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VITOR MURY OLIVEIRA DE ABREU QUÍMICA GERAL AVA1 RIO DE JANEIRO 2023 O tipo de ligação (metálica, iônica e covalente) influencia a classificação e ad propriedades dos materiais mais comuns na engenharia (metais, cerâmicos e polímeros) estudados nas ciências dos materiais. As propriedades físicas e químicas desses materiais têm relação direta com o tipo de ligação entre os átomos. Dos materiais citados, as cerâmicas têm uma faceta importante no mundo da engenharia de materiais. Numa definição simplificada, materiais cerâmicos são compostos de elementos metálicos e não metálicos, com exceção do carbono. Exemplos: SiO2 (sílica); Al2O3 (alumínio). No aspecto ligação química, há uma variação de totalmente iônica até totalmente covalente, bem como combinações desses dois tipos de ligação. Algumas propriedades das cerâmicas: Maior dureza em comparação aos metais, porém, normalmente, são frágeis. Apresentam alto ponto de fusão. Propriedades térmicas: alta capacidade calorífica; baixo coeficiente de expansão térmica e condutividade térmica. Maior resistência ao calor e à corrosão que metais e polímeros. As propriedades em destaque permitem que a cerâmica seja utilizada como alto forno nas indústrias siderúrgica e aeroespacial. Observando as propriedades em destaque, responda as seguintes questões: Como você considera que seja a correlação entre o(s) tipo(s) de ligação e as propriedades em destaque? Qual é a relação entre essas propriedades e aquelas dos compostos formados pelas ligações iônicas e covalentes? Elabore um texto discursivo que contenha entre 15 e 20 linhas e que tenha justificativas baseadas nos conteúdos das unidades 1 e 2. R: A correlação entre o tipo de ligação e as propriedades em destaque das cerâmicas é bastante evidente. A variação na natureza das ligações químicas influencia diretamente as características físicas e químicas desses materiais. Em cerâmicas onde a ligação é predominantemente iônica, como em compostos de óxidos metálicos, há uma forte atração eletrostática entre os íons, o que confere alta dureza e ponto de fusão elevado. Essa ligação também contribui para uma maior resistência ao calor e à corrosão, características importantes para aplicações em ambientes agressivos, como em fornos siderúrgicos. Por outro lado, em cerâmicas com ligações covalentes predominantes, como o exemplo do silício (SiO2), as ligações compartilhadas entre átomos não metálicos conferem dureza, mas também promovem fragilidade, já que a quebra de ligações covalentes requer uma grande quantidade de energia. As propriedades térmicas das cerâmicas, como alta capacidade calorífica e baixo coeficiente de expansão térmica, estão diretamente ligadas ao tipo de ligação presente nos compostos. A ligação iônica, com sua forte coesão entre íons, contribui para uma maior capacidade calorífica e menor expansão térmica, enquanto ligações covalentes podem resultar em condutividade térmica mais elevada. Assim, a correlação entre o tipo de ligação e as propriedades das cerâmicas é fundamental para entender e controlar o comportamento desses materiais na engenharia de materiais. Essa compreensão permite a seleção adequada de cerâmicas para aplicações específicas, levando em consideração as exigências de resistência, dureza, capacidade térmica e outras propriedades relevantes para cada contexto industrial.