INTRODUÇÃO A CIÊNCIA E A ENGENHARIA DE MATERIAIS

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INTRODUÇÃO A CIÊNCIA E A ENGENHARIA DE MATERIAIS
LISTA I
1. Quais as principais características dos materiais 
a) metálicos: São substâncias inorgânicas compostas por um ou mais elementos metálicos, podendo conter elementos não metálicos. Possuem estrutura cristalina, na qual os átomos estão arranjados de maneira ordenada. São bons condutores térmicos e elétricos.
b) cerâmicos: São materiais inorgânicos constituídos por elementos metálicos e não-metálicos unidos por meio de ligações químicas. Eles podem ser cristalinos, não-cristalinos ou ambos. A maioria dos cerâmicos apresenta alta dureza e elevada resistência mecânica, mesmo em altas temperaturas. Bons isolantes térmicos, bem como resistente ao calor.
c) poliméricos: Cadeias orgânicas (carbono) de longa extensão. A maioria dos materiais não são cristalinos, mas alguns exibem uma mistura de regiões cristalinas e não-cristalinas. A maioria dos plásticos conduzem eletricidade e calor de maneira extremamente precária. Isto permite que os mesmos sejam frequentemente utilizados como isolantes, tendo grande importância na confecção de dispositivos e equipamentos eletrônicos. Em geral, os materiais poliméricos têm baixo peso específico e apresentam temperatura de decomposiçä0 relativamente baixa.
d) semicondutores: são sólidos cristalinos de condutividade elétrica intermediária entre condutores e isolantes. Os elementos semicondutores podem ser tratados quimicamente para transmitir e controlar uma corrente elétrica. Possuem em sua composição o silício e o germânico, além do gálio, do cádmio, arsênio e telúrio, que formam ligações covalentes semelhantes a dos materiais cerâmicos, podendo ser considerados como uma subclasse da cerâmica. Possuem propriedades elétricas que são intermediarias entre aquelas apresentadas pelos condutores elétricos e pelos isolantes. É importante na fabricação de componentes eletrônicos tais como diodos, transístores e outros de diversos graus de complexidade tecnológica, microprocessadores, e nanocircuitos usados em nanotecnologia. Portanto atualmente o elemento semicondutor é primordial na indústria eletrônica e confecção de seus componentes.
3. Quais os tipos de ligação química mais comumente encontrados em materiais sólidos, quais suas características e como elas podem ser utilizadas como critério de classificação? Represente graficamente essa classificação utilizando o esquema do tetraedro.
Os tipos de ligação química mais comumente encontrados são:
Ligação Iônica: Átomos com grande diferença de eletronegatividade se unem através de ligações iônicas, quando átomos de metais juntam com átomos de ametais, ou quando alguns ametais se ligam com átomos de Hidrogênio. Um sólido iônico é um conjunto de cátions e ânions empacotados em um arranjo regular.
Ligação Covalente: ligação covalente é caracterizada pelo compartilhamento de elétrons entre dois átomos. Esses átomos unidos podem formar moléculas ou sólidos covalentes. Esse compartilhamento ocorre devido à atração dos elétrons pelos núcleos vizinhos.
Ligação Metálica: Nos metais, os elétrons são fracamente atraídos pelo núcleo, isto é, possuem baixos valores de potencial de ionização, assim, têm alta tendência de perder elétrons. Propriedades dos Metais: Brilho característico; alta condutividade elétrica e térmica; maleabilidade; ductibilidade; alto ponto de fusão e ebulição.
5. Como podem ser classificados os materiais poliméricos?
Os polímeros correspondem ao agrupamento de monômeros que ao se ligarem formam macromoléculas. A reação que forma os polímeros é chamada de polimerização. Ligações covalentes e intermoleculares.
Polímeros de adição: formados a partir de um único monômero, através de uma reação de adição. As substâncias usadas na geração de polímeros manifestam de forma obrigatória uma ligação dupla entre os carbonos. Ao momento que ocorre a polimerização, acontece a quebra da ligação π e também a geração de duas novas ligações simples. 
Polímeros de condensação: são gerados pela reação entre dois monômeros diferentes através de uma reação de condensação. Nessa reação ocorre a eliminação de outra molécula, geralmente a água. Nessa modalidade de polimerização, os monômeros não necessitam demonstrar ligações duplas por meio dos carbonos, no entanto, é extremamente necessária a presença de dois tipos de grupos funcionais distintos.