Periódica. O link irá abrir em uma nova janela para que você possa facilmente se referir a ele como você lê através desta página.
conforme mostrado na Figura 2, a tabela periódica é composta por dezoito grupos e sete períodos., Duas linhas adicionais de elementos, conhecidas como lantanídeos e actinídeos, são colocadas sob a tabela principal. Estes elementos são colocados separadamente para tornar a tabela mais compacta. Todos os elementos de um grupo têm um comportamento químico semelhante. Isto é porque todos os elementos de um grupo têm um arranjo similar de elétrons em seus átomos, e é o arranjo de elétrons que determina o comportamento químico de um elemento.
para cada elemento, são indicados o nome, o símbolo Atómico, o número atómico e a massa atómica., O número atômico é um número inteiro que representa o número de prótons: cada elemento químico é distinguido pelo número de prótons em seu núcleo. Por exemplo, cada átomo do elemento oxigênio tem oito prótons em seu núcleo. É por isso que o número atômico de oxigênio é 8. Se um átomo tem mais ou menos de oito prótons em seu núcleo, não é oxigênio, é algum outro elemento químico. Na tabela periódica, o número atômico de cada elemento está listado acima do símbolo químico do elemento.,
a massa atómica, que é a massa média de diferentes isótopos, é estimada em duas casas decimais. Por exemplo, hidrogênio tem o símbolo atômico H, O número atômico 1, e uma massa atômica de 1,01. A massa atômica é sempre maior que o número atômico. Para a maioria dos pequenos elementos, a massa atômica é aproximadamente o dobro do número atômico, já que o número de prótons e nêutrons é aproximadamente igual.
os elementos são divididos em três categorias: metais, não metálicos e metalóides. Estes formam uma linha diagonal do período Dois, grupo treze ao período sete, grupo dezesseis., Todos os elementos à esquerda dos metalóides são metais, e todos os elementos à direita são não-metálicos.
a tabela periódica foi criada para ajudar os químicos a entender melhor os elementos e como eles funcionam. É um mapa do comportamento elementar.
isótopos
cada átomo de um elemento específico deve ter o mesmo número de protões no seu núcleo. Este número é o seu número atómico. No entanto, há uma gama de possíveis números de nêutrons que pode ter em seu núcleo., O fato de que átomos de um elemento químico podem ter números diferentes de nêutrons resulta em cada elemento químico ter vários isótopos. Isótopos são átomos de um dado elemento químico que têm diferentes números de nêutrons em seus núcleos.por exemplo, enquanto todos os átomos do elemento oxigênio têm oito prótons em seus núcleos, esses átomos de oxigênio podem ter oito, nove ou dez nêutrons. Os diferentes números de nêutrons no núcleo distinguem os três isótopos de oxigênio. Oxigênio-16 é o isótopo do oxigênio com 8 nêutrons em seu núcleo., O número 16 é chamado de número de massa atômica. O número de massa atômica é o número total de prótons e nêutrons no núcleo de um isótopo. A partir desta definição, e sabendo que todos os átomos de oxigênio tem 8 prótons no núcleo, pode-se deduzir que o oxigênio-17 é o isótopo de oxigênio com 9 nêutrons e oxigênio-18 é o isótopo de oxigênio com 10 nêutrons. Abreviados em símbolos, os três isótopos de oxigênio são escritos como 16O, 17O e 18O.,
Isótopos não são muito importantes para a compreensão de minerais, mas que são importantes na compreensão de como aplicar a química e a física nuclear para a geologia, tais como a utilização de medições de isótopos radioactivos para medir as idades de rochas e minerais e como usar isótopos de oxigênio a partir de camadas de gelo glacial para determinar que a temperatura da terra foi durante uma era glacial.
contribuir!
melhore este pageLearn mais