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PCM Lista 1 2016 02

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SOCIEDADE UNIVERSITÁRIA REDENTOR 
FACULDADE REDENTOR 
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA, CIVIL, PRODUÇÃO 
 "Princípio de Ciências dos Materiais - PCM" 
 ATIVIDADE 1 
Prof. DSc. Valtency Ferreira Guimarães 
 
 
Para as questões de 1 a 6, deve ser assinalada apenas uma alternativa. Você deve assinalar a 
alternativa CORRETA se todas as outras estiverem erradas, e deve assinalar a alternativa 
INCORRETA se todas as outras estiverem certas. 
Questão 1. 
a) Materiais metálicos são formados essencialmente por um metal ou pela combinação de elementos metálicos, mas que 
podem conter elementos não metálicos ou semi-metálicos em menor proporção. Características: são opacos, possuem 
brilho, conduzem bem o calor e a eletricidade, e podem ser deformados. Ex. aço (Fe-C), latão (Cu-Zn). 
b) Materiais cerâmicos são materiais inorgânicos formados por elementos metálicos e não- metálicos. Características: 
não tem o brilho metálico, são isolantes de calor e eletricidade, possuem dureza elevada e são frágeis. Ex. alumina 
(óxido de alumínio), quartzo (óxido de silício), zircônia (óxido de zircônio). 
c) Materiais plásticos (polímeros) são materiais orgânicos formados pela união de grandes cadeias moleculares 
(polímeros), com estrutura constituída por carbono, hidrogênio e elementos não-metálicos. Ex. polietileno ...-C2H4-..., 
PVC ...- C2H3Cl-... 
d) Compósitos são materiais formados pela combinação de mais de um tipo de material. Ex. fibra de vidro e metal duro. 
e) Semicondutores são materiais que exibem propriedades intermediárias entre aquelas apresentadas pelos metais e 
sólidos iônicos. Ex. Si, Ge, GaAs. 
Questão 2. 
a) Todos os elementos foram classificados na tabela periódica de acordo com a sua configuração eletrônica. 
b) Os elétrons de valência são aqueles que ocupam a camada preenchida mais externa. 
c) Os elétrons de valência participam da ligação entre os átomos para formar os agregados atômicos e moleculares. 
d) pode ser observado na tabela periódica que a maioria dos elementos se enquadra sob a classificação de metal. Estes 
são às vezes chamados de elementos eletropositivos, indicando que são capazes de ceder seus poucos elétrons de 
valência para se tornarem íons carregados positivamente. 
e) Os átomos apresentam maior tendência em aceitar elétrons se as suas camadas mais externas estiverem quase 
totalmente preenchidas e se elas estiverem mais afastadas do núcleo atômico. 
Questão 3. 
a) Uma base para a classificação dos materiais da engenharia é a ligação atômica e que esta classificação admite um tipo 
de ligação em particular ou uma combinação de tipos para cada categoria. 
b) Os polímeros e semicondutores se combinam por ligações de hidrogênio. 
c) Metais, como o ferro e o aço, ligam-se por ligações metálicas e os vidros (sílicas - SiO2) ligam-se por ligações iônicas 
eletrovalentes. 
d) A força de atração Coulombiana é menor em materiais formados por ligações iônicas que em materiais formados por 
ligações covalentes. 
e) A ionização tem um efeito significativo sobre os raios efetivos (esfera rígida) para as espécies atômicas envolvidas 
nas ligações metálicas, uma vez que a perda ou ganho de um elétron por um átomo neutro muda seu raio. 
Questão 4. 
a) A grandes distâncias, as interações entre os átomos são desprezíveis, mas à medida que se aproximam, cada um 
exerce forças sobre o outro. 
b) As forças entre os átomos são de dois tipos, atrativa e repulsiva. 
c) A magnitude de cada força entre os átomos é função da separação ou distância interatômica. 
d) Existe um estado de equilíbrio entre átomos, cujos centros irão permanecer sobrepostos um sobre o outro. 
e) Algumas vezes é mais conveniente trabalhar com as energias potenciais entre dois átomos no lugar das forças 
exercidas entre eles. Matematicamente, a energia e a força estão relacionadas através da expressão: 𝐸 = 𝐹.𝑑𝑟 
Questão 5. 
a) Na ligação iônica, as forças de ligação atrativas são de natureza Coulombiana, isto é, íons positivos e negativos, 
devido às suas cargas elétricas líquidas, atraem-se entre si. 
b) Na ligação covalente as configurações eletrônicas estáveis são adquiridas pelo compartilhamento de elétrons entre 
átomos adjacentes. 
c) A ligação metálica é encontrada em metais e suas ligas. 
d) A ligação iônica é chamada direcional e as ligações covalente e metálica são não-direcional. 
e) Os metais são bons condutores de calor e eletricidade, como consequência dos seus elétrons livres. 
Questão 6. 
a) As ligações secundárias, ligações de van der Waals, são ligações fortes quando comparadas às ligações primárias. 
b) As forças de ligações secundárias surgem de dipolos atômicos ou moleculares. 
c) Um dipolo elétrico existirá sempre que houver alguma separação entre dois átomos bastante eletronegativos. 
d) As ligações de hidrogênio é um tipo especial de ligação secundária e existirá entre íons, como por exemplo entre o 
Na
+
 e o Cl
-
. 
e) Os metais são bons condutores de calor e eletricidade devido às ligações secundárias existentes entre seus átomos. 
 
Questão 7. 
Sabe-se que uma base para a classificação dos materiais da engenharia é a ligação atômica e que esta classificação 
admite um tipo de ligação em particular ou uma combinação de tipos para cada categoria. 
A tabela a seguir ilustra a característica de ligação dos quatro tipos fundamentais de materiais da engenharia. 
 
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________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________ 
Com base no que foi exposto, faça uma breve discussão sobre as principais diferenças e características de compostos 
como o ferro e a sílica. 
________________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________ 
________________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________ 
________________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________ 
 
Questão 8. 
Indique o(s) tipo(s) de ligação que seria(m) esperada(s) para cada um dos seguintes materiais: 
bronze, sulfeto de bário, fosfeto de alumínio, petróleo 
________________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________ 
________________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________ 
 
Questão 9. 
Calcule a força de Coulomb atrativa entre um par de íons K
+ 
e Cl
-
 que se tocam. Admita que o raio iônico do íon K
+ 
é 
0,133 nm e do íon Cl
-
 é 0,181 nm. 
 
________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 
________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________ 
 
Questão 10. 
Sabendo que a força atrativa entre o par de íons Na
+
 e F
-
 é 4,439.10
-9 
N e que o raio do íon Na
+
 é 0,095 nm, calcule o 
valor do raio iônico do íon F
-
, em nanômetros.

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