Primeiro, em relação àquilo a que chamamos água, quando congela, parece-nos estar a olhar para algo que se tornou pedra ou terra, mas quando derrete e se dispersa, esta torna-se bafo e ar; o ar, quando é queimado, torna-se fogo; e, inversamente, o fogo, quando se contrai e se extingue, regressa à forma do ar; o ar, novamente concentrado e contraído, torna-se nuvem e nevoeiro, mas, a partir destes estados, se for ainda mais comprimido, torna-se água corrente, e de água torna-se novamente terra e pedras; e deste modo, como nos parece, dão geração uns aos outros de forma cíclica.
PLATÃO. Timeu-Crítias. Coimbra: CECH, 2011.
Do ponto de vista da ciência moderna, os “quatro elementos” descritos por Platão correspondem, na verdade, às fases sólida, líquida, gasosa e plasma da matéria. As transições entre elas são hoje entendidas como consequências macroscópicas de transformações sofridas pela matéria em escala microscópica.
Excetuando-se a fase de plasma, essas transformações sofridas pela matéria, em nível microscópico, estão associadas a uma
A) troca de átomos entre as diferentes moléculas do material.
B) transmutação nuclear dos elementos químicos do material.
C) redistribuição de prótons entre os diferentes átomos do material.
D) mudança na estrutura espacial formada pelos diferentes constituintes do material.
E) alteração nas proporções dos diferentes isótopos de cada elemento presente no material.
Resolução em Texto
📚 Matérias Necessárias para a Solução
- Físico-Química – Mudanças de Estado Físico da Matéria
🔢 Nível da Questão
🔹 Fácil – Exige conhecimento básico sobre mudanças de estado físico e organização estrutural da matéria.
✅ Gabarito
Alternativa D) mudança na estrutura espacial formada pelos diferentes constituintes do material.
📝 Resolução Passo a Passo
🔍 Passo 1: Análise do Comando e Definição do Objetivo
📌 Compreensão do comando da questão
O enunciado descreve as mudanças de estado físico da matéria, comparando-as com os “quatro elementos” de Platão. No entanto, do ponto de vista da ciência moderna, essas transformações correspondem às mudanças entre os estados sólido, líquido e gasoso (excluindo o plasma).
📌 Objetivo da questão
Determinar qual transformação microscópica ocorre quando a matéria muda de estado físico.
📌 Palavras-chave importantes no enunciado:
- “Transformações sofridas pela matéria em nível microscópico” → O que acontece com as partículas ao mudar de fase.
- “Excetuando-se a fase de plasma” → Consideramos apenas sólido, líquido e gasoso.
- “Mudança estrutural da matéria” → Precisamos entender se há troca de átomos, modificação na composição química ou apenas reorganização das partículas.
📖 Passo 2: Explicação de Conceitos e Conteúdos Necessários
📌 O que acontece em uma mudança de estado físico?
Mudanças de fase (como fusão, vaporização e condensação) não alteram a identidade química da substância. Isso significa que não há transformação química nem mudança na estrutura atômica da matéria.
📌 O que muda na escala microscópica?
A principal alteração ocorre na disposição das partículas, ou seja, na estrutura espacial dos átomos e moléculas. No estado sólido, as partículas estão organizadas de maneira fixa e bem próximas. Quando a substância passa para o estado líquido ou gasoso, essas partículas se reorganizam e ganham maior liberdade de movimento.
📌 Resumo das mudanças de fase e seus efeitos microscópicos:
🔹 Sólido → Líquido: As partículas ganham energia e se afastam, mas mantêm sua identidade química.
🔹 Líquido → Gasoso: As partículas se afastam ainda mais, aumentando a desordem.
🔹 Gasoso → Líquido ou Sólido: As partículas se aproximam e organizam, mas continuam sendo as mesmas.
✏ Passo 3: Tradução e Interpretação de Texto
📌 Texto de apoio e suas ideias principais:
O enunciado cita Platão, que via os elementos naturais como formas fundamentais da matéria. A ciência moderna reinterpretou essa ideia, associando-a aos estados físicos da matéria.
📌 Interpretação correta do enunciado:
A questão pergunta o que acontece na estrutura microscópica quando a matéria muda de fase. Como explicado anteriormente, a mudança não envolve transformação química nem troca de átomos, apenas reorganização das partículas.
🧠 Passo 4: Desenvolvimento do raciocínio
📌 Aplicação prática do conceito:
Vamos analisar um exemplo:
- Se a água líquida congela, as moléculas se organizam em uma estrutura rígida (gelo), mas continuam sendo H₂O.
- Se a água líquida ferve, as moléculas continuam H₂O, mas se afastam ainda mais.
Em nenhum desses casos há troca de átomos, modificação nuclear ou alteração no número de prótons ou isótopos.
📌 Conclusão parcial:
A única mudança real é na organização espacial das partículas, o que confirma a alternativa D.
🔍 Passo 5: Análise das Alternativas e Resolução
📌 Alternativa A) Troca de átomos entre as diferentes moléculas do material ❌
- Se houvesse troca de átomos, a substância se transformaria em outro composto, o que não ocorre nas mudanças de estado físico.
- Como estaria correta? Se a questão falasse de uma reação química, como a formação de novas substâncias.
📌 Alternativa B) Transmutação nuclear dos elementos químicos do material ❌
- A transmutação nuclear ocorre quando um elemento se converte em outro, algo que só acontece em reações nucleares.
- Como estaria correta? Se falasse sobre reações nucleares como a fusão no Sol (H→He).
📌 Alternativa C) Redistribuição de prótons entre os diferentes átomos do material ❌
- A quantidade de prótons determina o elemento químico. Se eles fossem redistribuídos, um elemento se transformaria em outro.
- Como estaria correta? Se a questão envolvesse reações nucleares ou radioatividade.
📌 Alternativa D) Mudança na estrutura espacial formada pelos diferentes constituintes do material ✅
- Correta, pois a mudança de estado físico altera apenas a organização das partículas, sem modificar sua identidade química.
📌 Alternativa E) Alteração nas proporções dos diferentes isótopos de cada elemento presente no material ❌
- Mudanças de estado físico não alteram a proporção de isótopos de um elemento.
- Como estaria correta? Se a questão tratasse de enriquecimento de urânio (U-235 e U-238), que separa isótopos radioativos.
🎯 Passo 6: Conclusão e Justificativa Final
📌 Resumo da lógica aplicada:
1️⃣ A questão trata de mudanças de estado físico.
2️⃣ Essas mudanças não alteram a composição química da matéria.
3️⃣ O que muda é apenas a estrutura espacial das partículas.
4️⃣ Isso confirma que a alternativa correta é a D.
📌 Resumo Visual:
🧊 Sólido → Partículas muito organizadas.
💧 Líquido → Partículas mais livres.
💨 Gasoso → Partículas ainda mais afastadas.
Resposta final: ✅ Alternativa D
