Substâncias químicas: classificação e propriedades

Em suma, uma substância química é uma partícula que possui propriedades bem definidas, assumindo assim determinadas características. Assim, essas substâncias são identificadas pelo conjunto de suas propriedades.

Contudo, dentre as propriedades das substâncias químicas podemos elencar: o ponto de fusão, o ponto de ebulição, a densidade, o fato de ser inflamável ou não, a cor, o odor etc.

Além disso, duas substâncias diferentes podem possuir uma ou duas propriedades iguais, em alguns casos, mas nunca todas elas juntas. Caso isso ocorra, então, ambas as substâncias serão a mesma.

Veja, por exemplo, uma amostra de água, independentemente de onde seja originada, sempre terá as mesmas propriedades, podendo vir da chuva, de um rio ou mesmo do mar.

Assim, qualquer líquido incolor com PF = 0ºC, PE = 100ºC e d = 1,0 g/cm será classificado como água.

Aliás, sempre que uma nova substância é encontrada, o primeiro passo é mapear suas propriedades e verificar se não coincidem com outra substância já catalogada. Assim sendo, se esse for o caso, não se tratará de uma nova substância, a não ser que possua propriedades distintas das já existentes.

Classificação das substâncias químicas

Em suma, quanto à classificação básica das substâncias químicas, elas podem ser divididas como:

1 – Substâncias simples

São aquelas formadas por um único elemento químico. Sendo assim, possui três subgrupos de classificação: monoatômicas, diatômicas e triatômicas.

#monoatômicas: são substâncias formadas por um único átomo, como é o caso do helio (He), do ferro (Fe) e do alumínio (Al);

#diatômicas: são substâncias formadas por dois átomos, como o oxigênio (O2) e o hidrogênio (H2);

#triatômicas: são aquelas substâncias formadas por três átomos, como por exemplo o Ozônio (O3).

Como exemplo de substância química simples, podemos elencar:

H2 (Gás Hidrogênio);
N2 (gás nitrogênio);
O2 (gás oxigênio);
O3 (gás ozônio).

2 – Substâncias compostas

Substâncias compostas são aquelas cujas moléculas são formadas por dois ou mais elementos químicos ou íons. Elas também podem ser chamadas de substâncias iônicas.

Outrossim, dentro do grupo das substâncias compostas podemos encontrar muitas variedades. Dentre elas podemos elencar, por exemplo:

H₂O (água);
HCl (ácido clorídrico);
CH₄ (metano);
NH₃ (amônia)
NaCl (cloreto de sódio)

Classificação pelo tipo de ligação

Quanto ao tipo de ligação, as substâncias são classificadas em três categorias: iônicas, moleculares ou metálicas, conforme podemos verificar na tabela a seguir:

Características das ligações de substâncias químicas

Substâncias iônicas

As substâncias iônicas são aquelas que têm, pelo menos, uma ligação iônica. Elas possuem elevados pontos de ebulição e fusão. Sendo assim, muitas delas, ao serem dissolvidas na água, têm os seus íons separados por ação da água num processo chamado dissociação iônica; em outras palavras, conduzem corrente elétrica em solução aquosa. Por exemplo:

NaCl (cloreto de sódio);
NaNO2 (nitrito de sódio).

A condução de eletricidade

Todas as substâncias iônicas são formadas por cátions e ânions. Sendo que o total de cargas positivas (cátions) é igual ao de negativas (ânions). Sendo assim, as substâncias são eletricamente neutras.

Por sua vez, as forças eletrostáticas (de atração e repulsão) existentes nas substâncias iônicas fazem com que os íons sejam arranjados de forma organizada: ao redor dos cátions estão ânions, e ao redor dos ânions estão cátions. Essa organização é denominada rede cristalina ou retículo cristalino.

Para que ocorra condução de eletricidade é necessário que haja movimento de elétrons. Quando uma substância iônica é adicionada à água, os íons são envolvidos pelas moléculas de água num processo chamado de hidratação, que diminui a atração entre as cargas. Assim, cátions e ânions separam-se uns dos outros, podendo movimentar-se livremente na solução iônica formada. É o movimento dos íons que permite a condução de corrente elétrica na solução.

Aliás, a condução de eletricidade pode ocorrer também quando da fusão das substâncias iônicas, onde no estado líquido os íons movimentam-se livremente.

Propriedades das substâncias iônicas:

átomos dispostos em uma estrutura chamada retículo cristalino;
sólidos em temperatura ambiente;
apresentam elevada dureza;
apresentam baixa tenacidade;
possuem elevados pontos de fusão e ebulição;
conduzem corrente elétrica quando em solução;
conduzem energia elétrica nos estados líquido e gasoso.

Substâncias moleculares

As substâncias que não conduzem corrente elétrica no estado sólido nem no líquido; também se destacam por apresentar pontos de fusão significativamente mais baixos que as substâncias dos outros dois grupos. Inclui etanol, cloro, água, naftaleno, iodo e glicose.

Veja os exemplos:

H2O (água);
NH3 (amoníaco).

Propriedades das substâncias moleculares

baixos ponto de fusão e ebulição quando comparados aos compostos iônicos;
apresentam baixa dureza;
em temperatura ambiente, os compostos covalentes podem ser encontrados nos estados físicos sólido, líquido e gasoso.

Substâncias metálicas

São as substâncias que conduzem corrente elétrica tanto no estado sólido quanto no líquido. Já quanto aos pontos de fusão, essas substâncias são razoavelmente comparáveis às do primeiro grupo. Inclui alumínio, prata, ouro, cobre, ferro e platina. Neste sentido podemos citar:

(Fe) ferro;
(Au) ouro;
(Ag) prata;
(Al) alumínio.

Propriedades das substâncias metálicas

se polidos, os metais refletem muito bem a luz. Essa propriedade é fácil de ver, por exemplo, em bandejas e espelhos de prata;
são propriedades que se devem aos elétrons livres. Seu movimento ordenado constitui a corrente elétrica, e sua agitação permite a rápida propagação do calor através dos metais;
devido à essa propriedade e também à boa condutividade térmica, alguns metais são usados em panelas e em radiadores de automóveis.
metais são muito maleáveis, ou seja, fáceis de transformar em lâminas. O metal mais maleável é o ouro, que permite obter as lâminas mais finas (com espessuras da ordem de até 0,00001 cm).
metais também são muito dúcteis, isto é, fáceis de transformar em fios. O ouro é também o mais dúctil dos metais, permitindo que se obtenham fios finíssimos (1 g fornece 2.000 m de fio).
O ferro, sob a forma de aço, é um exemplo de metal que apresenta grande resistência à tração. Isso significa que, quando se tenta esticar um cabo ou uma barra de ferro, eles suportam uma força muito grande, e só arrebentam se a força ultrapassar determinado valor.

Confira na tabela a seguir exemplos de cada um dos tipos de substâncias químicas de acordo com as ligações:

Tabela de exemplos de substâncias químicas

Dicas para o Enem para a prova de química

A prova do Enem, como você já deve saber, é dividida em temas e áreas do conhecimento. Sendo assim, no que tange às questões de química, juntamente com física e biologia, elas correspondem a 36,3% da prova de Ciências da Natureza.

Dentro destes temas, o que se sobressai é a área de química orgânica, além de questões relacionadas à atualidade como, por exemplo, as questões ecológicas, como sustentabilidade e a utilização do plástico.

Exercício resolvido

( ENEM 2004 – Questão 60 ) – Na fabricação de qualquer objeto metálico, seja um parafuso, uma panela, uma joia, um carro ou um foguete, a metalurgia está presente na extração de metais a partir dos minérios correspondentes, na sua transformação e sua moldagem. Muitos dos processos metalúrgicos atuais têm em sua base conhecimentos desenvolvidos há milhares de anos, como mostra o quadro:

MILÊNIO ANTES DE CRISTO	MÉTODOS DE EXTRAÇÃO E OPERAÇÃO
quinto milênio a.C	Conhecimento do ouro e do cobre nativos
quarto milênio a.C	Conhecimento da prata e das ligas de ouro e prata; obtenção do cobre e chumbo a partir de seus minérios; técnicas de fundição
terceiro milênio a.C	Obtenção do estanho a partir do minério; uso do bronze
segundo milênio a.C	Introdução do fole e aumento da temperatura de queima; início do uso do ferro
primeiro milênio a.C	Obtenção do mercúrio e dos amálgamas; cunhagem de moedas

(J. A. VANIN, Alquimistas e Químicos)

Contudo, podemos observar que a extração e o uso de diferentes metais ocorreram a partir de diferentes épocas. Uma das razões para que a extração e o uso do ferro tenham ocorrido após o cobre ou estanho é :

(A) a inexistência do uso de fogo que permitisse sua moldagem.

(B) a necessidade de temperaturas mais elevadas para sua extração e moldagem.

(D) a necessidade do uso do cobre na fabricação do ferro.

(E) seu emprego na cunhagem de moedas, em substituição ao ouro.

Resposta Correta: Letra “B”

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Imagens: tabela de ligações, tabela de exemplos, substâncias.