Exercício de Fixação 01

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Exercício de Fixação 01 – Ciência e Tecnologia dos Materiais 
Na estrutura CFC, cada átomo de vértice é compartilhado por oito células vizinhas e 
cada átomo de face por apenas duas. Ao se usar um tipo específico de esferas rígidas 
para retratar a estrutura cristalina de metais, cada esfera constitui um núcleo iônico. O 
fator de empacotamento atômico pode ser determinado como: 
RESPOSTA: Cúbica de face centrada (CFC), que está presente em metais como o cobre, 
o alumínio, a prata e o ouro, é maior do que o fator de empacotamento atômico para a 
estrutura cristalina cúbica de corpo centrado (CCC). 
Conforme o capítulo 3, do livro da disciplina, consiste em um pequeno grupo de átomos 
que formam um padrão repetitivo ao longo da estrutura tridimensional. As células 
unitárias para a maioria das estruturas cristalinas são paralelepípedos ou prismas que 
possuem três conjuntos de faces paralelas. A célula unitária é escolhida para 
representar a simetria de cada estrutura cristalina. 
 
Desde os primórdios, o ser humano vem realizando trabalhos de engenharia cada vez 
mais complexos, com o objetivo de suprir abrigo e dar conforto para si e seus familiares, 
protegendo-os dos perigos e das intempéries. O primeiro elemento estrutural, isto é, o 
primeiro material de engenharia usado pelo homem, foi a madeira, seguindo-se a 
pedra, seguidos pelos metais, cerâmica, vidro e, finalmente, os polímeros. 
Considerando as suas características químicas, os polímeros são: 
 
RESPOSTA: Macromoléculas caracterizadas por seu tamanho, sua estrutura química e 
suas interações intra e intermoleculares, com unidades ligadas covalentemente, 
repetidas ao longo da cadeia. 
 
Conforme o capítulo 1, do livro da disciplina, polímeros são moléculas grandes 
(macromoléculas) compostas pela união de várias moléculas pequenas, denominadas 
de monômeros. Os monômeros são moléculas de pouca massa, formadas por meio de 
reações de adição ou condensação, chamada de reações de polimerização. Juntas 
compõem uma grande cadeia de polímeros. De origem orgânica, tem toda a sua ordem 
química originada do carbono e do hidrogênio, além de outros elementos não metálicos 
(oxigênio, nitrogênio e silício). Sua natureza se dá a partir de longas cadeias moleculares, 
com massa molar a partir de 106 g/mol e periodicidade no interior das cadeias, 
frequentemente formadas de carbono. 
 
De acordo com a mecânica ondulatória, o elétron, orbitando seu núcleo, é identificado 
por 4 números quânticos, que indicam o nível energético que ocupa, a sua forma, 
orientação espacial e spin. 
Assinale a alternativa que indica o conjunto dos quatro números quânticos que 
caracteriza o elétron mais energético do 35Br: 
 
RESPOSTA: n = 4, l = 1, m = 0, s = +1/2 
 
Conforme o capítulo 2, do livro da disciplina, a resposta correta é: n = 4, l = 1, m = 0, s = 
+1/2. 
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Primeiro realizamos a distribuição eletrônica no Diagrama de Pauling dos 35 elétrons 
do bromo. Feito isso, encontramos a seguinte distribuição em ordem de energia: 
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p5. Veja que o subnível mais energético é o último a ser 
preenchido, ou seja, o 4p5.* Temos então que o nível é o N ou 4, ou seja, o número 
principal é: n =4.* O subnível é o p, então, o número quântico secundário é: l = 1.* Visto 
que são cinco elétrons e queremos saber a respeito do do quinto elétron, que foi o 
último a ser incluído e que é o mais energético, vamos realizar a distribuição deles nos 
orbitais para descobrir o número quântico magnético e o spin. Lembrando que primeiro 
vamos preencher com todas as setas para cima e depois preencher com as setas para 
baixo, obedecendo à regra de Hund. 
Distribuição eletrônica nos orbitais do subnível mais energético do bromo. A última seta 
a ser preenchida, que é o elétron mais energético, ficou no 0, então, o valor do número 
quântico magnético é: m = 0.* Visto que a seta está para baixo, temos por convenção 
que o número quântico spin é: s = +1/2. 
 
Os metais, cerâmicas e polímeros pertencem a três categorias básicas do agrupamento 
dos materiais sólidos. Esse agrupamento baseia-se na composição química e na 
estrutura atômica. Os materiais compósitos, caracterizados pela união de dois ou mais 
materiais diferentes, são uma classe adicional. Porém, com a tecnologia, outras classes 
de materiais têm surgido, por exemplo, semicondutores, biomateriais e materiais 
inteligentes. Com relação às características dos grupos de materiais, assinale a opção 
correta: 
 
RESPOSTA: As cerâmicas são compostos formados por elementos metálicos e não 
metálicos (na maioria das vezes, óxidos, nitretos e carbetos). 
 
Conforme o capítulo 1, do livro da disciplina, os compósitos são compostos originados 
de dois ou mais materiais, de qualquer uma das classes, com o objetivo de produzir um 
novo material que apresente uma combinação das propriedades dos materiais 
separados. Vale ressaltar que o compósito não apresentará respostas superiores aos 
materiais separados, apenas uma melhora em relação aos materiais de origem, com as 
respostas variando dentro do universo da mistura. Existem compósitos naturais – 
madeira e o osso humano – e os sintéticos, maciçamente desenvolvidos pelo homem. 
Os materiais cerâmicos são constituídos por elementos metálicos e não-metálicos que 
na maioria das vezes possuem ligações de natureza iônica. Normalmente são incluídos 
nessa classe os óxidos, nitretos e carbetos e como exemplos podemos citar refratários, 
cimento, vidro e porcelana. Devido a natureza de suas ligações químicas, esses 
materiais normalmente são isolantes térmicos e elétricos, além de serem duros e 
frágeis e resistirem a elevadas temperaturas. São utilizados pela humanidade desde os 
tempos neolíticos e até hoje têm uma grande importância, atuando em vários setores, 
como o automotivo, eletrônico, construção civil e aeroespacial. 
 
O número quântico magnético (ml) indica a orientação dos orbitais de um subnível no 
espaço e assume valores que vão de -m até +m. Considerando um subnível com ml= 3, 
o número de orbitais possível é: 
I. 1 
II. 3 
III. 5 
IV. 7 
V. 4 
Assinale a alternativa correta: 
 
RESPOSTA: Apenas IV é verdadeira. 
 
Conforme o capítulo 2, do livro da disciplina, apenas IV é verdadeira. 
O número ml descreve o estado energético das subcamadas, ou seja, o número de 
orbitais. A subcamada s apresenta apenas um estado energético. As demais 
subcamadas (p, d e f) apresentam respectivamente, três, cinco e sete estados 
energéticos (orbitais). 
 
As propriedades dos materiais estão diretamente associadas a sua estrutura cristalina, 
ou seja, a maneira pela qual os átomos, moléculas ou íons estão espacialmente 
dispostos. porém, em alguns materiais, há diferenças entre suas propriedades, as quais 
estão diretamente relacionadas as suas estruturas, sejam elas cristalinas ou não 
cristalinas, ainda que possuam a mesma composição química. 
Dentro desse contexto, assinale a opção correta: 
 
RESPOSTA: Os materiais não cristalinos apresentam o fenômeno da alotropia. 
 
Conforme o capítulo 3, do livro da disciplina, os materiais não cristalinos não exibem o 
fenômeno de alotropia. Podemos conceituar o fenômeno da alotropia por ele só ocorrer 
em substâncias tidas como simples. Ele se configura por ser o fenômeno do elemento 
químico que pode originar outros elementos. 
 
Quando se fala em raios X, a primeira aplicação que vem à mente da maioria das 
pessoas é a radiografia, processo que usa os raios X para visualizar o interior de objetos 
(ou de pessoas). Os raios X podem formar padrões visíveis de difração descritos pela lei 
de Bragg ao ser espalhado por um material cristalino. 
 
RESPOSTA: Padrões visíveis de difração de raios X surgem somente quando os raios X 
que incidem sobre um monocristal estacionário possuem distribuiçãocontínua de 
comprimento de onda. 
 
Conforme o capítulo 3, do livro da disciplina, padrões visíveis de difração de raios X 
surgem somente quando os raios X que incidem sobre um monocristal estacionário 
possuem distribuição contínua de comprimento de onda. 
 
Existem vários métodos de agrupamento para classificar os materiais. As três 
classificações básicas dos agrupamentos dos materiais sólidos são: metais, cerâmicos e 
poliméricos. Além das três classificações básicas, há três outros grupos de materiais 
importantes na engenharia: compósitos, semicondutores e biomateria. 
Dentro desse contexto, é possível afirmar que os compósitos são definidos como: 
 
RESPOSTA: Os projetados para atingir uma combinação de propriedades e incorporar 
características de cada um dos materiais que o compõem. 
 
Conforme o capítulo 1, do livro da disciplina, de forma geral, os compósitos são 
definidos como materiais de engenharia compostos por dois ou mais constituintes 
diferentes, normalmente uma matriz e o reforço, com o intuito de adquirir propriedades 
desejadas, onde cada componente por si só não consegue apresentar. Por convenção, 
adotando a composição química e a estrutura cristalina como parâmetros, eles podem 
ser separados em três grupos: metais, cerâmicas e polímeros. Juntamente a estes, tem-
se os compósitos, que são combinações de duas ou até mesmo três classes. 
 
Durante o congelamento, a maioria das soluções apresenta aumento da massa 
específica, ou diminuição de seu volume. Certas propriedades físicas são características 
do conjunto das moléculas de uma substância, enquanto outras são atributos 
intrínsecos a moléculas individuais. Assim sendo, é correto afirmar que uma 
propriedade intrínseca de uma molécula de água é a: 
 
RESPOSTA: Polaridade. 
 
Conforme o capítulo 2, do livro da disciplina, a polaridade é uma propriedade intrínseca 
da molécula de água (H2O), já que o composto é unido por ligação covalente e contém: 
dois átomos de hidrogênio (polos positivos), um átomo de oxigênio (polo negativo). A 
geometria angular da água faz com que o lado dos hidrogênios seja o mais 
eletropositivo e o lado do oxigênio seja o mais eletronegativo, tornando a molécula um 
dipolo elétrico permanente. 
 
O átomo é o menor sistema que identifica um elemento químico. Este possui duas 
partes, a saber: uma delas é o núcleo constituído por prótons e nêutrons e a outra é a 
região externa – a eletrosfera – por onde circulam os elétrons. A área da química que 
estuda os átomos é a Atomística. 
Sobre os átomos, é correto afirmar que: 
I. Embora a palavra átomo tenha origem grega e signifique indivisível, hoje sabemos que 
o átomo é formado por partículas ainda menores. 
II. Átomos no estado fundamental são carregados negativamente. 
III. Um conjunto de átomos com o mesmo número de prótons representa um elemento 
químico. 
Assinale a alternativa correta: 
 
RESPOSTA: Apenas as afirmativas I e III. 
 
Conforme o capítulo 1, do livro da disciplina, apenas as afirmativas I e III estão corretas. 
No geral, o número de prótons do átomo define-se como número atômico do elemento 
químico e está associado à periodicidade dos elementos entre números e massa 
atômica, organizados em grupos que apresentam similaridades químicas, dentro da 
chamada tabela periódica. Os átomos são formados por partículas subatômicas, como 
prótons, elétrons e nêutrons. Cada átomo de um elemento químico apresenta um 
número definido de prótons, também chamado de número atômico.