QUIMICA GERAL

1. Conceitos Básicos. Método científico, medidas, algarismos significativos, classificação da matéria, propriedades físicas e químicas da matéria, métodos de separação e de Identificação da matéria.

2. Estequiometria. Leis ponderais, teoria atômica, estrutura do átomo, massa relativa dos átomos, isótopos, espectrometria de massa, massa molar, mol, número de Avogadro, fórmula mínima, fórmula percentual dos compostos, fórmulas químicas, nomenclatura dos compostos, equações químicas, relações de massas nas reações, reagentes limitante, Rendimentos teórico e real, cálculo de pureza, análise de misturas.

3. Estrutura Eletrônica dos Átomos. Componentes do átomo, comportamento do átomo, natureza ondulatória da luz, energia quantizada e fótons, efeito fotoelétrico, espectros atômicos, teoria de Böhr para o átomo de hidrogênio e átomos hidrogenoides, ondas e partículas, mecânica quântica, números quânticos, orbitais atômicos, distribuição dos elétrons nos átomos, princípio de aufbau.

4. Tabela Periódica. Desenvolvimento da tabela periódica, classificação periódica dos elementos, variação periódica das propriedades físicas (carga nuclear efetiva, raio atômico, raio iônico), energia de ionização, afinidade eletrônica, variação das propriedades químicas dos elementos, metais, não metais e metaloides, tendência de grupo para alguns metais ativos e para alguns não metais, relações diagonais.

5. Termoquímica. A natureza da energia, 1ª Lei da termodinâmica, entalpia de reação, entalpia de formação, calorimetria, Lei de Hess, 2ª Lei da termodinâmica, entropia, energia livre de Gibbs, energia livre e temperatura.

6. Ligação Química. Símbolo de Lewis, regra do octeto, ligação iônica, energia reticular dos compostos iônicos, ligação covalente, polaridade e eletronegatividade, carga formal e estrutura de Lewis, estruturas de ressonância, exceção da regra do octeto, teoria da repulsão dos pares de elétrons não-ligantes, geometria eletrônica e molecular, polaridade da ligação e das moléculas, momento dipolar, caráter iônico e caráter covalente, forças das ligações covalentes, teoria da ligação de valência, hibridização dos orbitais atômicos, teoria do orbital molecular, ligação metálica.

7. Gases. Características dos gases, variáveis de estado, leis empíricas dos gases, equação do gás ideal, mistura de gases e pressões parciais, teoria cinética molecular, efusão e difusão molecular, gases reais: desvios do comportamento ideal, equação de van der Waals, equação de estado viral, energia potencial de Lennard-Jones, liquefação e variáveis críticas.

8. Soluções. Tipos de soluções, visão molecular do processo de solução, unidades de concentração, estequiometria de soluções, princípios de solubilidade, soluções saturadas e solubilidade, efeito da temperatura na solubilidade, efeito da pressão na solubilidade dos gases, pressão de vapor, propriedades coligativas de solução eletrolítica e não eletrolítica, coloide, água e meio ambiente.

9. Forças Intermoleculares. Teoria cinética molecular dos sólidos e líquidos, forças intermoleculares (força dipolo-dipolo, íon- dipolo, força de dispersão de London, ligação hidrogênio), equilíbrios físicos, diagrama de fases, equação de Clausius- Clapeyron, misturas binárias, pressão de vapor de uma mistura binária líquida, destilação e azeótropos, propriedades dos líquidos (tensão superficial, viscosidade, estrutura e propriedades da água).

10. Sólidos. Estrutura do cristal, difração de raio X, lei Bragg, sólidos amorfos e cristalinos, redes de Bravais, ocupância, fator de empacotamento e densidade, sólidos moleculares e reticulares, sólidos metálicos, teoria do mar de elétrons, teoria de bandas, semicondutores e dopagem, sólidos iônicos, número de coordenação, ciclo de Born-Haber.

11. Cinética Química. Velocidade de uma reação, lei da velocidade, fatores que afetam a velocidade de reações, relação entre a concentração dos reagentes e o tempo, ordens de velocidade, leis de velocidade integradas, tempo de meia vida, energia de ativação, dependência da constante da velocidade com a temperatura, mecanismos de reações, catalise.

12. Equilíbrio Químico. Conceito de equilíbrio, constante de equilíbrio, escrevendo expressões de constante de equilíbrio em função das concentrações e da pressão, relação entre cinética química e equilíbrio químico, significado da constante de equilíbrio, fatores que afetam o equilíbrio químico (Princípio de Le Chetelier – mudança da temperatura, concentração, volume e pressão), efeito do catalisador, lei de Hess aplicada ao equilíbrio, energia livre de Gibbs.

13. Equilíbrio iônico. Dissociação da água, teorias gerais sobre ácidos e bases, natureza dos ácidos e das bases, medida de acidez – pH, força ácida e básica, ácido fraco e constante de ionização ácida, base fraca e constante de ionização básica, relação entre ácido e base conjugada e constante de hidrólise, propriedades das soluções salinas, titulação ácido-base, ácidos polipróticos, solução tampão, efeito do íon comum, equilíbrio de solubilidade, fatores que afetam a solubilidade, separação dos íons por precipitação fracionada, análise qualitativa para elementos metálicos, pH e solubilidade, suspensões coloidais.

14. Reações redox e Eletroquímica. Número de oxidação, balanceamento de equações de oxirredução, método do íon-elétron, reações redox, células galvânicas, condições padrão, potencial padrão de redução, termodinâmica das reações redox, o efeito da concentração na f.e.m. da célula, aplicações da equação de Nernst, baterias, corrosão, eletrólise.

15. Solubilização de sólidos, equilíbrio de solubilidade, precipitados e suspensões colidais.

16. Funções orgânicas: Estrutura, nomenclatura, propriedades físicas e químicas de hidrocarbonetos alifáticos, compostos aromáticos, haloalcanos, álcool, éter, compostos carbonílicos, aminas, isomeria: isómeros geométricos, isômeros ópticos.

17. Reações orgânicas. Reações de álcool: reações de substituição, reações de eliminação, reações de eliminação. Reações de alcenos: reações de adição, reações de oxidação. Reações de compostos carbonílicos: reações de adição, reações de oxirredução.

18. Biomoléculas. Lipídios: função, oxidação de ácidos graxos. Carboidratos: monossacarídeos, polissacarídeos, metabolismo do carboidrato. Proteínas: aminoácidos, estrutura proteica. Ácidos nucleicos: estrutura do DNA, estrutura do RNA.

FÍSICO-QUÍMICA

1. Gases. Leis empíricas dos gases, hipótese de Avogadro, lei dos gases ideais, misturas gasosas, distribuição barométrica, gases reais, equações de van der Waals, equação do virial, fator de compressibilidade, temperatura de Boyle, condensação e variáveis críticas, variáveis reduzidas e princípio dos estados correspondentes.

2. 1ª Lei Termodinâmica e Termoquímica. Calor e trabalho, trabalhos de compressão e expansão, transformações reversíveis e irreversíveis, energia e o primeiro princípio da termodinâmica, energia interna, experimento de Joule, entalpia, capacidades caloríficas (Cv e Cp), transformações adiabáticas, experimento de Joule-Thomson, calorimetria, calores de formação e formação, lei de Hess, calor de solução e diluição, dependência de calor de reação com temperatura, entalpias de ligação.

3. 2ª e 3ª Leis de Termodinâmica. Enunciado da 2ª lei da termodinâmica, características do ciclo reversível, rendimento de máquinas térmicas, entropia, desigualdade de Clausius, propriedades da entropia, variações de entropia no gás ideal, 3ª lei da termodinâmica, equação de Boltzmann, variações de entropia nas reações químicas.

4. Energia Livre de Gibbs e Potencial Químico. Condições gerais de equilíbrio e espontaneidade, energia livre de Gibbs (G) e energia livre de Helmholtz (A), equações termodinâmicas de estado, relações de Maxwell, propriedades de A e G, potencial químico, fugacidade.

5. Equilíbrio Químico. Potencial químico de um gás puro, Energia livre de Gibbs de mistura de gases ideais e reais, avanço de reação, constantes de equilíbrio em função de fração molar e da concentração, energia livre de Gibbs padrão de formação, dependência de equilíbrio com a temperatura, princípio de Le Chatelier, reações químicas e entropia, equação de Gibbs-Duhem.

6. Equilíbrio Físico. Condições de equilíbrio, estabilidade de fases, variação de potencial químico em função de pressão e temperatura, Equação de Clayperon, equilíbrio gás-fase condensada, equação de Clausius-Clayperon, regra das fases de Gibbs, diagrama de fases, equilíbrio entre fases condensadas.

7. Propriedades coligativas, tonoscopia, crioscopia, solubilidade molar ideal, ebulioscopia, pressão osmótica.

8. Soluções Ideais e Não-Ideais. Características das soluções, potencial químico em solução ideal, soluções binárias e lei de Raoult, ponto de borbulhamento, ponto de orvalho, regra da alavanca, soluções binárias não-ideais, desvios do comportamento ideal, conceito de atividade e coeficiente de atividade, diagramas p-x e t-x, azeótropos, soluções gás-líquido e lei de Henry, soluções sólido-sólido, ponto eutético, sistemas de três componentes e diagrama ternário, distribuição do soluto entre dois solventes, equilíbrio químico na solução ideal, propriedades coligativas em soluções não ideais.

9. Eletroquímica. Cargas, energia e trabalho elétrico, potenciais padrão, potenciais fora das condições padrão, equação de Nernst e constante de equilíbrio, dependência de potencial com a temperatura, atividades em soluções eletrolíticos, teoria de Debye- Hückel, corrosão e galvanização, transporte iônico e condutância.

10. Cinética Química. Velocidade de reação, leis de velocidade integradas, reações envolvendo equilíbrio, relação entre temperatura e velocidade de reação, teoria das colisões de Arrhenius, reações paralelas e consecutivas, mecanismos e processos elementares, aproximação do estado estacionário, reações em cadeia, teoria do estado de transição, equação de Eyring.

11. Química Quântica. Contribuições de Thomson e Rutherford, espectro do corpo negro, leis de Wien, de Stefan-Boltzmann e Rayleigh-Jeans, equação de Planck, efeito fotoelétrico, átomo de Bohr, transição eletrônica do hidrogênio, átomos hidrogenoides e multieletrônicos, dualidade da onda-partícula, princípio da incerteza, equação de Schrödinger unidimensional, operadores, autofunções e autovalores, normalização da função de onda, partícula na caixa unidimensional, tridimensional e espectroscopia em sistemas conjugados, tridimensional, oscilador harmônico, rotor rígido e espectro rotacional, átomo de hidrogênio.

QUÍMICA ANALÍTICA

1. Reações e Equações Químicas.

2. Unidades de concentração de Substâncias em Solução.

3. Itens básicos de um laboratório: balança analítica, vidrarias (buretas, pipetas, provetas, balões, tubos de ensaio etc.), estufas, muflas, sistemas de aquecimento, capelas, papéis de filtro.

4. Operações básicas do laboratório: separação sólido-líquido (filtração, centrifugação), secagem, calcinação, digestão, precipitação, lavagem de sólidos, calibração de vidraria volumétrica.

5. Técnicas de amostragem.

6. Erros e Tratamento de Dados Analíticos.

7. Hidrólise, Solução Tampão, Equilíbrio de oxidação-redução, Equilíbrio de complexação, Produto de Solubilidade e Suspensões coloidais.

8. Análise qualitativa de cátions e ânions.

9. Análise Gravimétrica.

10. Análise Volumétrica: Volumetria de Neutralização, Volumetria de Precipitação (argentimetria e outros), Volumetria de Oxirredução (dicromatometria, permanganometria, cerimetria, iodometria, iodimetria) e Volumetria de Complexação.

11. Potenciometria: Equação de Nernst, Eletrodos Ativos, Inertes, de Referência e de Membrana. Determinação Potenciométrica de pH. Titulação Potenciométricas: Neutralização, Precipitação, Redox e Complexação. Aplicações.

12. Amperometria, voltametria, coulometria, eletrólise, eletrogravimetria, eletroforese

13. Fundamentos e Aplicação da Espectroscopia de Absorção Molecular UV-VIS: Leis Fundamentais, Absortimetria Relativa, Absortimetria Absoluta. Desvios da Lei de Beer.

14. Espectroscopia de Emissão Atômica: Fotometria de Chama, Absorção Atômica, Plasma com Acoplamento Indutivo (óptico e massas)

15. Fluorescência atômica

16. Cromatografia a gás, líquida de alta eficiência, em papel, em coluna.

17. Separações por extração líquido-líquido e troca iônica

18. Química Ambiental

QUÍMICA INORGÂNICA

1. Estrutura atômica. Origem dos elementos, nucleossíntese de elementos leves, nucleossíntese de elementos pesados, a estrutura de átomos hidrogenoides, informações espectroscópicas, alguns princípios de mecânica quântica, orbitais atômicos, átomos com muitos elétrons penetração e blindagem, classificação dos elementos e parâmetros atômicos.

2. Estrutura molecular e ligação. Regra do octeto, ressonância, modelo da repulsão eletrônica dos elétrons da camada de valência, teoria da ligação pela camada de valência, molécula de hidrogênio, moléculas diatômicas homomoleculares, moléculas diatômicas heteromoleculares, moléculas poliatômicas, teoria do orbital molecular para moléculas diatômicas homomoleculares, heteromoleculares e polimoleculares, propriedades da ligação, forma das moléculas em termos de orbitais moleculares, comprimento da ligação, força da ligação.

3. Estrutura de sólidos simples. A descrição da estrutura dos sólidos, célula unitária, estrutura de metais e ligas, sólidos iônicos, energias relacionadas a ligação iônica, defeitos e sólidos não estequiométricos, estrutura eletrônica dos sólidos.

4. Simetria Molecular, operações de simetria, elementos de simetria, tabela de caracteres, aplicações de simetria em vibrações moleculares, apresentados nos espectros de infravermelho, atribuição de bandas baseado na simetria molecular em espectros de absorção de radiação eletromagnética na região do visível e do ultravioleta, construção de orbitais moleculares baseado na simetria da molécula.

5. Química de coordenação. Complexos metálicos do bloco d da tabela periódica dos elementos, estrutura eletrônica e propriedades, teoria de ligação pela camada de valência, teoria do campo cristalino, teoria do campo ligante, efeito Jahn-Teller, espectro eletrônico, teoria do orbital molecular.

6. Química dos organometálicos

7. Química do hidrogênio.

8. Química dos Metais alcalinos e alcalinos terrosos.

9. Química do Boro, alumínio e elementos do grupo 13.

10. Química do Carbono, silício e elementos do grupo 14.

11. Química do Nitrogênio, fósforo e elementos do grupo 15.

12. Química do Oxigênio, enxofre e elementos do grupo 16.

13. Química dos Halogênios (Grupo 17)

14. Gases Nobres (Grupo 18)

15. Química dos Metais de Transição.

QUÍMICA ORGÂNICA

1. Teoria Estrutural. Hibridização, Geometria molecular, Ligações apolares e polares, Efeitos eletrônico, indutivo e mesomérico, Forças intermoleculares (forças de London, ligação de hidrogênio, dipolo-dipolo, íon-dipolo), propriedades físicas de compostos orgânicos, Ressonância e aromaticidade.

2. Funções Orgânicas. Estrutura, nomenclatura e propriedades físicas de Hidrocarbonetos alifáticos e aromáticos, Haletos orgânicos, Álcoois, fenóis, éteres e correlatos de enxofre, Aminas alifáticas e aromáticas, Aldeídos e cetonas, Ácidos carboxílicos, amidas, haletos de acila, anidridos, ésteres e nitrilas.

3. Estereoquímica. Projeções de Fisher e Newman; Conformação e análise conformacional; estereoisômeros (enantiômeros, diastereoisômeros) e suas propriedades; compostos quirais e aquirais; racematos; excesso enantioméricos; polarimetria; Descritores estereoquímicos: R/S; D/L; cis/trans; E/Z; sin/anti.

4. Ácidos e Bases. Definições de Bronsted-Lowry e Lewis; Fatores que afetam a acidez e a basicidade

5. Biomoléculas. Carboidratos, aminoácidos e lipídeos: estrutura, nomenclatura e classificação.

6. Mecanismo, reatividade e estereoquímica das reações dos hidrocarbonetos insaturados: hidrogenação catalítica, adição de ácidos, halogênios, oxidação, epoxidação, ozonólise, reação de Diels-Alder.

7. 7.Reações dos alcanos e ciclo alcanos: oxidação e halogenação.

8. 8.Reações dos compostos aromáticos: reações de substituição eletrofílica. Efeitos de ativação dos substituintes, efeito de orientação dos substituintes. Reações de substituição nucleofílica em compostos aromáticos.

9. Reações dos haletos de alquila: Reações de substituição nucleofílica: mecanismos SN1 e SN2. Reações de eliminação E1 e E2. Competição de reações SN1/ SN2, E1/E2, SN1/E1 e SN2/E2. Fatores que afetam as velocidades das reações SN1 e SN2.