Lista de Exercícios 1 Ligações Químicas

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Ciência e Tecnologia de Materiais - Prof. Me. Diego A. C. Albuquerque 
 
 
1ª Lista de Exercícios – Ligações Químicas e Modelo Atômico 
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Enigmas 
1) Como os átomos podem alcançar estabilidade eletrônica? Explique também quais são 
os tipos de ligações químicas. 
 
2) Como você explicaria a afirmação: “Quanto maior a força de ligação química maior 
será o ponto de fusão”? 
 
3) Qual a relação entre o poço energético e a força de uma ligação química? Dentro 
deste contexto explique porque os materiais cerâmicos se fundem a elevadas 
temperaturas. 
 
4) Materiais Poliméricos são formados por ligações covalentes e secundárias (Van der 
Waals) então explique o motivo pelo qual este possui baixo ponto de fusão. 
 
5) Quantos gramas existem em 1 u.m.a. de um material? 
 
6) Forneça as configurações eletrônicas para os seguintes íons, distribuídos em 
camadas: 
 a) P5+ b) Sn4+ c) Se2- d) I- e) Ni2+ 
 
7) O Iodeto de Potássio (KI) exibe uma ligação predominantemente iônica. Os íons K+ e 
I- possuem estruturas eletrônica que são idênticas às estruturas de quais gases inertes? 
 
8) Em relação à configuração eletrônica, o que todos os elementos do Grupo IIA (Grupo 
2) da tabela periódica, têm em comum? 
 
9) Cite sucintamente as principais diferenças entre ligações iônica, covalente e metálica. 
 
10) Qual(is) tipo(s) de ligação(ões) seria(m) esperada para cada um dos seguintes 
materiais: Xenônio Sólido, fluoreto de cálcio (CaF2), bronze, telureto de cádmio 
(CdTe), borracha e tungstênio. 
 
11) Os valores permitidos para os números quânticos dos elétrons são os seguintes: 
n = 1, 2, 3, ... 
l = 0, 1, 2, ... , n - 1 
ml = 0, ±1, ±2, ±3, ..., ± l 
ms = ±½ 
Para a camada K, os quatro números quânticos para cada um dos dois elétrons no estado 
1s, na ordem de n l ml ms são 100(½) e 100(-½). Escreva os quatro números quânticos 
para todos os elétrons nas camadas L e M e identifique quais correspondem às 
subcamadas s, p e d. 
 
12) (a) Qual subcamada eletrônica está sendo preenchida nos elementos da série dos 
terras raras na tabela periódica? (b) Qual subcamada eletrônica está sendo preenchida na 
série dos actnídeos? 
 
 
 
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1ª Lista de Exercícios – Ligações Químicas e Modelo Atômico 
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Problemas 
13) Calcule a força de atração entre um íon Ca2+ e um íon O2- cujos centros estão 
separados por uma distância de 1,25 nm no vácuo. (5,89.10-10 N) 
 
14) A energia potencial resultante entre dois íons adjacentes, ET, pode ser representada 
por: 
�� = −
�
� +
�
�	 
Calcule a energia de ligação E0 em termos dos parâmetros A, B e n usando o seguinte 
procedimento: 
I: Derive ET em relação a r e, então, iguale a expressão resultante a zero, uma vez que a 
curva de ET em função de r apresenta um mínimo em E0. 
II: Resolva essa equação para r em termos de A, B e n, o que fornece r0, o espaçamento 
interatômico de equilíbrio. 
III: Determine a expressão para E0 pela substituição de r0 na equação de ET. 
Resposta: − 
� 
�
�
�
���
+ 
� 
�
�
�
���
 
 
15) Considere um par iônico hipotético X+ - Y- para o qual os valores do espaçamento 
interatômico e a energia de equilíbrio são 0,38nm e -5,37eV, respectivamente. Se o 
valor de n for igual a 8, determine as expressões para a energia atrativa (EA) e repulsiva 
(ER). 
Resposta: �� = − �,��� � �� =
�,��.����
�� 
 
 
16) Uma forma comum para descrever a curva 
de energia de ligação da figura para a ligação 
secundária é o potencial “6-12”, que afirma: 
� = − �� +
�
��� 
 
Onde: A e B são constantes para a atração e a repulsão respectivamente. Essa forma 
relativamente simples é um resultado da mecânica quântica para esse tipo de ligação 
relativamente simples. Dados: A = 10,37.10-78 J.m6 e B = 16,16.10-135 J.m12, calcule a 
energia de ligação e o comprimento da ligação para o argônio. 
Resposta: 0,382 nm; -1,66.10-21 J 
 
17) Faça um gráfico da energia de ligação em função da temperatura de fusão para os 
metais listados na tabela. Usando esse gráfico obtenha uma estimativa aproximada para 
a energia de ligação do molibdênio, que tem uma temperatura de fusão de 2617ºC. 
Tipo de Ligação Substância 
Energia de 
Ligação 
(eV) 
Temperatura 
de Fusão (ºC) 
Metálica Hg 0,7 -39 
Metálica Al 3,4 660 
Metálica Fe 4,2 1538 
Metálica W 8,8 3410