Trabalho sobre Estrutura Atômica e Ligações químicas

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Trabalho sobre Estrutura Atômica e Ligações químicas
Materiais de Engenharia
Lindara Hage
Assim como a composição química, a estrutura de um material tem grande influência sobre suas propriedades.
- Estrutura – Associada ao arranjo dos componentes do material em estudo – Pode (e deve) ser analisada em diferentes escalas: 
- Estrutura em escala atômica (menor ou igual a nm = 10-9m).
- Nanoestrutura (da ordem de nm) – Sólida Amorfa (alguns nm) e Sólidos Cristalinos (~ >100nm até mm=10-3m).
- Microestrutura (alguns μm = 10-6 m até mm).
- Macroestrutura (normalmente igual ou maior que mm).
Átomo é a menor parte que a matéria pode ser dividida. Cada átomo é composto por um núcleo muito pequeno contendo prótons e nêutrons envolvidos por elétrons em movimento.
Tanto prótons quanto elétrons possuem cargas elétricas de 1,60x10¯¹⁹C. 
 Prótons possuem carga positiva; Elétrons possuem carga negativa; Nêutrons são eletricamente neutros.¹
Massa Atômica – Cada elemento químico possui seu número atômico (Z) caracterizado pelo número de prótons do núcleo. 
 A massa atômica (A) de um átomo é calculada pela soma da massa de prótons (Z) e nêutrons (N) no interior de seu núcleo 
A=Z+N
Números Quânticos - De acordo com a mecânica ondulatória, cada elétron é caracterizado por quatro parâmetros, conhecidos como números quânticos. São os modelos que nos auxiliam na localização e identificação da posição do elétron na órbita de um átomo. São eles:
n : número quântico principal;
l : número quântico secundário;
ml : número quântico magnético;
ms : número quântico de spin.²
Tabela períodica - é uma ferramenta de uso cotidiano dos químicos, a qual apresenta, de forma sistemática, várias informações a respeito das propriedades dos elementos. Sua criação data da segunda metade do século XIX, período no qual os químicos, seguindo o exemplo de ciências como a física e a biologia, começaram a procurar formas de sistematizar o conhecimento existente na área até aquele momento. Buscava-se, dessa forma, estabelecer princípios e leis que legitimassem a química como ciência moderna, afastando-a do empirismo e facilitando seu estudo. ³
FORÇAS E ENERGIAS DE LIGAÇÃO: Quando dois átomos se aproximam, eles exercem uma força um no outro: 
F N = F A + FR
Onde: FA º força de atração FR º força de repulsão FN º força resultante.
A energia potencial (EN ) será dada por:
A distância de ligação entre dois átomos é a distância correspondente ao ponto de mínima energia (soma dos dois raios atômicos). (a) Para metais puros, todos os átomos têm o mesmo raio atômico. (b) Para sólidos iônicos, os raios atômicos são diferentes, uma vez que íons adjacentes nunca são idênticos.
Ligações Primárias – Ligação Iônica
Envolve a transferência de elétrons de um átomo para outro. 
A ligação é não direcional. 
Grande diferença de eletronegatividade entre os elementos.
A ligação iônica resulta da atração eletrostática entre dois íons de cargas opostas.
Forças de atração ® Coulomb ® variam com o inverso da distância interatômica.
As ligações iônicas são denominadas não direcionais, ou seja, a ligação é igual em todas as direções ao redor do Íon.
Ligação Covalente
É um tipo de ligação química caracterizada pelo compartilhamento de um ou mais pares de elétrons entre átomos, que causa atração mútua entre eles, o que mantêm a molécula resultante unida – resultado de forças atrativas e repulsivas. 
 Há dois tipos de ligação covalente: 
 A σ (sigma) > Primeira covalência estabelecida entre dois átomos - Ligação forte
 A π (pi)> Segunda e terceira covalência estabelecida entre dois átomos - Ligação fraca. 
 As ligação (simples, dupla ou tripla) são caracterizada por uma certa distância entre os átomos envolvidos. Quanto maior o número de ligações entre dois átomos, menor a distância entre os átomos.¹
Possuem propriedades direcionais bem definidas; 
 As moléculas das substâncias covalentes são resistentes as transformações físicas como fusão ou vaporização; 
 As ligações fortes, tanto iônicas como covalentes, pode ser classificadas como polares ou apolares.¹²
Ligação Metáica
É encontrada nos metais e nas suas ligas [Usberco e Salvador, 2002]. 
 Experiências mostram que os materias metálicos possuem um, dois ou no máximo três elétrons de valência. Esses elétrons de valência não são ligados a qualquer átomo em particular e se encontram livres para se movimentarem por todo o metal, pertencentes ao metal como um todo: “mar de elétrons” ou “nuvem de elétrons”.
 O núcleo atômico somado aos demais elétrons (não os de valência) formam o chamado núcleo iônico. Este possui carga resultante positiva, com magnitude igua á carga total dos elétrons de valência por átomo [Callister, 2011].
Propriedades dos Metais
A capacidade de os elétrons se movimentarem no interior do metal é responsável pelas propriedades que o caracteriza: 
 Condutibilidade: de corrente elétrica e calor; Sendo que para metais puros a condutibilidade é bem maior do que para ligas metalicas. Ja que os atomos dos elementos de liga servem como centros de espalhamento para eletrons livres envolvidos no processo de transporte termico e elétrico [Callister, 2011]; 
 Maleabilidade: capacidade de produzir lâminas [Usberco e Salvador, 2002]; 
 Ductibilidade: habilidade de uma material de manter uma deformação plastica, por um período apreciavel antes de fraturar (capacidade de formação de fios) [Callister 2011 e Usberco e Salvador, 2002].
Bibliografia
USBERCO, João; SALVADOR, Edgard. Química. Volume Único. 5ª ed. São Paulo: Saraiva, 2002. 672p. 
CALLISTER, William, D. Ciência e Engenharia de Materiais – Uma introdução. 7ª ed. Rio de Janeiro: LTC, 2011. 705p.
Bensaude-Vincent, B.; Br. J. Hist. Sci. 1987, 18, 3.
Trabalho sobre Estrutura Atômica e Ligações químicas
 
 
Materiais de Engenharia
 
Lindara Hage
 
 
 
 
Assim como a composição química, a estrutura de um material tem grande influência sobre 
suas propriedades.
 
-
 
Estrutura 
–
 
Associada ao arranjo dos componentes do
 
material em estudo 
–
 
Pode (e deve) 
ser analisada em diferentes escalas
:
 
 
-
 
Estrutura em escala atômica
 
(menor ou igual 
a
 
nm = 10
-
9m).
 
-
 
Nanoestrutura
 
(da ordem de nm) 
–
 
Sólida Amorfa (alguns nm)
 
e Sólidos Crist
alinos (~ 
>100nm até mm=10
-
3m).
 
-
 
Microestrut
ur
a (alguns μm = 10
-
6 m atι mm).
 
-
 
Macroestrutura (normalmente igual ou maior que mm)
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Αtomo 
ι a menor parte que a matιria pode ser dividida. 
Cada αtomo ι composto por um 
nϊcleo muito pequeno contendo prσtons e nκutrons 
envolvidos por elιtrons em moviment
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Tanto prσtons quanto elιtrons possuem cargas 
elétricas de 1,60x10¯¹
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C. 
 
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Prótons possuem carga positiva; 
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Elétrons 
Trabalho sobre Estrutura Atômica e Ligações químicas 
 
Materiais de Engenharia 
Lindara Hage 
 
 
 
Assim como a composição química, a estrutura de um material tem grande influência sobre 
suas propriedades. 
- Estrutura – Associada ao arranjo dos componentes do material em estudo – Pode (e deve) 
ser analisada em diferentes escalas: 
- Estrutura em escala atômica (menor ou igual a nm = 10-9m). 
- Nanoestrutura (da ordem de nm) – Sólida Amorfa (alguns nm) e Sólidos Cristalinos (~ 
>100nm até mm=10-3m). 
- Microestrutura (alguns μm = 10-6 m até mm). 
- Macroestrutura (normalmente igual ou maior que mm). 
Átomo é a menor parte que a matéria pode ser dividida. Cada átomo é composto por um 
núcleo muito pequeno contendo prótons e nêutrons 
envolvidos por elétrons em movimento. 
Tanto prótons quanto elétrons possuem cargas 
elétricas de 1,60x10¯¹?C. 
 Prótons possuem carga positiva;  Elétrons