FUNDAÇÃO EDUCACIONAL DE CARATINGA Resumo Aula 1

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FUNDAÇÃO EDUCACIONAL DE CARATINGA –
FUNEC
CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA – UNEC
NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA - NEAD
RESUMO AULA 1 
DA DISCIPLINA DE 
CIÊNCIA DOS MATERIAIS
RESUMO AULA 1 DA DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS
Prof. Gabriel de Oliveira Alves
Aluno: Carlos Alberto Viana
Prof. Gabriel de Oliveira Alves
Aluno: Carlos Alberto Viana
Prof. Gabriel de Oliveira Alves
Aluno: Matheus Ramon Knupp
RESUMO 2
CIÊNCIA DOS MATERIAIS
ESTRUTURA DOS ÁTOMOS
 A estrutura do átomo é formada pelo núcleo, que é constituído por duas partículas (prótons e nêutrons), e pela eletrosfera, que detém os elétrons. Os átomos são partículas infinitamente pequenas que constituem toda matéria no universo.
RESUMO
Ciência de Materiais - inve sga a relação e xistente entre a estrutura e as propriedades
dos materiais Engenharia de Materiais - concebe a e strutura dos materiais para produzir
substâncias com um conjunto pré-determinado de propriedades. Os engenheiros estudam os
materiais porque ao projetar terão sempre de estar conscientes d as suas propriedades e d os
problemas que esses materiais originam. 
Os materiais sólidos podem ser agrupados em: - Metais -Cerâmicos - Polímeros Metais:
Normalmente combinações de elementos metálicos (ex: ligas) Excelente condução eléctrica e
de calor e têm aparência lustrosa São fortes, mas deformáveis São extensivamente usados em
aplicações estruturais
Compostos Cerâmicos contêm elementos metálicos e não-metálicos. Fracos
condutores de eletricidade e calor. Além disso são duros e frágeis (quebradiços). Os polímeros
são compostos orgânicos que são plásc os ou borrachas (polieleno, Te5on) Feitos de
carbono, hidrogênio e outros elementos não-metálicos. Em geral são moléculas grandes 
Os Compósitos são compostos de mais de um po de material (ex: 6bra de vidro é feita
de 6bras de vidro embebidas num polímero). Apresentam uma combinação das melhores
caracteríscas de cada componente.
Os Semicondutores são materiais com propriedades entre as dos condutores e dos
isoladores (Ex: silício com uma impureza tal como o fósforo). Possuem propriedades elétricas
extremamente sensíveis à presença de pequenas quandades de impurezas atômicas 
Os biomateriais são empregados em componentes implantados no inte rior do corpo humano
para a substuição de partes do corpo doe ntes ou dani6cadas. Esses materiais não devem
produzir substâncias t óxicas e devem ser compa9veis com os tecidos do corpo (isto é, não
devem causar reações biológicas ad versas). Todos os materiais citados acima metais,
cerâmicos, polímeros, compósitos e semicondutores podem ser usados como biomateriais
RESUMO
Ciência de Materiais - inve sga a relação e xistente entre a estrutura e as propriedades
dos materiais Engenharia de Materiais - concebe a e strutura dos materiais para produzir
substâncias com um conjunto pré-determinado de propriedades. Os engenheiros estudam os
materiais porque ao projetar terão sempre de estar conscientes d as suas propriedades e d os
problemas que esses materiais originam. 
Os materiais sólidos podem ser agrupados em: - Metais -Cerâmicos - Polímeros Metais:
Normalmente combinações de elementos metálicos (ex: ligas) Excelente condução eléctrica e
de calor e têm aparência lustrosa São fortes, mas deformáveis São extensivamente usados em
aplicações estruturais
Compostos Cerâmicos contêm elementos metálicos e não-metálicos. Fracos
condutores de eletricidade e calor. Além disso são duros e frágeis (quebradiços). Os polímeros
são compostos orgânicos que são plásc os ou borrachas (polieleno, Te5on) Feitos de
carbono, hidrogênio e outros elementos não-metálicos. Em geral são moléculas grandes 
Os Compósitos são compostos de mais de um po de material (ex: 6bra de vidro é feita
de 6bras de vidro embebidas num polímero). Apresentam uma combinação das melhores
caracteríscas de cada componente.
Os Semicondutores são materiais com propriedades entre as dos condutores e dos
isoladores (Ex: silício com uma impureza tal como o fósforo). Possuem propriedades elétricas
extremamente sensíveis à presença de pequenas quandades de impurezas atômicas 
Os biomateriais são empregados em componentes implantados no inte rior do corpo humano
para a substuição de partes do corpo doe ntes ou dani6cadas. Esses materiais não devem
produzir substâncias t óxicas e devem ser compa9veis com os tecidos do corpo (isto é, não
devem causar reações biológicas ad versas). Todos os materiais citados acima metais,
cerâmicos, polímeros, compósitos e semicondutores podem ser usados como biomateriais
LIGAÇÃO ATÔMICA
 O átomo é composto por três partículas fundamentais: prótons (com 
carga positiva), nêutrons (partículas neutras) e elétrons (com carga negativa). Toda matéria é formada de átomos sendo que cada elemento químico possui átomos diferentes.
CONSTITUIÇÃO DOS MATERIAIS
 A matéria é constituída de pequenas partículas esféricas, maciças e 
indivisíveis, denominadas de átomos. Elemento químico é composto de um conjunto de á tomos com as mesmas massas e tamanhos. Elementos químicos diferentes indicam átomos com massas, tamanhos e propriedades diferentes.
ARRANJO ATÔMICO
 Arranjo atômico altamente ordenado indica uma estrutura interna de átomos (ou íons) arranjados em um padrão geométrico regular e repetitivo. Como esse critério é atribuído aos sólidos cristalinos, os minerais são cristalinos. Sólidos que não possuem um arranjo atômico ordenado são chamados de Amorfos.
MATERIAL CRISTAL INO
 As estruturas cristalinas estão presentes em diversos materiais, em que os átomos distribuídos dentro de sua estrutura formam uma rede chamada retículo cristalino. Possuem, portanto, estruturas cristalinas os sais, metais e a maior parte dos minerais.
MATERIAIS NÃO CRISTAL INOS OU AMORFOS
 As estruturas amorfas, também chamadas de estruturas vítreas são formadas por arranjos atômicos aleatórios e sem simetria ou ordenação de longo alcance. Este tipo de estrutura pode ser 
encontrado em gases, em líquidos e em certos sólidos, representados 
basicamente pelos vidros.
FORÇAS DE LIGAÇÃO E ENERGIAS DE LIGAÇÃO
 Um corpo encontra-se em repouso ou em movimento, dependendo das interações que estabelece com outros. Estas interações podem descrever-se por forças. É vulgar distinguir dois tipos de forças: f orças aplicadas no sistema e forças de restrição ao movimento do sistema. 
 A energia de ligação é a energia absorvida na quebra da ligação entre átomos no estado gasoso e em condições normais de temperatura e pressão. A energia de ligação, ou entalpia de ligação, é a energia absorvida na quebra de um mol de ligação, no estado gasoso.
LIGAÇÃO IÔNICA
 As Ligações Iônicas são as ligações químicas que ocorrem entre os 
átomos quando estes reagem entre si a fim de alcançarem a estabilidade. 
 As ligações iônicas, geralmente estabelecida entre um metal e um ametal (não metal), formam os compostos iônicos: elementos sólidos, duros e quebradiços que apresentam alto pontos de fusão e ebulição, além de conduzirem corrente elétrica quando dissolvidas em água.
 Alguns exemplos de ligações iônicas:
 Na+Cl- = NaCl (Cloreto de sódio ou sal de cozinha)
 Mg2+Cl- = MgCl2 (Cloreto de Magnésio)
 Al3+O2- = Al2O3 (Óxido de Alumínio)
LIGAÇÃO COVALENTE
 A Ligação Covalente ou Ligação Molecular, são ligações químicas em que há o compartilhamento de um ou mais pares de elétronsentre os átomos, com a finalidade de formar moléculas estáveis.
 Ligação Covalente, temos a molécula de água H2O: H - O - H, formada por dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio em que cada traço corresponde a um par de elétrons compartilhado formando uma molécula neutro, uma vez que não há perda nem ganho de elétrons nesse tipo de ligação. Da mesma maneira, são 
ligações covalentes o O2 (O-O) e F2 (F-F).
LIGAÇÃO METÁLICA
 É a ligação que ocorre entre os metais, elementos considerados eletropositivos e bons condutores térmico e elétrico. Para tanto, alguns metais perdem elétrons da sua última camada chamados de "elétrons livres" formando assim, os cátions. 
 A partir disso, os elétrons liberados na ligação metálica formam uma " nuvem eletrônica", também chamada de "mar de elétrons" que produz uma força fazendo com que os átomos do metal permaneçam unidos.
 Exemplos de metais: Ouro (Au), Cobre (Cu), Prata (Ag), Ferro (Fe), Níquel (Ni), Alumínio (Al), Chumbo (Pb), Zinco (Zn), entre outros.
LIGAÇÃO SECUNDÁRIA OU LIGAÇÃO DE VAN DER WAALS
Forças de ligação secundária atuam entre moléculas e entre átomos 
estáveis como os gases nobres. São também chamadas de forças de Van der Waals. As temperaturas de ebulição e de fusão destes materiais (moleculares ou átomos de gases nobres) es tão associadas à intensidade destas forças. 
• Dipolos induzidos: aplica-se nos casos de moléculas e átomos de gases nobres eletricamente simétricos, ou seja, com centro de cargas positivas coincidindo com o centro de cargas negativas. 
• Moléculas polares: neste caso as moléculas já apresentam uma assimetria elétrica por formação, com um di polo elétrico permanente. 
• Ponte de Hidrogênio: Esta força é um caso particular das moléculas polares e ocorre quando um átomo de hidrogênio se une a um outro átomo de forte eletronegatividade.
ESTRUTURAS CRISTALINAS
 As estruturas cristalinas são formadas por células unitárias que são sua unidade básica, pois constituem o menor conjunto de átomos associados encontrados numa estrutura cristalina.
 A estrutura sólida é a designação dada ao conjunto de propriedades que resultam da forma como estão espacialmente ordenados 
os átomos ou moléculas que o constituem. Note-se que apenas os 
sólidos cristalinos exibem esta característica, já que ela é o resultado 
macroscópico da existência subjacente de uma estrutura ordenada ao nível atômico, replicada no espaço ao longo de distâncias significativas face à dimensão atómica ou molecular, o que é exclusivo dos cristais.
CÉLULA UNITÁRIA
 Todos os metais, boa parte dos cerâmicos e certos polímeros cristalizam-se quando solidificam. Seus átomos ar ranjam-se num modelo tridimensional, ordenado e repetido que é chamado estrutura cristalina.
 Célula Unitária é o menor agrupamento de átomos no espaço possuindo a simetria do cristal que quando repetido em todas as direções resultará a estrutura cristalina original.
 Sistema Cristalino é a mane ira como estão relacionadas as dimensões e ângulos das células unitárias. São sete os sistemas cristalinos possíveis.
ESTRUTURA CRISTALINA CÚBICA DE FACES CENTRADAS
 A estrutura cúbica de face centrada é a estrutura do alumínio, cálcio, 
níquel, cobre, prata, ouro, platina, chumbo. neste caso existe um total de quatro átomos no interior da célula unitária A (HC) estrutura hexagonal compacta é formada por dois hexágonos sobrepostos e um plano intermediário de 3 átomos.
ESTRUTURA CRISTALINA CÚBICA DE CORPO CENTRADO
 Estrutura cúbica de corpo centrado, ccc. Como visto, ela contém um átomo em cada vértice do cubo e um átomo em seu centro. fator de empacotamento = volume de 1 átomo (esfera) x 2 átomos / volume do cubo.
ESTRUTURA CRISTALINA HEXAGONAL COMPACTA
 Estrutura hexagonal com pacta, hc . Ela contém um átomo em cada vértice dos hexágonos de base (superior e inferior) e três átomos em seu centro. Entre estes planos está um meio-hexágono de 3 átomos.
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