Em formação

Exemplos de metais alcalinos e halogênios covalentemente ligados em moléculas biológicas?

Exemplos de metais alcalinos e halogênios covalentemente ligados em moléculas biológicas?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Os íons divalentes e monovalentes são frequentemente ligados não covalentemente em moléculas biológicas, eles são os blocos de construção primários da maquinaria da biologia. O iodo, o halogênio no período 5, é covalentemente ligado ao tiroxido. Quais são outros exemplos de íons monovalentes covalentemente ligados, metais alcalinos e halogênios? Existem moléculas que ligam covalentemente a Flourina, o Cloro, o Sódio e o Potássio?


Informações de compostos e produtos químicos inorgânicos

No sentido mais amplo, os produtos químicos e compostos inorgânicos são definidos pelo que não são - eles não são orgânicos por natureza, de modo que qualquer coisa além de produtos biológicos, hidrocarbonetos e outros produtos químicos baseados em carbono semelhantes podem ser considerados inorgânicos. Do ponto de vista prático, os produtos químicos inorgânicos são substâncias de origem mineral que não contêm carbono em sua estrutura molecular e são tipicamente baseadas nos produtos químicos mais abundantes da terra: oxigênio, silício, alumínio, ferro, cálcio, sódio, potássio e magnésio.

Os 20 principais produtos químicos inorgânicos fabricados no Canadá, China, Europa, Índia, Japão e os EUA (dados de 2005) são:

Todos esses produtos químicos e compostos têm aplicação em todos os aspectos da indústria química - incluindo catalisadores, pigmentos, surfactantes, revestimentos, medicamentos, combustíveis e agricultura. Os produtos da indústria são usados ​​como produtos químicos básicos para processos industriais (por exemplo, ácidos, bases, sais, agentes oxidantes, gases, halogênios), aditivos químicos (pigmentos, metais alcalinos, cores) e produtos acabados (fertilizantes, vidro, materiais de construção) .


Tópicos ou opções

biologia. Essa nova estrutura dá destaque e foco aos aspectos de ensino e aprendizagem.

Os tópicos são numerados e as opções são indicadas por uma letra. Por exemplo, “Tópico 6: Cinética Química”, ou

“Opção D: Química Medicinal”.
Sub-tópicos

Os sub-tópicos são numerados da seguinte forma, “6.1 Teoria de colisão e taxas de reação”. Mais informações e

orientações sobre possíveis horários de ensino estão contidas nos materiais de apoio ao professor.

Cada subtópico começa com uma ideia essencial. A ideia essencial é uma interpretação duradoura que é

considerada parte da compreensão pública da ciência. Isso é seguido por uma seção sobre a "Natureza de

Ciência". Isso dá exemplos específicos no contexto que ilustram alguns aspectos da natureza da ciência. Estes são

vinculado diretamente a referências específicas na seção "Natureza da Ciência" do guia para apoiar professores em

sua compreensão do tema geral a ser abordado.

Sob o tema abrangente da Natureza da Ciência, há duas colunas. A primeira coluna lista

“Entendimentos”, que são as principais ideias gerais a serem ensinadas. Segue-se um “Aplicativos e

habilidades ”seção que descreve as aplicações e habilidades específicas a serem desenvolvidas a partir dos entendimentos. UMA

A seção "Orientação" fornece informações sobre os limites e restrições e a profundidade do tratamento necessária

para professores e examinadores. O conteúdo da seção “Natureza da Ciência” acima das duas colunas

e o conteúdo da primeira coluna são todos itens legítimos para avaliação. Além disso, algumas avaliações

da mentalidade internacional na ciência, a partir do conteúdo da segunda coluna, ocorrerá como no

A segunda coluna dá sugestões aos professores sobre referências relevantes à mentalidade internacional. Isto

também dá exemplos de questões de conhecimento TOK (ver Teoria do conhecimento guia publicado em 2013) que pode

ser usado para concentrar os pensamentos dos alunos na preparação da redação prescrita do TOK. A seção “Links” pode

vincular o subtópico a outras partes do plano de estudos da matéria, a outros guias de matérias do Programa de Diploma ou a

aplicativos do mundo real. Finalmente, a seção "Objetivos" refere-se a como objetivos específicos do grupo 4 estão sendo atendidos

Formato do guia
Tópico 1:

Ideia essencial: Isso lista a ideia essencial para cada subtópico.

Núcleo 95 horas
Tópico 1: Relações estequiométricas (13,5 horas)

1.1 Introdução à natureza particulada da matéria e mudança química

• Átomos de diferentes elementos combinam-se em proporções fixas para formar compostos, que têm propriedades diferentes de seus elementos componentes.

• As misturas contêm mais de um elemento e / ou composto que não são quimicamente ligados entre si e, portanto, mantêm suas propriedades individuais.

• As misturas são homogêneas ou heterogêneas.

Aplicações e habilidades:

• Dedução de equações químicas quando reagentes e produtos são especificados.

• Aplicação dos símbolos de estado (s), (l), (g) e (aq) nas equações.

• Explicação das mudanças observáveis ​​nas propriedades físicas e na temperatura durante as mudanças de estado.

• O equilíbrio das equações deve incluir uma variedade de tipos de reações.

• Os nomes das mudanças de estado - fusão, congelamento, vaporização (evaporação e ebulição), condensação, sublimação e deposição - devem ser incluídos.

• O termo “calor latente” não é necessário.

• Os nomes e símbolos dos elementos estão no folheto de dados na seção 5.

• Os símbolos e equações químicas são internacionais, permitindo uma comunicação eficaz entre cientistas sem a necessidade de tradução.

• IUPAC (União Internacional de Química Pura e Aplicada) é a autoridade mundial no desenvolvimento de nomenclatura padronizada para compostos orgânicos e inorgânicos.
Teoria do conhecimento:

• Equações químicas são a “linguagem” da química. Como o uso de linguagens universais ajuda e atrapalha a busca pelo conhecimento?

• A descoberta do oxigênio de Lavoisier, que derrubou a teoria da combustão do flogisto, é um exemplo de mudança de paradigma. Como o conhecimento científico progride?
Utilização:

• Refrigeração e como ela se relaciona com as mudanças de estado.

Programa de estudos e links interdisciplinares:

Tópico 5.1 - estado padrão da reação do ciclo de entalpia de um elemento ou composto

Tópico 8.2 - reações de neutralização

Tópico 10.2 - reações de combustão

Opção A.4 - cristais líquidos
Mira:

Objetivo 8: Os impactos ambientais negativos dos sistemas de refrigeração e ar condicionado são significativos. O uso de CFCs como refrigerantes tem contribuído muito para a destruição da camada de ozônio.

• A toupeira é um número fixo de partículas e se refere à quantidade, n, de substância.

• As massas dos átomos são comparadas em uma escala relativa a 12C e são expressas como massa atômica relativa (UMAr) e fórmula / massa molecular relativa (Mr).

• Massa molar (M) tem as unidades g mol-1.

• A fórmula empírica e a fórmula molecular de um composto fornecem a razão mais simples e o número real de átomos presentes em uma molécula, respectivamente.
Aplicações e habilidades:

• Cálculo das massas molares de átomos, íons, moléculas e unidades de fórmula.

• Solução de problemas envolvendo as relações entre o número de partículas, a quantidade de substância em moles e a massa em gramas.

• Interconversão da composição percentual por massa e a fórmula empírica.

• Determinação da fórmula molecular de um composto a partir de sua fórmula empírica e massa molar.

• Obter e usar dados experimentais para derivar fórmulas empíricas de reações envolvendo mudanças de massa.

• O valor da constante de Avogadro (eu ou NUMA) é fornecido no folheto de dados na seção 2 e será fornecido para as questões do papel 1.

• O sistema SI (Système International d'Unités) refere-se ao sistema métrico de medição, baseado em sete unidades básicas.

• O Bureau Internacional de Pesos e Medidas (BIPM de acordo com sua sigla em francês) é uma organização de padrões internacionais que visa garantir a uniformidade na aplicação das unidades SI em todo o mundo.
Teoria do conhecimento:

• A magnitude da constante de Avogadro está além da escala de nossa experiência cotidiana. Como nossa experiência cotidiana limita nossa intuição?

• Os cálculos estequiométricos são fundamentais para os processos químicos na pesquisa e na indústria, por exemplo, nas indústrias alimentícia, médica, farmacêutica e de manufatura.

• O volume molar para sólidos cristalinos é determinado pela técnica de cristalografia de raio-X.
Plano de estudos e links interdisciplinares:

Tópico 2.1 - a escala dos átomos e suas partículas componentes

Tópicos 4.1, 4.3 e 4.5 - estrutura de rede de compostos iônicos, estrutura molecular

de compostos covalentes e rede metálica

Tópicos 5.1 e 15.2 - mudanças padrão de entalpia e entropia definidas por mol

Tópico 19.1 - razões molares de produtos em eletrólise

Objetivo 6: Os experimentos podem incluir a massa percentual de hidratos, queima de magnésio ou cálculo do número de Avogadro.

1.3 Reagindo massas e volumes

Fazer observações cuidadosas e obter evidências para teorias científicas - a hipótese inicial de Avogadro. (1.8)

• Os reagentes podem ser limitantes ou em excesso.

• O rendimento experimental pode ser diferente do rendimento teórico.

• A lei de Avogadro permite que a razão molar dos gases reagentes seja determinada a partir dos volumes dos gases.

• O volume molar de um gás ideal é uma constante na temperatura e pressão especificadas.

• A concentração molar de uma solução é determinada pela quantidade de soluto e pelo volume da solução.

• Uma solução padrão é aquela de concentração conhecida.
Aplicações e habilidades:

• Resolução de problemas relativos a quantidades reagentes, reagentes limitantes e excedentes, rendimentos teóricos, experimentais e percentuais.

• Cálculo de volumes reagentes de gases usando a lei de Avogadro.

• Resolução de problemas e análise de gráficos envolvendo a relação entre temperatura, pressão e volume para uma massa fixa de um gás ideal.

• Solução de problemas relacionados à equação do gás ideal.

• Explicação do desvio dos gases reais do comportamento ideal em baixa temperatura e alta pressão.

• Obter e usar valores experimentais para calcular a massa molar de um gás a partir da equação do gás ideal.

• Solução de problemas envolvendo concentração molar, quantidade de soluto e volume de solução.

• Uso do método experimental de titulação para calcular a concentração de uma solução por referência a uma solução padrão.
Orientação:

• Os valores para o volume molar de um gás ideal são fornecidos na brochura de dados na seção 2.

• A equação do gás ideal, PV = nRT, e o valor da constante do gás (R) são fornecidos no folheto de dados nas seções 1 e 2.

• Unidades de concentração devem incluir: g dm-3, mol dm-3 e partes por milhão (ppm).

• O uso de colchetes para denotar a concentração molar é necessário.

• A unidade SI de pressão é Pascal (Pa), N m-2, mas muitas outras unidades permanecem em uso comum em diferentes países. Isso inclui atmosfera (atm), milímetros de mercúrio (mm Hg), Torr, bar e libras por polegada quadrada (psi).

A barra (105 Pa) é agora amplamente utilizada como uma unidade conveniente, pois está muito próxima de 1 atm. A unidade SI para volume é m 3, embora litro seja uma unidade comumente usada.
Teoria do conhecimento:

• A atribuição de números às massas dos elementos químicos permitiu que a química se desenvolvesse em uma ciência física. Por que a matemática é tão eficaz para descrever o mundo natural?

• A equação do gás ideal pode ser deduzida de um pequeno número de suposições de comportamento ideal. Qual é o papel da razão, percepção, intuição e imaginação no desenvolvimento de modelos científicos?
Utilização:

• Mudanças no volume do gás durante as reações químicas são responsáveis ​​pela inflação dos airbags nos veículos e são a base de muitas outras reações explosivas, como a decomposição do TNT (trinitrotolueno).

• O conceito de rendimento percentual é vital no monitoramento da eficiência dos processos industriais.
Plano de estudos e links interdisciplinares:

Tópico 4.4 - forças intermoleculares

Tópico 5.1 - cálculos de mudanças de entalpia molar

Tópico 17.1 - cálculos de equilíbrio

Tópico 18.2 - titulações ácido-base

Tópico 21.1 e A.8 - Cristalografia de raios-X

Tópico de física 3.2 - Lei dos gases ideais

Objetivo 6: O projeto experimental pode incluir reagentes em excesso e limitantes.

Os experimentos podem incluir a determinação gravimétrica por precipitação de um sal insolúvel.

Objetivo 7: Registradores de dados podem ser usados ​​para medir mudanças de temperatura, pressão e volume nas reações ou para determinar o valor da constante do gás, R.

Evidência e melhorias na instrumentação - partículas alfa foram usadas no desenvolvimento do modelo nuclear do átomo que foi proposto pela primeira vez por Rutherford.

Mudanças de paradigma - a teoria das partículas subatômicas da matéria representa uma mudança de paradigma na ciência que ocorreu no final do século XIX. (2,3)

• Os átomos contêm um núcleo denso carregado positivamente composto de prótons e nêutrons (núcleons).

• Os elétrons com carga negativa ocupam o espaço fora do núcleo.

• O espectrômetro de massa é usado para determinar a massa atômica relativa de um elemento a partir de sua composição isotópica.

Aplicações e habilidades:

• Uso da notação de símbolo nuclear AZX para deduzir o número de prótons, nêutrons e elétrons em átomos e íons.

• Cálculos envolvendo massas atômicas relativas não inteiras e abundância de isótopos de dados fornecidos, incluindo espectros de massa.

• As massas e cargas relativas das partículas subatômicas devem ser conhecidas; os valores reais são fornecidos na seção 4 do catálogo de dados. A massa do elétron pode ser considerada desprezível.

• Exemplos específicos de isótopos não precisam ser aprendidos.

• A operação do espectrômetro de massa não é necessária.

• O enriquecimento de isótopos usa propriedades físicas para separar os isótopos de urânio e é empregado em muitos países como parte de programas de energia nuclear e armamento.

• Richard Feynman: “Se todo o conhecimento científico fosse destruído e apenas uma frase fosse passada para a próxima geração, acredito que todas as coisas são feitas de átomos.” Os modelos e teorias que os cientistas criam descrições precisas do mundo natural ou são interpretações úteis principalmente para previsão, explicação e controle do mundo natural?

• Nenhuma partícula subatômica pode ser (ou será) diretamente observada. Que formas de conhecimento usamos para interpretar as evidências indiretas, obtidas com o uso da tecnologia?
Utilização:

• Os radioisótopos são usados ​​na medicina nuclear para diagnóstico, tratamento e pesquisa, como traçadores em pesquisas bioquímicas e farmacêuticas e como

“Relógios químicos” em datações geológicas e arqueológicas.

• Os scanners PET (tomografia por emissão de pósitrons) fornecem imagens tridimensionais da concentração do traçador no corpo e podem ser usados ​​para detectar cânceres.

Programa de estudos e links interdisciplinares:

Tópicos 11.3, 21.1 e opções D.8 e D.9 - NMR

Opções C.3 e C.7 - fissão nuclear

Opção D.8 - medicina nuclear

Objetivo 7: Simulações do experimento de folha de ouro de Rutherford podem ser realizadas.

Os desenvolvimentos na pesquisa científica seguem as melhorias nos aparelhos - o uso de eletricidade e magnetismo nos raios catódicos de Thomson. (1.8)

Teorias sendo superadas - a mecânica quântica está entre os modelos mais atuais do átomo. (1,9)

Use teorias para explicar fenômenos naturais - espectros de linha explicados pelo modelo de Bohr do átomo. (2.2)

• Os espectros de emissão são produzidos quando os fótons são emitidos dos átomos à medida que os elétrons excitados retornam a um nível de energia inferior.

• O espectro de emissão da linha de hidrogênio fornece evidências da existência de elétrons em níveis de energia discretos, que convergem em energias mais altas.

• O nível de energia principal ou camada recebe um número inteiro, n, e pode conter um número máximo de elétrons, 2n2.

• Um modelo mais detalhado do átomo descreve a divisão do nível de energia principal em subníveis s, p, d e f de energias sucessivamente mais altas.

• Os subníveis contêm um número fixo de orbitais, regiões do espaço onde há uma alta probabilidade de encontrar um elétron.

• Cada orbital tem um estado de energia definido para uma determinada configuração eletrônica e ambiente químico e pode conter dois elétrons de spin oposto.
Aplicações e habilidades:

• Descrição da relação entre cor, comprimento de onda, frequência e energia em todo o espectro eletromagnético.

• Distinção entre um espectro contínuo e um espectro de linha.
Descrição do espectro de emissão do átomo de hidrogênio, incluindo as relações entre as linhas e as transições de energia para o primeiro, segundo e terceiro níveis de energia.

• Reconhecimento da forma de um orbital atômico s e dos orbitais atômicos px, py e pz.

• Aplicação do princípio de Aufbau, regra de Hund e o princípio de exclusão de Pauli para escrever configurações de elétrons para átomos e íons até Z = 36.

• Detalhes do espectro eletromagnético são fornecidos no livreto de dados na seção 3.

• Os nomes das diferentes séries no espectro de emissão da linha de hidrogênio não são obrigatórios.

• Configurações completas de elétrons (por exemplo, 1s22s22p63s23p4) e configurações de elétrons condensados ​​(por exemplo, [Ne] 3s23p4) devem ser abordadas.

Os diagramas orbitais devem ser usados ​​para representar o caráter e a energia relativa dos orbitais. Os diagramas orbitais referem-se aos diagramas de seta na caixa, como o dado abaixo.

• As configurações eletrônicas de Cr e Cu como exceções devem ser abordadas.

• A Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear (CERN) é administrada por seus estados membros europeus (20 estados em 2013), com o envolvimento de cientistas de muitos outros países. Opera a maior partícula do mundo

centro de pesquisa em física, incluindo aceleradores e detectores de partículas usados ​​para estudar os constituintes fundamentais da matéria.
Teoria do conhecimento:

• O Princípio da Incerteza de Heisenberg afirma que há um limite teórico para a precisão com a qual podemos saber o momento e a posição de uma partícula. Quais são as implicações disso para os limites do conhecimento humano?

• “Um dos objetivos das ciências físicas tem sido dar uma imagem exata do mundo material. Uma conquista. foi provar que esse objetivo é inatingível. ” —Jacob Bronowski. Quais são as implicações dessa afirmação para as aspirações das ciências naturais em particular e para o conhecimento em geral?
Utilização:

• Os espectros de absorção e emissão são amplamente usados ​​na astronomia para analisar a luz das estrelas.

• A espectroscopia de absorção atômica é um meio muito sensível de determinar a presença e concentração de elementos metálicos.
Fogos de artifício - espectros de emissão.

Programa de estudos e links interdisciplinares:

Tópicos 3.1 e 3.2 - periodicidade

Tópico 4.1 - dedução de fórmulas de compostos iônicos

Tópico 6.1 — Distribuição de Maxwell-Boltzmann como uma função de densidade de probabilidade

Tópico de física 7.1 e opção D.2 - características estelares

Objetivo 6: Os espectros de emissão podem ser observados usando tubos de descarga de diferentes gases e um espectroscópio. Os testes de chama podem ser usados ​​para estudar espectros.

Obtenha evidências para teorias científicas fazendo e testando previsões baseadas nelas - os cientistas organizam os assuntos com base na estrutura e função - a tabela periódica é um exemplo-chave disso. Os primeiros modelos da tabela periódica de Mendeleev e, mais tarde, de Moseley, permitiam a previsão de propriedades de elementos que ainda não haviam sido descobertos. (1,9)

• A tabela periódica é organizada em quatro blocos associados aos quatro subníveis - s, p, d e f.

• A tabela periódica consiste em grupos (colunas verticais) e períodos (linhas horizontais).

• O número do período (n) é o nível de energia externo ocupado por elétrons.

• O número do nível de energia principal e o número de elétrons de valência em um átomo podem ser deduzidos de sua posição na tabela periódica.

• A tabela periódica mostra as posições de metais, não metais e metaloides.

Aplicações e habilidades:

• Dedução da configuração eletrônica de um átomo da posição do elemento na tabela periódica e vice-versa.

• Os termos metais alcalinos, halogênios, gases nobres, metais de transição, lantanóides e actinóides devem ser conhecidos.

• O desenvolvimento da tabela periódica levou muitos anos e envolveu cientistas de diferentes países, construindo sobre as bases do trabalho e das ideias uns dos outros.

• Qual foi o papel do raciocínio indutivo e dedutivo no desenvolvimento da tabela periódica? Qual o papel do raciocínio indutivo e dedutivo na ciência em geral?

• Outras disciplinas científicas também usam a tabela periódica para compreender a estrutura e reatividade dos elementos conforme se aplica às suas próprias disciplinas.

Programa de estudos e links interdisciplinares:

Tópico 2.2 - configuração de elétrons

Objetivo 3: Aplique a organização da tabela periódica para entender as tendências gerais nas propriedades.

Meta 4: Ser capaz de analisar dados para explicar a organização dos elementos.

Objetivo 6: Ser capaz de reconhecer amostras físicas ou imagens de elementos comuns.

Procurando padrões - a posição de um elemento na tabela periódica permite que os cientistas façam previsões precisas de suas propriedades físicas e químicas. Isso dá aos cientistas a capacidade de sintetizar novas substâncias com base na reatividade esperada dos elementos. (3.1)

• Tendências verticais e horizontais na tabela periódica existem para raio atômico, raio iônico, energia de ionização, afinidade eletrônica e eletronegatividade.

• As tendências no comportamento metálico e não metálico devem-se às tendências acima.

• Os óxidos mudam de básicos, passando por anfotéricos, para ácidos ao longo de um período.

Aplicações e habilidades:

• Previsão e explicação do comportamento metálico e não metálico de um elemento com base na sua posição na tabela periódica.

• Discussão das semelhanças e diferenças nas propriedades dos elementos do mesmo grupo, com referência aos metais alcalinos (grupo 1) e halogênios (grupo 17).

• Construção de equações para explicar as mudanças de pH para reações de Na2O, MgO, P4O10 e óxidos de nitrogênio e enxofre com água.

• São necessários apenas exemplos de tendências gerais entre períodos e grupos de baixa.

Para a energia de ionização, as descontinuidades no aumento ao longo de um período devem ser cobertas.

• As tendências do grupo devem incluir o tratamento das reações de metais alcalinos com água, metais alcalinos com halogênios e halogênios com íons haleto.

• A industrialização levou à produção de muitos produtos que causam problemas globais quando lançados no meio ambiente.

• O poder preditivo da Tabela Periódica de Mendeleev ilustra a natureza de "assumir riscos" da ciência. Qual é a demarcação entre afirmações científicas e pseudocientíficas?

• A Tabela Periódica é um excelente exemplo de classificação em ciências. Como a classificação e categorização auxiliam e dificultam a busca pelo conhecimento?
Utilização:

Programa de estudos e links interdisciplinares:

Tópico 2.2 - anomalias nos primeiros valores de energia de ionização podem ser conectadas à estabilidade na configuração de elétrons

Tópico 8.5 - produção de chuva ácida

Objectivos 1 e 8: Qual é o impacto global da deposição de ácido?

Objetivo 6: Experimente tendências químicas diretamente no laboratório ou através do

uso de demonstrações de professores.

Objetivo 6: O uso de íons de metal de transição como catalisadores pode ser investigado.

Objetivo 7: Tendências periódicas podem ser estudadas com o uso de bancos de dados de computador.

Use teorias para explicar fenômenos naturais - compostos iônicos fundidos conduzem eletricidade, mas compostos iônicos sólidos não. A solubilidade e os pontos de fusão do iônico

compostos podem ser usados ​​para explicar as observações. (2.2)

• Íons positivos (cátions) são formados por metais que perdem elétrons de valência.

• Íons negativos (ânions) são formados por não-metais que ganham elétrons.

• O número de elétrons perdidos ou ganhos é determinado pela configuração eletrônica do átomo.

• A ligação iônica é devida à atração eletrostática entre íons com carga oposta.

• Em condições normais, os compostos iônicos geralmente são sólidos com estruturas reticuladas.

Aplicações e habilidades:

• Dedução da fórmula e nome de um composto iônico de seus íons componentes, incluindo íons poliatômicos.

• Explicação das propriedades físicas dos compostos iônicos (volatilidade, condutividade elétrica e solubilidade) em termos de sua estrutura.
Orientação:

• Os alunos devem estar familiarizados com os nomes desses íons poliatômicos: NH4 +, OH-, NO3-, HCO3-, CO32-, SO42- e PO43-.

• As regras gerais em química (como a regra do octeto) geralmente têm exceções. Quantas exceções devem existir para que uma regra deixe de ser útil?

• Que evidências você tem da existência de íons? Qual é a diferença entre evidência direta e indireta?
Utilização:

• Líquidos iônicos são solventes e eletrólitos eficientes usados ​​em fontes de energia elétrica e processos industriais verdes.

Plano de estudos e links interdisciplinares:

Tópico 21.1 e Opção A.8 - uso de cristalografia de raios-X em determinações estruturais

Tópico de física 5.1 - eletrostática

Objetivo 3: Use convenções de nomenclatura para nomear compostos iônicos.

Objetivo 6: Os alunos podem investigar compostos com base em seu tipo de ligação e propriedades ou obter cloreto de sódio por evaporação solar.

Objetivo 7: Simulação por computador pode ser usada para observar estruturas de rede cristalina.

Procurando tendências e discrepâncias - os compostos que contêm não metais têm propriedades diferentes dos compostos que contêm não metais e metais. (2,5)

Use teorias para explicar fenômenos naturais - Lewis introduziu uma classe de compostos que compartilham elétrons. Pauling usou a ideia de eletronegatividade para explicar o compartilhamento desigual de elétrons. (2.2)

• Uma ligação covalente é formada pela atração eletrostática entre um par compartilhado de elétrons e os núcleos carregados positivamente.

• Ligações covalentes simples, duplas e triplas envolvem um, dois e três pares compartilhados de elétrons, respectivamente.

• O comprimento da ligação diminui e a força da ligação aumenta à medida que o número de elétrons compartilhados aumenta.

• A polaridade da ligação resulta da diferença nas eletronegatividades dos átomos ligados.
Aplicações e habilidades:

• Dedução da natureza polar de uma ligação covalente de valores de eletronegatividade.

• A polaridade da ligação pode ser mostrada com cargas parciais, dipolos ou vetores.

• Microondas - cozinhando com moléculas polares.

Programa de estudos e links interdisciplinares:

Tópico 10.1 - moléculas orgânicas

Objetivo 3: Use convenções de nomenclatura para nomear compostos ligados covalentemente.

Os cientistas usam modelos como representações do mundo real - o desenvolvimento do modelo de forma molecular (VSEPR) para explicar propriedades observáveis. (1,10)

• As estruturas de Lewis (ponto de elétron) mostram todos os elétrons de valência em uma espécie ligada covalentemente.

• A “regra do octeto” se refere à tendência dos átomos de ganhar uma camada de valência com um total de 8 elétrons.

• Alguns átomos, como Be e B, podem formar compostos estáveis ​​com octetos incompletos de elétrons.

• Estruturas de ressonância ocorrem quando há mais de uma posição possível para uma ligação dupla em uma molécula.

• As formas das espécies são determinadas pela repulsão de pares de elétrons de acordo com a teoria VSEPR.

• Carbono e silício formam estruturas covalentes / rede covalentes gigantes.

Aplicações e habilidades:

• Dedução da estrutura de Lewis (ponto de elétron) de moléculas e íons mostrando todos os elétrons de valência para até quatro pares de elétrons em cada átomo.

• O uso da teoria VSEPR para prever a geometria do domínio do elétron e a geometria molecular para espécies com dois, três e quatro domínios do elétron.

• Predição de ângulos de ligação a partir da geometria molecular e presença de pares de elétrons não ligados.

• Previsão da polaridade molecular a partir da polaridade da ligação e da geometria molecular.

• Dedução de estruturas de ressonância, os exemplos incluem, mas não estão limitados a C6H6, CO32- e O3.

• Explicação das propriedades dos compostos covalentes gigantes em termos de suas estruturas.
Orientação:

• O termo “domínio do elétron” deve ser usado no lugar de “centro de carga negativa”.

• Os pares de elétrons em uma estrutura de Lewis (ponto de elétron) podem ser mostrados como pontos, cruzes, travessões ou qualquer combinação.

• Alótropos de carbono (diamante, grafite, grafeno, C60 buckminsterfullerene) e SiO2 devem ser cobertos.

• A necessidade de estruturas de ressonância diminui o valor ou a validade da teoria de Lewis (ponto do elétron)? Que critérios usamos para avaliar a validade de uma teoria científica?

Plano de estudos e links interdisciplinares:

Tópico de biologia 2.3— estrutura 3D de moléculas e relação entre estrutura e função

Objetivo 7: Simulações de computador podem ser usadas para modelar estruturas VSEPR.

Obtenha evidências para teorias científicas fazendo e testando previsões baseadas nelas - as forças de Londres (dispersão) e ligações de hidrogênio podem ser usadas para explicar interações especiais. Por exemplo, os compostos covalentes moleculares podem existir nos estados líquido e sólido. Para explicar isso, deve haver forças de atração entre suas partículas que sejam significativamente maiores do que aquelas que poderiam ser atribuídas à gravidade. (2.2)

• As forças intermoleculares incluem forças de London (dispersão), forças dipolo-dipolo e ligações de hidrogênio.

• As forças relativas dessas interações são as forças de Londres (dispersão)
Entendimentos:

• Uma ligação metálica é a atração eletrostática entre uma rede de íons positivos e elétrons deslocalizados.

• A força de uma ligação metálica depende da carga dos íons e do raio do íon metálico.

• As ligas geralmente contêm mais de um metal e têm propriedades aprimoradas.

Aplicações e habilidades:

• Explicação da condutividade elétrica e maleabilidade em metais.

• Explicação das tendências nos pontos de fusão dos metais.

• Explicação das propriedades das ligas em termos de ligação não direcional.

• As tendências devem ser limitadas aos elementos do bloco s e p.

• A disponibilidade de recursos metálicos e os meios para extraí-los variam muito em diferentes países e é um fator na determinação da riqueza nacional. Conforme as tecnologias se desenvolvem, as demandas por diferentes metais mudam e estratégias cuidadosas são necessárias para gerenciar o fornecimento desses recursos finitos.

Utilização:
Programa de estudos e links interdisciplinares:

Opção A.6 - uso de metais em nanotecnologia

Tópico de biologia 2.2 - água
Mira:

Objetivo 1: Impacto global do valor de metais preciosos e seus processos de extração e locais.

Princípio fundamental - a conservação de energia é um princípio fundamental da ciência. (2,6)

Fazer observações cuidadosas - transferências de energia mensuráveis ​​entre sistemas e arredores. (3.1)

• A temperatura é uma medida da energia cinética média das partículas.

• A energia total é conservada em reações químicas.

• As reações químicas que envolvem a transferência de calor entre o sistema e o ambiente são descritas como endotérmicas ou exotérmicas.

• A mudança de entalpia (ΔH) para reações químicas é indicada em kJ mol-1.

• Os valores de ΔH são geralmente expressos em condições padrão, dados por ΔH °, incluindo estados padrão.
Aplicações e habilidades:

• Cálculo da mudança de calor quando a temperatura de uma substância pura é

• Um experimento de calorimetria para uma entalpia de reação deve ser coberto e os resultados avaliados.

• Mudanças de entalpia de combustão (ΔHc °) e formação (ΔHf °) devem ser cobertas.

• Considere reações em solução aquosa e reações de combustão.

O estado padrão refere-se ao estado estável mais puro normal de uma substância medida a 100 kPa. Temperature is not a part of the definition of standard state, but 298 K is commonly given as the temperature of interest.

• The specific heat capacity of water is provided in the data booklet in section 2.

• Students can assume the density and specific heat capacities of aqueous solutions are equal to those of water, but should be aware of this limitation.

• The SI unit of temperature is the Kelvin (K), but the Celsius scale (°C), which has the same incremental scaling, is commonly used in most countries. The exception is the USA which continues to use the Fahrenheit scale (°F) for all

non-scientific communication.
Theory of knowledge:

• What criteria do we use in judging discrepancies between experimental and theoretical values? Which ways of knowing do we use when assessing experimental limitations and theoretical assumptions?

• Determining energy content of important substances in food and fuels.

Syllabus and cross-curricular links:

Topic 1.1—conservation of mass, changes of state

Topic 1.2—the mole concept
Mira:

Aim 6: Experiments could include calculating enthalpy changes from given experimental data (energy content of food, enthalpy of melting of ice or the enthalpy change of simple reactions in aqueous solution).

Aim 7: Use of databases to analyse the energy content of food.

Aim 7: Use of data loggers to record temperature changes.

Hypotheses—based on the conservation of energy and atomic theory, scientists can test the hypothesis that if the same products are formed from the same initial reactants then the energy change should be the same regardless of the number of steps. (2.4)

• The enthalpy change for a reaction that is carried out in a series of steps is equal to the sum of the enthalpy changes for the individual steps.

Applications and skills:

• Application of Hess’s Law to calculate enthalpy changes.

• Calculation of ΔH reactions using ΔHf° data.

• Determination of the enthalpy change of a reaction that is the sum of multiple reactions with known enthalpy changes.

• Enthalpy of formation data can be found in the data booklet in section 12.

• An application of Hess's Law is

ΔH reaction = Σ(ΔHf°products) − Σ(ΔHf°reactants)

• Recycling of materials is often an effective means of reducing the environmental impact of production, but varies in its efficiency in energy terms in different countries.

• Hess’s Law is an example of the application of the Conservation of Energy.

What are the challenges and limitations of applying general principles to specific instances?
Utilization:

• Hess’s Law has significance in the study of nutrition, drugs, and Gibbs free energy where direct synthesis from constituent elements is not possible.

Syllabus and cross-curricular links:

Physics topic 2.3—conservation of mass-energy

Aim 4: Discuss the source of accepted values and use this idea to critique experiments.

Aim 6: Experiments could include Hess's Law labs.

Aim 7: Use of data loggers to record temperature changes.

Models and theories—measured energy changes can be explained based on the model of bonds broken and bonds formed. Since these explanations are based on a model, agreement with empirical data depends on the sophistication of the model and data obtained can be used to modify theories where appropriate. (2.2)

• Bond-forming releases energy and bond-breaking requires energy.

• Average bond enthalpy is the energy needed to break one mol of a bond in a gaseous molecule averaged over similar compounds.
Applications and skills:

• Calculation of the enthalpy changes from known bond enthalpy values and comparison of these to experimentally measured values.

• Sketching and evaluation of potential energy profiles in determining whether reactants or products are more stable and if the reaction is exothermic or endothermic.

• Discussion of the bond strength in ozone relative to oxygen in its importance to the atmosphere.

• Bond enthalpy values are given in the data booklet in section 11.

• Stratospheric ozone depletion is a particular concern in the polar regions of the planet, although the pollution that causes it comes from a variety of regions and sources. International action and cooperation have helped to ameliorate the ozone depletion problem.

• Energy sources, such as combustion of fossil fuels, require high ΔH values.

Syllabus and cross-curricular links:

Topic 4.3—covalent structures

Aim 6: Experiments could be enthalpy of combustion of propane or butane.

Aim 7: Data loggers can be used to record temperature changes.

Aim 8: Moral, ethical, social, economic and environmental consequences of ozone depletion and its causes.

6.1 Collision theory and rates of reaction

Essential idea: The greater the probability that molecules will collide with sufficient energy and proper orientation, the higher the rate of reaction.
Nature of science:

The principle of Occam’s razor is used as a guide to developing a theory—although we cannot directly see reactions taking place at the molecular level, we can theorize based on the current atomic models. Collision theory is a good example of this principle. (2.7)

• Species react as a result of collisions of sufficient energy and proper orientation.

• The rate of reaction is expressed as the change in concentration of a particular reactant/product per unit time.

• Concentration changes in a reaction can be followed indirectly by monitoring changes in mass, volume and colour.

• Activation energy (Euma) is the minimum energy that colliding molecules need in order to have successful collisions leading to a reaction.

• By decreasing Euma, a catalyst increases the rate of a chemical reaction, without itself being permanently chemically changed.

Applications and skills:

• Description of the kinetic theory in terms of the movement of particles whose average kinetic energy is proportional to temperature in Kelvin.

• Analysis of graphical and numerical data from rate experiments.

• Explanation of the effects of temperature, pressure/concentration and particle size on rate of reaction.

• Construction of Maxwell–Boltzmann energy distribution curves to account for the probability of successful collisions and factors affecting these, including the effect of a catalyst.

• Investigation of rates of reaction experimentally and evaluation of the results.

• Sketching and explanation of energy profiles with and without catalysts.
Guidance:

• Calculation of reaction rates from tangents of graphs of concentration, volume or mass vs time should be covered.

• Depletion of stratospheric ozone has been caused largely by the catalytic action of CFCs and is a particular concern in the polar regions. These chemicals are released from a variety of regions and sources, so international action and cooperation have been needed to ameliorate the ozone depletion problem.

• The Kelvin scale of temperature gives a natural measure of the kinetic energy of gas whereas the artificial Celsius scale is based on the properties of water.

Are physical properties such as temperature invented or discovered?
Utilization:
Syllabus and cross-curricular links:

Topic 5.3—what might be meant by thermodynamically stable vs kinetically stable?

Topic 13.1—fireworks and ions

Option A.3—everyday uses of catalysts

Biology topic 8.1—metabolism

Aims 1 e 8: What are some of the controversies over rate of climate change? Why do these exist?

Aim 6: Investigate the rate of a reaction with and without a catalyst.

Aim 6: Experiments could include investigating rates by changing concentration of a reactant or temperature.

Aim 7: Use simulations to show how molecular collisions are affected by change of macroscopic properties such as temperature, pressure and concentration.

Aim 8: The role that catalysts play in the field of green chemistry.


Exemplo 11

The ability of B-darunavir to inhibit the cytopathic toxicity of HIV was determined by standard methods (11). Briefly, both human lymphocyte cell line MT-4 and plasmid pNL4-3, which directs the production of infectious virions (12), were obtained from the NIH AIDS Reagent Program. Prior to viral studies, the toxicity of B-darunavir for MT-4 cells was evaluated, and B-darunavir was found not to cause a significant inhibition of the growth of MT-4 cells at concentrations up to 1 mM. Then, MT-4 cells were transfected with plasmid pNL4-3. Maximal virus production was detected on Day 6 post-transfection. Viral inhibition assays were conducted with 25,000 MT-4 cells in 200 μL of RPMI medium containing fetal bovine serum (10% v/v). Infections were conducted with virus at 100×TCID50 by resuspending pelleted cells in 500 μL of virus-containing medium and incubating for 4 h prior to plating with B-darunavir. After 7 days, the loss of HIV cytopathic toxicity was assessed by measuring cell viability using the MTS assay from Promega (Madison, Wis.). The results show that B-darunavir at a concentration of ≧100 nM inhibits the toxicity of HIV for human lymphocytes (FIG. 3).


Assista o vídeo: Trabalho Quimica: Metais Alcalinos e Calcogenios (Fevereiro 2023).