Substância
Nota: Se procura pelo(a) o conceito filosófico, veja substância (filosofia).
Em química, substância ou substância pura é uma forma constante de matéria caracterizada por suas entidades específicas, como átomos de elementos tais em proporções próprias e moléculas.[1] Cada substância possui um conjunto definido de propriedades e uma composição química. As substâncias podem ser formadas de forma variadas, como formadas por átomos, moléculas ou aglomerados iônicos.[2] A água é um exemplo de substância formada por molécula, de fórmula H2O, e o Óxido de Cálcio, a cal, é uma substância formada por aglomerado iônico, de formula unitária CaO.
Até o século XIX, tinha-se a visão de que substância simples era sinônima de elemento químico, caso não pudesse ser decomposta em outras, ela era entendida como elemento químico, e se a substância permitisse sua decomposição em outras novas substâncias, era conceituada como substância composta, demonstrando uma visão macroscópica da matéria. No final do século XIX, com o advento da descoberta do átomo e suas partículas subatômicas, o entendimento de substâncias simples e composta se modificou, substância simples passou a ser compreendida como a matéria formada por apenas um tipo de elemento químico e a substância composta como a matéria formada por átomos de elementos químicos diferentes, compreendendo uma visão microscópica da matéria.[3]
Todas as substâncias químicas possuem a unidade de sua estrutura (moléculas) iguais entre si; possuem composição e características fixas, não há alteração da temperatura durante os processos de mudanças de estados físicos da matéria (como fusão e ebulição); sua composição fixa garante que podem ser representados com fórmulas.
Índice
1 Classificação
2 Sistema
3 Mistura e Substância Pura
4 Mistura eutética e mistura azeotrópica
5 Substância simples, composta e alotropia
6 Substância simples e substância composta
7 Referências
Classificação |
A substância que é formada por átomos de um único elemento químico (denomina-se elemento químico todos os átomos que possuem o mesmo número atômico (Z), ou seja, o mesmo número de prótons) é denominada substância simples. Exemplos:
Ouro: Au{displaystyle ,!Au}
Cobre: Cu{displaystyle ,!Cu}
Gás Hidrogênio: H2{displaystyle ,!H_{2}}
Argón: Ar{displaystyle ,!Ar}
Uma substância composta por mais de um elemento químico, numa proporção determinada de átomos, é denominada substância composta. Exemplos:
Cloreto de Sódio: NaCl{displaystyle ,!NaCl}
Água: H2O{displaystyle ,!H_{2}O}
Metano: CH4{displaystyle ,!CH_{4}}
Glicose: C6H12O6{displaystyle ,!C_{6}H_{12}O_{6}}
As fórmulas químicas heteronucleares destas substâncias podem apresentar como unidades estruturais compostos moleculares, no qual a unidade estrutural é a molécula, e compostos iônicos, em que a unidade estrutural é um conjunto de íons positivos e negativos mais simples.
Duas ou mais substâncias agrupadas constituem uma mistura. O leite e o soro caseiro são exemplos de misturas.
Sistema |
Sistema é uma porção limitada do universo, considerada como um todo para efeito de estudo.
Sistema homogêneo, material homogêneo ou matéria homogênea é aquele que apresenta as mesmas propriedades em qualquer parte de sua extensão em que seja examinado.
Sistema heterogêneo, material heterogêneo ou matéria heterogênea é aquele que não apresenta as mesmas propriedades em qualquer parte de sua extensão em que seja examinado.
Fases são as diferentes porções homogêneas, limitadas por superfícies de separação, que constituem um sistema heterogêneo.
Os sistemas homogêneos são monofásicos ou unifásicos. Os sistemas heterogêneos são polifásicos, podendo ser bifásicos, trifásicos, etc.
Sistemas os quais possuem uma mesma substância, porém em diferentes estados físicos, são heterogêneos, podendo ser tanto bifásicos (quando possuem dois estados) ou trifásicos (quando possuem três estados)
Sistemas com N gases sempre têm uma única fase. Não existe sistema heterogêneo de dois ou mais gases.
Um sistema heterogêneo ou é uma mistura (heterogênea) ou é uma substância pura em mudança de estado físico.
Um sistema homogêneo ou é uma mistura (homogênea) ou é uma substância pura num único estado físico.
Mistura e Substância Pura |
Mistura é qualquer sistema formado de duas ou mais substâncias puras, denominadas componentes, ou seja com mais de um tipo de átomo. Pode ser homogênea ou heterogênea, conforme apresente ou não as mesmas propriedades em qualquer parte de sua extensão em que seja examinada.
Toda mistura homogênea é uma solução, por definição. Todas as misturas gasosas são homogêneas.
Substância pura é todo material com as seguintes características:
- Unidades estruturais(moléculas, conjuntos iônicos) quimicamente iguais entre si.
- Composição fixa, do que decorrem propriedades fixas, como densidade, ponto de fusão e de ebulição, etc.
- A temperatura se mantém inalterada desde o início até o fim de todas as suas mudanças de estado físico (fusão, ebulição, solidificação, etc.).
- Pode ser representada por uma fórmula porque tem composição fixa.
- Não conserva as propriedades de seus elementos constituintes, no caso de ser substância pura composta.
- As substancias puras apresentam faixa de PE (ponto de ebulição) e PF (ponto de fusão) constantes.
- Densidade característica
Mistura eutética e mistura azeotrópica |
Existem misturas que, como exceção, se comportam como se fossem substâncias puras no processo de fusão, isto é, a temperatura mantém-se inalterada do início ao fim da fusão. Essas são chamadas misturas eutéticas, como exemplo o fio de solda.
Outras se comportam como se fossem substâncias puras em relação à ebulição, isto é, a temperatura mantém-se inalterada do início ao fim da ebulição. Essas são chamadas misturas azeotrópicas, podemos citar à mistura homogêneo do etanol (96%) e água (4%).
Não é conhecida nenhuma mistura que seja eutética e azeotrópica simultaneamente.
Substância simples, composta e alotropia |
Substância simples é toda substância pura formada de um único elemento químico. Já as substâncias compostas são puras, porém formadas por diferentes elementos químicos.
Alotropia é o fenômeno em que um mesmo elemento químico (átomos de mesmo Z) forma duas ou mais substâncias simples diferentes.
Elemento: Variedades alotrópicas
- Carbono (C): Diamante (Cn) Grafite (Cn)
- Oxigênio (O): Oxigênio (O2{displaystyle O_{2}}
) Ozônio (O3{displaystyle O_{3}}
)
- Fósforo (P): Fósforo branco (P4{displaystyle P_{4}}
) Fósforo vermelho (Pn)
- Enxofre (S): Enxofre rômbico (S8{displaystyle S_{8}}
) Enxofre monoclínico (S8{displaystyle S_{8}}
Grandeza molecular: Substância simples
- moléculas monoatômicas: gases nobres
- moléculas biatômicas: H2,N2,O2,F2,Cl2,Br2,I2{displaystyle H_{2},N_{2},O_{2},F_{2},Cl_{2},Br_{2},I_{2}}
- moléculas triatômicas: O3{displaystyle O_{3}}
- moléculas tetratômicas: P4{displaystyle P_{4}}
- moléculas octatômicas: S8{displaystyle S_{8}}
- moléculas gigantes (macromoléculas): Pn,Cn{displaystyle P_{n},C_{n}}
, todos os metais (Nan,Can,Agn{displaystyle Na_{n},Ca_{n},Ag_{n}}
)
Substância simples e substância composta |
A molécula de água é formada por dois elementos químicos: o hidrogênio e o oxigênio. Já o gás nitrogênio é composto por um elemento químico . O mesmo vale para o gás oxigênio. Dizemos então que o gás nitrogênio é uma substância simples, já que é formado por um único elemento químico. A água é uma substância composta, pois é formada pela união de elementos químicos diferentes, e por isso é um composto binário(bi,do latim dois).
Algumas substâncias compostas são formadas por íons de elementos químicos diferentes, como é o caso do cloreto de sódio, que tem íons de sódio e de cloro.
Portanto, uma substância pura pode ser simples, quando é formada por apenas um elemento químico, ou composta, quando em sua fórmula há mais de um elemento químico.
Referências
↑ IUPAC (1997). «Chemical Substance». In: A. D. McNaught; A. Wilkinson. Compendium of Chemical Terminology (em inglês) 2 ed. Oxford: Blackwell Scientific Publications. ISBN 0-9678550-9-8. Consultado em 5 de março de 2018.
↑ «O que é uma substância?». Consultado em 26 de abril de 2018.
↑ DE CASTRO LACERDA, Cristiana; CAMPOS, Angela Fernandes; MARCELINO-JR, Cristiano de Almeida Cardoso. (27 de março de 2012). «Abordagem dos Conceitos Mistura, Substância Simples, Substância Composta». Química Nova na Escola. Vol. 34, (N° 2,): p. 75-82|acessodata=requer|url=(ajuda) !CS1 manut: Texto extra (link)
