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Representação de sólidos, líquidos e gases com modelos particulados

Neste vídeo, aprenderemos a representar sólidos, líquidos e gases usando modelos particulados. As partículas em um sólido ou são altamente ordenadas (se o sólido for cristalino) ou não têm nenhum arranjo regular (se o sólido for amorfo). Em ambos os casos, o movimento das partículas é limitado. As partículas em um líquido estão próximas umas das outras e constantemente em movimento e colisão. Por fim, as partículas em um gás estão, geralmente, bem separadas e em movimento constante e aleatório. Versão original criada por Sal Khan.

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Transcrição de vídeo

RKA22JL - Olá, meu amigo ou minha amiga. Tudo bem com você? Seja muito bem-vindo ou bem-vinda a mais um vídeo da Khan Academy Brasil. E, neste vídeo, vamos conversar sobre a representação dos sólidos, líquidos e gases utilizando o modelo de partículas. Observe que, em cada um desses quadros, temos diferentes estados físicos utilizando o modelo conhecido como modelo de partículas para representar cada um desses estados. Esse modelo de partícula, e aqui estamos utilizando a sua forma bidimensional, é uma forma simples de imaginar o que está acontecendo dentro da matéria em uma escala molecular. Através desse modelo, você pode imaginar que cada um desses círculos vai representar um íon, ou uma molécula ou um átomo. Assim, cada um desse círculos vai nos dizer como um átomo, um íon ou uma molécula estão interagindo uns com os outros, e como isso determina qual estado da matéria estamos observando. Sabendo disso, pause esse vídeo, e pense em qual desses quadros representa a matéria em um estado sólido, qual representa a matéria no estado líquido, e qual representa a matéria em um estado gasoso. Eu vou ficar esperando você aqui, ok? E aí, já pensou? Observando aqui, existe um que provavelmente é um tanto óbvio, não é? Se você imaginar cada um desses círculos aqui sendo um íon, você pode imaginar que isso seja um dos sólidos iônicos que vimos, e que isso aqui corresponde a um tipo de estrutura de rede. Se você imaginar cada um desses círculos como sendo átomos que estão formando ligações covalentes com os círculos vizinhos, você pode imaginar isso aqui sendo uma rede covalente sólida. Se, por outro lado, você imaginar que cada um desses círculos são moléculas, e devido a forças intermoleculares eles se organizaram dessa forma regular com as outras de moléculas, você pode imaginar isso aqui como sendo um sólido molecular. Você também pode imaginar que cada um desses círculos são átomos de metal e que cada um deles está compartilhando elétrons para o mar de elétrons. Aí, nesse caso, estaríamos lidando com o sólido metálico. Percebeu uma coisa interessante? Não importa qual a visualização que a gente use, ou a que a gente tá imaginando que seja, está bem claro que isso aqui é um sólido. E uma das maiores vantagens em perceber isso é que isso não possui a forma do recipiente. Essas moléculas, que aqui você pode chamar de partículas, não são capazes de deslizar completamente umas pelas outras e assumir a forma do recipiente em que elas estão, algo que aconteceria com um líquido. Repare também que claramente elas não são capazes de superar as forças entre as partículas para sair e fazer as suas próprias coisas. Algo que veríamos normalmente em um gás e, com isso, ele ocuparia todo o recipiente. Portanto, não há dúvidas que isso daqui é um sólido. Agora, observe aqui no canto inferior esquerdo. Aqui, parece que as partículas estão tomando a forma do recipiente. Elas podem deslizar uma pela outra. Mas ainda existem forças intermoleculares que as impedem de se separarem. Portanto, isso aqui claramente é um líquido. E nesse quadrado inferior direito, você pode imaginar o que está acontecendo? Essas partículas, sejam moléculas ou íons, possuem uma grande parte das partículas sendo capazes de superar as forças intermoleculares entre elas. Repare que elas estão saltando de um lado para o outro e ocupando totalmente a forma do recipiente onde elas estão. Então, sem dúvida, isso aqui é um gás. Agora, que tal isso bem aqui? Parece uma espécie de sólido. Principalmente, por não estar tomando a forma do recipiente. Porém, também há algo irregular, algo que você esperaria encontrar em um líquido. Pelo menos, em um certo momento. Uma coisa que eu posso dizer é que isso daqui não está tomando a forma do recipiente. Porque, por mais que essas moléculas sejam irregulares, elas não estão deslizando umas sobre as outras, como você espera acontecer com um líquido. Devido a isso, pode ser classificado como um sólido, mas recebe o nome de sólido amorfo. Repare que isso não tem uma boa estrutura, como a gente costuma ver com os sólidos cristalinos. Existem diversos exemplos de sólidos amorfos. Na verdade, a maioria dos sólidos que você conhece em sua vida que são elásticos, que têm uma propriedade elástica para eles, são sólidos amorfos. Por exemplo, vamos supor que você tenha um pequeno pedaço de borracha natural. Se você puxasse, ele se esticaria, certo? Algo mais ou menos assim. Porém, quando você soltar, ele vai voltar a sua forma original, ou pelo menos perto de sua forma original. E o motivo disso acontecer é porque a borracha é feita de polímeros. E só para ter uma ideia do que é um polímero, essa é a estrutura molecular da borracha natural. Temos uma cadeia de carbonos que estão ligados a hidrogênios, e se você puder imaginar um pouco e, se a gente diminuir o zoom disso, a gente vai ter essas cadeias muito longas de carbonos e hidrogênios. Ou seja, com a borracha natural, temos essas coisas intrincadas umas com as outras e ela é classificada como um sólido amorfo. Isso não se parece exatamente com esse modelo de partículas que acabamos de ver. Então imagine que isso corresponde a várias cordas que estão entrelaçadas. Assim, se você puxar um dos lados dessa corda, a gente vai ter isso aqui se esticando, mas se você soltar, vão voltar para sua forma original, ou seja, para onde elas estavam antes, ou pelo menos para perto de onde elas estavam antes. Enfim, a borracha não é o único polímero. Por exemplo, os plásticos que você vê em praticamente tudo ao seu redor também são polímeros e alguns são quase sempre amorfos. Mas alguns também são cristalinos, inclusive, esses costumam ser chamados de semicristalinos. Isso significa que são sólidos amorfos com regiões cristalinas. Enfim, meu amigo ou minha amiga, eu espero que você tenha compreendido tudo direitinho o que vimos até aqui. E, mais uma vez, eu quero deixar para você um grande abraço. E até a próxima!