Resumo aula 2

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FUNDAÇÃO EDUCACIONAL DE CARATINGA – FUNEC
CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA – UNEC
NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA - NEAD
RESUMO AULA 2 
DA DISCIPLINA DE 
CIÊNCIA DOS MATERIAIS
Prof. Gabriel de Oliveira Alves
Aluno: Carlos Alberto Viana
4. ESTRUTURA DOS ÁTOMOS
Até uma certa época, acreditava-se que o átomo era a menor unidade em que a matéria podia ser subdividida. Atualmente, é possível subdividir o átomo e explorar a sua estrutura interna. 
Entretanto, é necessário considerar-se a estrutura geral do átomo, a fim de se tomar conhecimento dos fatores que governam as propriedades dos materiais. A oxidação dos metais é causada pela difusão de átomos metálicos ou de oxigênio através da superfície a fim de formar o óxido. 
4.1 LIGAÇÃO ATÔMICA
O átomo é composto por um núcleo circundado por elétrons. O núcleo é composto por prótons e nêutrons. Os elétrons são partículas carregadas e com 1/1836 da massa de um nêutron. A carga do elétron é convencionada negativa. Sabemos que um próton possui uma carga que é numericamente igual à do elétron, só que de sinal oposto. 
4.2 CONSTITUIÇÃO DOS MATERIAIS
Os materiais são constituídos por átomos, que no estado sólido, se mantêm unidos por ligações química e primárias e secundárias. 
4.3 ARRANJO ATÔMICO
As propriedades dos materiais dependem do arranjo de seus átomos. Estes arranjos podem ser classificados em:
(1) estruturas moleculares;
(2) estruturas cristalinas;
(3) estruturas amorfas.
Os materiais sólidos podem ser classificados em cristalinos ou não cristalinos.
4.4 MATERIAL CRISTALINO
Uma molécula tem uma regularidade estrutural, porque as ligações covalentes determinam um número específico de vizinhos para cada átomo e a orientação no espaço dos mesmos formando uma estrutura tridimensional.
4.5 MATERIAIS NÃO CRISTALINOS OU AMORFOS
Nos materiais não cristalinos ou amorfos não existe ordem de longo alcance na disposição dos átomos. As propriedades dos materiais sólidos cristalinos dependem da estrutura cristalina. Há um número grade de diferentes estruturas cristalinas, desde estruturas dos metais até estruturas dos cerâmicos e polímeros.
5. FORÇAS DE LIGAÇÃO E ENERGIAS DE LIGAÇÃO
A compreensão de muitas das propriedades físicas dos materiais está baseada no conhecimento das forças interatômicas que unem os átomos, prendendo os. Essas forças são de dois tipos, atrativa e repulsiva. 
As camadas eletrônicas mais externas dos dois átomos começam a se superpor, e uma intensa força repulsiva FR entra em ação. A força líquida FL entre os dois átomos é exatamente a soma das componentes de atração e de repulsão, isto é,
FL = FA + FR
Quando FA e FR se anulam, ou se tornam iguais, não existe qualquer força
líquida ou resultante, isto é,
FA + FR = 0
5.1 LIGAÇÃO IÔNICA
É sempre encontrada em compostos cuja composição envolve tanto elementos metálicos como não-metálicos. Os átomos de um elemento metálico perdem facilmente os seus elétrons de valência para os átomos não metálicos. O cloreto de sódio (NaCl) é o material iônico clássico.
Os elementos químicos que realizam ligação iônica, são moléculas sólidas e os a organização dos átomos acontece para que retículos cristalinos sejam formados, além de serem solúveis na água.
5.2 LIGAÇÃO COVALENTE
A ligação covalente é direcional; isto é, ela ocorre entre átomos específicos e pode existir somente na direção entre um átomo e o outro que participa no compartilhamento de elétrons. 
5.3 LIGAÇÃO METÁLICA
A ligação metálica, o último tipo de ligação primária, é encontrada em metais e suas ligas. Os materiais metálicos possuem um, dois ou, no máximo, três elétrons de valência. Com esse modelo, estes elétrons de valência não se encontram ligados a qualquer átomo em particular no sólido e estão mais ou menos livres para se movimentar ao longo de todo o metal. 
Eles podem ser considerados como pertencendo ao metal como um todo, ou como se estivessem formando um "mar de elétrons" ou uma "nuvem de elétrons". Os elétrons restantes, aqueles que não são elétrons de valência, juntamente com os núcleos atômicos, formam o que são chamados núcleos iônicos, que possuem uma carga líquida positiva igual em magnitude à carga total dos elétrons de valência por átomo. 
5.4LIGAÇÃO SECUNDÁRIA OU LIGAÇÃO DE VAN DER WAALS
Ligações secundárias existem entre virtualmente todos os átomos ou moléculas, mas a sua presença pode ficar obscurecida se qualquer um dos três tipos de ligação primária estiver presente. A ligação secundária fica evidente para os gases inertes, que possuem estruturas eletrônicas estáveis, e ainda entre suas moléculas, em estruturas moleculares que são ligadas covalentemente. Apresentam propriedades de ductibilidade, maleabilidade e condutividade elétrica. 
6. ESTRUTURAS CRISTALINAS
Um material cristalino é aquele no qual os átomos estão situados em um arranjo que se repete ou que é periódico ao longo de grandes distâncias atômicas; isto é, existe ordem de longo alcance, de tal modo que quando ocorre a solidificação os átomos se posicionarão em um padrão tridimensional repetitivo, no qual cada átomo está ligado aos seus átomos vizinhos mais próximos. Todos os metais, muitos materiais cerâmicos e certos polímeros formam estruturas cristalinas sob condições normais de solidificação. 
6.1 CÉLULA UNITÁRIA
A ordenação atômica em sólidos cristalinos indica que pequenos grupos de átomos formam um padrão repetitivo. Dessa forma, ao descrever estruturas cristalinas, com frequência toma-se conveniente subdividir a estrutura em pequenas entidades que se repetem, chamadas células unitárias. As células unitárias para a maioria das estruturas cristalinas são paralelepípedos ou prismas que possuem três conjuntos de faces paralelas.
6.2 ESTRUTURA CRISTALINA CÚBICA DE FACES CENTRADAS
A estrutura cristalina encontrada em muitos metais possui uma célula unitária com geometria cúbica, com os átomos localizados em cada um dos vértices e nos centros de todas as faces do cubo. Esta é adequadamente chamada de estrutura cristalina cúbica de faces centradas (CFC).Duas outras características importantes de uma estrutura cristalina são o número de coordenação e o fator de empacotamento atômico (FEA). 
6.3 ESTRUTURA CRISTALINA CÚBICA DE CORPO CENTRADO
Outro tipo comum de estrutura cristalina encontrada em metais também possui uma célula unitária cúbica, com átomos localizados em todos os oito vértices e um único átomo localizado no centro do cubo. Esta é conhecida por estrutura cristalina cúbica de corpo centrado (CCC). Os átomos no centro e nos vértices tocam-se ao longo da diagonal do cubo, e o comprimento da célula unitária a e o raio atômico R estão relacionados através da expressão.
6.4 ESTRUTURA CRISTALINA HEXAGONAL COMPACTA
Nem todos os metais possuem células unitárias com simetria cúbica. As faces superior e inferior da célula unitária são compostas por seis átomos que formam hexágonos regulares e que se encontram em tomo de um único átomo no centro.