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Ciência e Tecnologia de Materiais - Prof. Me. Diego A. C. Albuquerque 1ª Lista de Exercícios – Ligações Químicas e Modelo Atômico megafisica.com.br 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? Ciência e Tecnologia de Materiais - Prof. Me. Diego A. C. Albuquerque 1ª Lista de Exercícios – Ligações Químicas e Modelo Atômico megafisica.com.br 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
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