5a_aula_-_estrutura_molecular_e_amorfa

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MATERIAIS I 
ESTRUTURAS MOLECULARES 
E AMORFAS 
Bauru, setembro de 2012 
1 
ARRANJOS ATÔMICOS 
 Classificações dos arranjos dos átomos 
 
(1) Estruturas moleculares 
(2) Estruturas cristalinas 
(3) Estruturas amorfas 
 
 
2 
ESTRUTURA MOLECULAR 
 Molécula: átomos fortemente ligados 
entre si, mas forças de atração fraca entre 
moléculas 
 
(1) ponto de ebulição e de fusão baixos 
(2) Sólidos moleculares moles 
(3) Moléculas permanecem intactas 
 
 
 
etano etileno 
 
 pentatriacontano 
3 
ESTRUTURA MOLECULAR 
 Natureza das ligações 
 
(1) Número de ligações entre os átomos 
(2) Comprimento e intensidade das ligações 
(3) Ângulo entre ligações 
 
 
4 
ESTRUTURA MOLECULAR 
 Número de ligações – valência 
 
 
ESTRUTURA MOLECULAR 
 Número de ligações – valência 
 
N = 8 – G 
 
G = número do grupo na tabela periódica 
 
H, F, Cl N=1 N N=3 
O, S N=2 C, Si N=4 
 
 
6 
metanol 
 
amônia 
 
cloreto 
de vinila 
 
uréia 
 
formaldeído 
 
ESTRUTURA MOLECULAR 
 Comprimentos e energia de ligação 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
*ligações duplas e triplas são mais curtas e com 
maior energia de ligação 
 
 
 
7 
ESTRUTURA MOLECULAR 
 Ângulos entre ligações – relação direcional 
fixa 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8 
água 
H2O 
 
metano 
CH4 
 
Butano 
C4H10 
 
ESTRUTURA MOLECULAR 
 Ângulos entre ligações 
 
• Moléculas com dois átomos – linear, com ângulo 
de ligação = 180° 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
9 
ESTRUTURA MOLECULAR 
 Ângulos entre ligações 
 
• Moléculas com três átomos 
 
(1)ausência de elétrons não envolvidos em ligações 
na última camada do átomo, ângulo de ligação = 
180° 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
10 
ESTRUTURA MOLECULAR 
 Ângulos entre ligações 
 
• Moléculas com três átomos 
 
(1)ausência de elétrons não envolvidos em ligações 
na última camada do átomo, ângulo de ligação = 
180° 
(2)presença de par ou pares de elétrons não 
envolvidos em ligações na última camada do 
átomo central, molécula angular 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
11 
ESTRUTURA MOLECULAR 
 Ângulos entre ligações 
 
• Moléculas com quatro átomos 
 
(1)ausência de elétrons não envolvidos em ligações 
na última camada do átomo, ângulo de ligação = 
120° 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
12 
ESTRUTURA MOLECULAR 
 Ângulos entre ligações 
 
• Moléculas com quatro átomos 
 
(1)ausência de elétrons não envolvidos em ligações 
na última camada do átomo, ângulo de ligação = 
120° 
(2)presença de par ou pares de elétrons não 
envolvidos em ligações na última camada do 
átomo central, pirâmide de base piramidal ou 
pirâmide trigonal 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
13 
ESTRUTURA MOLECULAR 
 Ângulos entre ligações 
 
• Moléculas com cinco átomos 
 
- tetraedro com o átomo central ocupando o centro 
do sólido geométrico 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
14 
ESTRUTURA MOLECULAR 
 Isômeros – estruturas diferentes de 
moléculas que tem a mesma composição 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
15 
álcool 
propílico 
 
álcool 
isopropílico 
 
ESTRUTURA MOLECULAR 
 Isômeros – estruturas diferentes de 
moléculas que tem a mesma composição 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
16 
álcool 
propílico 
PF = -127 °C 
PE = 97,2 °C 
 
 
álcool 
isopropílico 
PF = -89 °C 
PE = 82,3 °C 
 
 
 
ESTRUTURA MOLECULAR 
 Hidrocarbonetos Saturados – moléculas com 
ligações simples 
 
• Parafinas 
• CnH2n+2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
17 
 
metano 
ESTRUTURA MOLECULAR 
 Hidrocarbonetos Saturados 
 
• Ligações covalentes intramoleculares intensas 
• Ligações de Van Der Waals intermoleculares 
fracas 
 
 
 
 
 
 
18 
ESTRUTURA MOLECULAR 
 Hidrocarbonetos Saturados 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
19 
 
 quando n ≥ 30 
 
sólido 
 
 quando n ≤ 15 
 
líquido ou gás 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ESTRUTURA MOLECULAR 
 Hidrocarbonetos Insaturados – não estão 
saturados com o máximo número de 
hidrogênio 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
20 
etileno - 
insaturado 
 
polímeros 
 
Etano - saturado 
 
ESTRUTURA AMORFAS 
21 
 
 Arranjos atômicos aleatórios e sem 
simetria 
 
• Gases 
• Líquidos 
• Vidros 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ESTRUTURA AMORFAS 
22 
 
 Arranjos atômicos aleatórios e sem 
simetria 
 
• Gases 
• Líquidos 
 
• Vidros 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
combustíveis 
ar para combustão 
água 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
líquido rígido 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ESTRUTURA AMORFAS 
23 
• Variação da viscosidade com a 
temperatura para materiais amorfos e 
cristalinos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Materiais amorfos: 
para a temperatura 
de transição vítrea 
não ocorre variação 
brusca viscosidade 
 
 Materiais cristalinos: 
temperatura de 
fusão com aumento 
repentino da 
viscosidade 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ESTRUTURA AMORFAS 
24 
• Variação da viscosidade com a 
temperatura para materiais amorfos e 
cristalinos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Materiais amorfos: 
para a temperatura 
de transição vítrea 
não ocorre variação 
brusca viscosidade 
 
 Materiais cristalinos: 
temperatura de 
fusão com aumento 
repentino da 
viscosidade 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
transição vítrea 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ESTRUTURA AMORFAS 
25 
• Variação da viscosidade com a 
temperatura para materiais amorfos e 
cristalinos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Materiais amorfos: 
para a temperatura 
de transição vítrea 
não ocorre variação 
brusca viscosidade 
 
 Materiais cristalinos: 
temperatura de 
fusão com aumento 
repentino da 
viscosidade 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
temperatura de fusão 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ESTRUTURA AMORFAS 
26 
 
 Variação do volume específico com a 
temperatura para materiais amorfos e 
cristalinos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Vitrificação: variação 
de volume contínua 
durante resfriamento 
 
 Cristalização: rápida 
variação de volume 
na temperatura de 
fusão 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ESTRUTURA AMORFAS 
27 
 
 Exemplo – sílica (SiO2) 
 
• Pode exibir o processo de 
cristalização formando o 
quartzo 
 
• Se o resfriamento da sílica 
ocorre em condições 
normais, a estrutura é 
amorfa 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ESTRUTURA AMORFAS 
28 
 
 GASES 
• Presente apenas a estrutura das 
moléculas individuais 
• Átomos ou moléculas independentes 
 
PV = nRT 
 
- Sendo R = 0,082 atm.l/°K 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ESTRUTURA AMORFAS 
29 
 
 LÍQUIDOS 
 
• Fluidos, como os gases 
• Distâncias interatômicas uniformes 
• Modificação de um cristal 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
*distância interatômica 
uniformes 
**sem ordem a longa 
distância 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ESTRUTURA AMORFAS 
30 
 VIDROS 
 
• Ordem em pequenas distâncias e ausência de 
ordem em grandes distâncias 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 (a) vidro (b) cristal 
B2O3 
 
 
 
 
 
 
ESTRUTURA MOLECULAR E AMORFAS 
31 
 
 
EXERCÍCIO 3