Continuação do estudo dos estados da matéria

RKA3JV No último vídeo, abordamos os três estados da matéria com os quais estamos mais habituados em nossa experiência cotidiana, o sólido, o líquido e o gás. Eu dei a entender que existe um quarto estado, do qual eu não vou falar, porque geralmente não é abordado por um curso de Química introdutório. Mas, certo debate surgiu no fórum de discussão deste vídeo, então, pensei que deveria pelo menos fazer referência ao quarto estágio, que é o plasma. Eu vou usar uma cor brilhante. Plasma é considerado o quarto estado, porque tem algumas propriedades dos gases. De certa forma, é quase um subgrupo de gases, mas tem também propriedades de condutividade que normalmente não seriam associadas a um gás. E só para que você saiba, ao ouvir a palavra pela primeira vez, você pode pensar que plasma é uma coisa bastante exótica. No primeiro vídeo eu disse que é apenas algo que ocorre em altas temperaturas, o que não é exatamente 100% correto, não precisa acontecer em altas temperaturas. Eu deveria ter dito que isso ocorre sob circunstâncias especiais caracterizadas por um campo eletromagnético muito forte ou algo precisa acontecer que leve, basicamente, à colisão dos elétrons, ou ao deslocamento dos elétrons dos gases que teriam, caso contrário, mantido seus elétrons. Algo parecido acontece com os metais. Ao falar sobre ligações metálicas, falamos sobre este conceito de mar de elétrons. Vamos supor que estejamos falando de ferro. O que acontece com a maioria dos metais é que eles têm tantos elétrons e estão tão dispostos a perdê-los, que os elétrons flutuam para fora dos átomos, criando esse grande mar de elétrons. Os átomos tornam-se íon carregados positivamente, porque eles doam alguns elétrons para o mar. Eles são atraídos pelo mar e isso que os torna maleáveis. E o mais importante, é isso que lhes permite conduzir eletricidade. Mas, todos eles estão compactados em uma estrutura muito densa. No caso do plasma, se pegar um gás e, lembre-se, nos gases as coisas estão muito distantes. Portanto, você pega muitos gases que têm alta energia cinética, mas eles precisam estar, e isso poderia acontecer sob pressão muito baixa. Mas, eles estão se movendo e colidindo uns com os outros, mas eles não estão próximos uns dos outros. Eles não formam uma estrutura fixa, não existe fricção entre eles, como no caso do líquido. O que acontece em um plasma, ou uma situação é quando você aplica um campo eletromagnético tão forte que os elétrons querem dissociar. Digamos que estes elétrons comecem a se separar do plasma. Um sólido tem sua própria forma, um plasma tomará a forma de seu recipiente, como um gás, e às vezes é descrito como um gás ionizado. E é descrito como um gás ionizado, porque os elétrons estão separados. E quando os elétrons estão separados, os átomos neutros tem agora cargas positivas. E, basicamente, isso permite uma condução de eletricidade, porque agora estes elétrons estão livres para se mover. Pode-se dizer que soa como um estado bizarro da matéria. Onde ele existe? Provavelmente, o mais próximo de casa, ele existe em um raio. E isso é digno de um vídeo inteiro! Mas, a ideia é que você começa a ter uma enorme diferença de potencial entre as nuvens e o solo. E por causa dessa diferença de tensão enorme entre os dois, há elétrons querendo entrar no solo. Há um acúmulo de elétrons aqui em cima querendo entrar no solo. Eles não podem fazê-lo, porque o ar é normalmente um mau condutor, o ar é um isolante. O que acontece é devido ao alto eletro potencial. Os elétrons que estão perto nas moléculas aqui em cima, pelo menos ao meu ver, seus elétrons querem escapar dessas nuvens. Seus elétrons começam a querer afastar-se nas moléculas de ar. O ar é uma mistura de oxigênio, nitrogênio e dióxido de carbono, eles começam a querer afastar-se das nuvens, eles começam a dissociar e a formar este ar ionizado. E, eventualmente, em algum momento, isso acontece de tal forma que pode realmente haver condução da nuvem para o solo. Essa condução acontece quando o ar estiver em um estado de plasma. A condução permite temperaturas extremamente elevadas e faz com que os elétrons fluam até o solo. Outro exemplo comum e você pode ver algo parecido, não exatamente parecido, mas pelo menos um estado de plasma, existe nas estrelas. Isso é devido aos campos eletromagnéticos extremamente fortes, à pressão extremamente alta, e, neste tipo de ambiente, mais uma vez eu estou simplificando demasiadamente, você pode obter um estado no qual os elétrons podem dissociar-se das coisas, que do contrário não gostariam de perder seus elétrons. Eu achei que deveria abordar este assunto por ser muito interessante e existe no universo. É em um nível universal, porque todas as estrelas são feitas de plasma. Na verdade, é o estado mais comum da matéria no universo. Porém, no nosso cotidiano encontramos provavelmente muito mais sólidos, líquidos e gases. Bom, e tem outra coisa que eu quero esclarecer. No último vídeo eu falei sobre a ligação entre as moléculas de água, e digamos que estejamos falando do estado sólido. Portanto, eu tenho 1 oxigênio, 1 hidrogênio e 1 hidrogênio. E tem alguns elétrons aqui, alguns elétrons aqui, vamos supor que haja um outro hidrogênio aqui. Um oxigênio e um hidrogênio, talvez haja um oxigênio aqui. Este tem hidrogênio e este tem 1 hidrogênio e tem 2 elétrons, 2 pares de elétrons. Eu falei sobre o conceito e nós abordamos este assunto muitas vezes antes. Este oxigênio é tão eletronegativo que atrai os elétrons, e assim, a extremidade do oxigênio passa a ter uma carga parcial negativa, enquanto a extremidade do hidrogênio passa a ter uma extremidade parcial positiva, porque o hidrogênio, basicamente, todos os seus elétrons ficam perto do oxigênio. O hidrogênio acaba tornando-se como este próton que está flutuando por aí, porque dissemos que não tem nêutrons na maioria dos casos. Portanto, este tem uma carga ligeiramente positiva, este tem uma carga positiva. A extremidade polar positiva da molécula de água é atraída pela extremidade polar negativa. Eu usei a expressão "ligações polares", o que lhe mostra que a minha memória de Química do ensino médio não é perfeita. De fato, eu deveria ter dito ligações de hidrogênio. Portanto, esta é uma ligação de hidrogênio e esta é também uma ligação de hidrogênio. Trata-se apenas de duas expressões diferentes que eu usei. Eu só quero deixar isso claro, porque é isso que é normalmente utilizado durante a sua aula de Química e eu não quero confundi-lo. E esta é apenas a ligação em que existe a partir de um átomo de hidrogênio parcialmente positivo, porque seus elétrons ficam perto do oxigênio. Um átomo de oxigênio parcialmente negativo na molécula de água, porque roubou todos estes elétrons do hidrogênio. Pode ser desenhada assim, e é chamada também de pontes de hidrogênio. As pontes de hidrogênio tendem a se formar entre o hidrogênio ou um pequeno grupo de átomo super eletronegativo, ou seja, o nitrogênio, o flúor e o oxigênio. Na verdade, estes são os três átomos mais eletronegativos. O nitrogênio, NH₃, quando ligado ao hidrogênio, é basicamente tão eletronegativo, que você tem a mesma situação. Todos os elétrons ficam aqui, então, você tem uma carga parcial negativa e parcial positiva nas extremidades do hidrogênio. A mesma coisa com ácido fluorídrico, Tem o mesmo "HF", tem o mesmo tipo de ligações de hidrogênio. Neste caso, os hidrogênios seriam atraídos pela parte do nitrogênio de outras moléculas, formando pontes de hidrogênio. Eu só quero esclarecer isso. E com isso, eu acho que podemos voltar a algumas das ideias do último vídeo e resolver alguns problemas. Vamos pegar o caso da água. Primeiramente, eu vou apresentar o problema. Vamos supor que tenhamos um...