AULA 02

Prévia do material em texto

Prof.: Msc. Shaiala Aquino
Email Institucional: sassantos.vic@ftc.edu.br
COLEGIADO DE ENGENHARIA CIVIL
DISCIPLINA: QUÍMICA APLICADA
2019.2
FACULDADE DE TECNOLOGIA E CIÊNCIAS – FTC 
AULA 02: LIGAÇÕES QUÍMICAS E MATERIAIS
São forças que unem átomos formandos moléculas, agrupamentos de átomos ou sólidos iônicos.
O QUE SÃO AS LIGAÇÕES QUÍMICA????
Os elétrons mais externos do átomo são os responsáveis pela ocorrência da ligação química.
 As ligações químicas tem forte influência sobre diversas propriedades dos materiais. 
Quebram-se facilmente
Difícil de quebrar
Conduzem corrente elétrica
Isolantes
4
Menos estáveis
Mais estáveis
Átomos isolados
Átomos ligados
Energia
Para ficar estáveis!
Por que os átomos se ligam?
Ligações primárias  são ligações fortes (elevada energia de ligação): iônica, metálica, covalente.
Ligações secundárias  são ligações fracas (Íon – Dipolo, Van Der Waals, Dipolo-Dipolo e Ponte de Hidrogênio).
CLASSIFICAÇÃO DAS LIGAÇÕES QUÍMICAS
Dependendo da energia envolvida na ligação elas podem ser divididas em:
 Quando se forma uma ligação entre átomos, é liberada energia ao meio ambiente Processo Exotérmico ( ΔH < 0) 
 Quando se desfaz (rompe) a ligação, é absorvida energia do meio ambiente Processo Endotérmico (ΔH > 0)
ENERGIA DE LIGAÇÕES QUÍMICAS
 A distância entre átomos ou íons ligados (comprimento de ligação) depende do tipo de ligação e da energia de ligação. 
INFLUÊNCIA DA ENERGIA DE LIGAÇÃO EM ALGUMAS PROPRIEDADES DOS MATERIAIS. 
Quanto maior a energia envolvida na ligação química há uma tendência de:
Maior ser o ponto de fusão do composto;
Maior a resistência mecânica;
Maior a dureza;
Maior o módulo de elasticidade;
Maior a estabilidade química;
Menor a dilatação térmica. 
PERDE 1 ELÉTRON 
CLORETO DE SÓDIO 
LIGAÇÃO IÔNICA
Atração eletrostática entre íons de cargas opostas.
http://biq.iqm.unicamp.br/arquivos/770596/animations/link4-6.htm
LIGAÇÃO COVALENTE
Os elétrons de valência são compartilhados, isto é, formam um par eletrônico que pertence ao mesmo tempo á dois átomos vizinhos.
O comprimento e força da ligação química resultam do equilíbrio devido à repulsão entre cargas iguais e atração entre cargas opostas.
PROPRIEDADES DE COMPOSTOS COVALENTES E IÔNICOS.
Compostos covalentes: geralmente gases, líquidos ou sólidos de baixo ponto de fusão
Compostos iônicos: sólidos de ponto de fusão elevado.
Propriedade		 NaCl			CCl4
Aspecto			 sólido branco		líquido incolor
Tfusão/ °C		 801			- 23
Tebulição/ °C		 1413			76.5
solubilidade em H2O	elevada			bastante baixa
Condutividade elétrica sólido	mau mau
		 fundido	bom mau 		
					
LIGAÇÃO METÁLICA
Teoria do elétron livre de Drude e Lorentz. 
Os metais possuem uma baixa eletronegatividade, os mesmos perdem seus elétrons muito facilmente. Esses elétrons livres formam uma nuvem eletrônica que mantém os íons metálicos sempre unidos formando a chamada ligação metálica.
CARACTERÍSTICAS DOS COMPOSTOS METÁLICOS
Alta condutividade elétrica e térmica.
Permitem grande deformação plástica pois as ligações são móveis ou seja não são rígidas como as iônicas e as covalentes. 
Possuem o brilho metálico, como os elétrons são muito móveis trocam de nível energético com facilidade emitindo fótons.
Aço - Fe e C.
Aço inoxidável - Fe, C , Cr e Ni.
Ligas de Alumínio - Al, Mg, Cu 
TECNOLOGIA DOS MATERIAIS
Elementos químicos presentes na crosta terrestre
CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS
Tradicionalmente os materiais podem ser classificados em 4 grupos básicos:
Cerâmicos
Metálicos
Poliméricos
Compósitos
LIGAS METÁLICAS
Liga metálica: todo produto metalúrgico proveniente da mistura ou combinação de um metal com um ou mais corpos livres (metais ou metaloides - B,Si,Ge,As,Sb,Te e Po).
Geralmente as ligas tem propriedades mecânicas e tecnológicas melhores que as dos metais puros. 
A ligação química que predomina nos metais é do tipo metálica.
 Em decorrência do tipo de ligação química, os metais possuem:
  elevada condutividade elétrica e térmica e,
  plasticidade a frio  capacidade de sofrer deformação permanente (ou plástica) sem se romper. 
LIGAS METÁLICAS
LIGAS METÁLICAS NA CONSTRUÇÃO CIVIL
 A liga mais utilizada na construção civil é o aço, pelo seu largo uso como armação nos concretos. 
 Alumínio, consagra-se definitivamente em segundo lugar entre os metais mais utilizados. 
 Quanto mais puro o alumínio, maior a resistência à corrosão e menor a resistência mecânica. A liga com 3% de cobre, 1% de manganês e 0,5% de magnésio, gera o duralumínio, material que substitui o aço em muitas situações.
LIGAS METÁLICAS NA CONSTRUÇÃO CIVIL
Ligas Ferrosas. 
De acordo com o teor de carbono na composição da liga, tem-se a classificação:
O Carbono aumenta a resistência do aço, porém o torna mais frágil. Os aços com baixo teor de carbono têm menor resistência à tração, porém são mais dúcteis.
COMPOSIÇÃO QUÍMICA DO AÇO.
 Aço - produto siderúrgico, obtido por via líquida, com teor de carbono abaixo de 2 % (alguns autores consideram 1,67 %).
Aços para concreto armado = ± 0,5 % de carbono;
Aços “patenting” - fios p/ concreto protendido = ± 0,7 % de carbono.
AÇO = Fe2+ + (0,008 a 2,0%) C
COMPOSIÇÃO QUÍMICA DO AÇO. 
LIGAS FERROSAS
 As ligas ferrosas (aços) contribuem com grande parte da produção mundial de materiais metálicos, em função de uma combinação de boa resistência mecânica, tenacidade e ductibilidade, associados a um custo de produção relativamente baixos.
ALGUMAS VANTAGENS
ALGUMAS DESVANTAGENS
 Massa especifica relativamente alta, baixa condutividade elétrica e susceptibilidade a corrosão em alguns ambientes comuns.
 Aços de dureza natural laminados a quente que não sofrem tratamento;
 Caracteristicas fisico-mecanica são alcançadas somente por composição química com ligas de C, Mn, Si, Ni, Cr;
Caracterizados por:
 Acentuado patamar de escoamento;
 Grandes deformações (alongamento 10-15%);
 Boa soldabilidade;
AÇOS PARA CONCRETO ARMADO. 
AÇOS PARA CONCRETO ARMADO. 
COMPORTAMENTO QUÍMICO
Corrosão:
O pH do concreto protege o aço;
Ausência de cloro – pH < 10,5 ;
Presença de cloro corrói sob qualquer pH;
Aço aumenta de volume em até 530%.
AÇO INOXIDÁVEL. 
É um produto siderúrgico que apresenta resistência a corrosão (Fe com teor de C – inferior a 0,15% + 9% de Ni + 18% Cr);
Fonte: Adaptado de Pannomi (2007)
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
KOTZ, J. C.; TREICHEL, P. M.; WEAVER, G. C. Química Geral e Reações Químicas. Editora Cengage Learning, 6ª edição. São Paulo. 2010. 
BROWN, L. S. Química a Ciência Central. Editora Pearson, 13ª edição. São Paulo, 2017.
BROWN, L. S..; HOLME, T., A.; Química Geral Aplicada à Engenharia. Editora Cengage Learning, 1ª edição. São Paulo. 2009. 
r
Q
Q
E
Cl
Na
-
+
 
a