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1-1) Defina ciência e engenharia de materiais (CEM). 
Resposta: 
 É um dos ramos da ciência que está associado a geração e aplicação de estudos de 
matérias, relacionando sua composição, estrutura e processamento com suas 
características e possíveis usos. 
1 – 2) Qual é a importância do tetraedro da engenharia para engenheiros de materiais? 
Resposta: 
Como definir a engenharia dos materiais se tornou complicado, visto que existe um vasto 
campo de aplicações, acharam que seria mais simples explicar com base em um tetraedro. 
Então em cada um dos vértices do tetraedro tem um fator independente, um dos vértices 
é a estrutura e a composição química do material e os demais são aplicação, 
processamento e propriedades do mesmo. Como para cada material existe uma 
composição e estrutura, então seria necessário especificar as propriedades, que exige um 
processamento diferente, para que possa assim, ser aplicado em determinada área. As 
vezes o engenheiro tem em mente uma determinada aplicação, mas para isso, o material 
precisa ter uma estrutura definida, e o processamento ser viável para obtenção das 
propriedades necessárias. 
 
 
1 - 3) Defina os seguintes termos: (a) composição, (b) estrutura, (c) síntese, (d) 
processamento e (e) microestrutura. 
 Respostas: 
(a) Composição: É o termo que significa a constituição química de um material, ou seja, 
aos átomos, moléculas ou íons que constituem esse material. Referindo-se a uma 
substância pura ou uma mistura. 
(b) Estrutura: O termo “estrutura”, quando relacionado a um material, se refere 
normalmente ao arranjo interno de seus “constituintes”, ou seja, significa uma descrição 
do arranjo de átomos em diferentes níveis de detalhes. Esses níveis são: nível subatômico, 
nívela atômico, nível microscópico e nível macróscópico. 
(c) Síntese: Refere-se à ao modo e as substâncias químicas necessárias para a produção 
de um material especifico.Reação em que uma substância se forma a partir de substâncias 
mais simples. 
(d) Processamento: Remete ao modo como os materiais sintetizados são transformados 
em bens de uso ou consumo com propriedades adequadas a cada finalidade, através de 
diferentes técnicas de conformar os materiais. 
(e) microestrutura: A microestrutura de um material compreende as características físicas 
do material que podem ser observadas ao microscópio (macroestrutura, em contrapartida, 
se refere às características observáveis ao olho nú). Consiste na forma com que as fases 
(cristais ou cadeias poliméricas), estão arranjadas. 
1-4 Explique a diferença entre os termos ciência de materiais e engenharia de materiais. 
Resposta: 
Ciência dos Materiais: seu objetivo é estudar e descobrir sobre as propriedades presentes 
nos diferentes materiais. Engenharia dos Materiais: tem como objetivo o planejamento e 
construção de produtos a partir das propriedades dos materiais, estudados pela ciências 
dos materiais. 
1 – 5) Um grande número de materiais no mundo se enquadra basicamente em quatro 
categorias básicas, quais são elas? Como são chamadas as substâncias que têm um ou 
mais tipos diferentes de materiais fabricados em um único componente? Dê um exemplo. 
Resposta: 
• Metais ou materiais metálicos. 
• Cerâmicas ou materiais cerâmicos. 
• Polímeros ou materiais poliméricos. 
• Compósitos ou materiais compósitos. 
Os compósitos são caracterizados pela junção de dois ou mais diferentes materiais, com 
isso dão origem a novos materiais com propriedades que não são encontrados quando 
estão separados. A maioria dos compósitos são feitos em laboratórios, mas existe também 
aqueles que são originados naturalmente, como é o caso do osso e da madeira. O exemplo 
mais conhecido, é a fibra de vidro, que são fibras de vidro embutidas em uma matriz de 
polímero. Dessa união, resulta em um material compósito flexível, dúctil, resistente e 
relativamente rígido. 
 
1-6 Quais são alguns dos materiais e propriedades mecânicas dos metais e ligas? 
 Resposta: 
 Os metais constituem a maior parte dos elementos da tabela peródica, alguns 
exemplos: cobre , zinco, ferro, aluminio, platina, entre outros. As propriedades mecânicas 
principais são: resistência à tração, elasticidade, ductildade, dureza, tenacidade e etc.Cada 
uma dessas propriedades está associada à habilidade do material de resistir às forças e/ou 
de tranmiti-las. Ligas metálicas são materiais que possuem propriedades metálicas que 
contêm dois ou mais elementos, sendo que pelo menos um dele é um metal. De acordo 
com a composição química, as ligas metálicas podem ser subdivididas em ligas ferrosas 
e ligas não-ferrosas. Muitos metais são solúveis uns nos outros, formando ligas, como por 
exemplo: aço inox, ouro 18 quilates, bronze e entre outros. propriedades químicas e 
mecânicas dependem dos elementos de formação da liga e suas respectivas proporções, 
da estrutura cristalina e dos tratamentos térmicos aos quais a liga metálica é submetida. 
1-7 O que é uma cerâmica e quais são algumas de suas propriedades esperadas? 
Resposta: 
Definição: é um tipo de material composto de moléculas inorgânicas nas quais tem-se o 
predomínio de ligação iônica ou covalente. 
Características: As cerâmicas não conduzem eletricidade, apesar de resistirem bem a altas 
temperaturas, não possuem plasticidade, sendo desta forma fáceis de quebrar. Por outro 
lado não sofrem corrosão. 
1 – 8) Compare polímeros termoplásticos e termofixos (a) com base nas características 
mecânicas em aquecimento e (b) de acordo com possíveis estruturas moleculares. 
Resposta: 
a) Os termofixos ou termoestáveis quando submetidos ao aquecimento torna-se 
moles e plásticos, porém com o passar do tempo e continuando a aplicação do 
calor se tornam rígidos, chamado de “cura”. Essa resina é caracterizada pelo fato 
de não voltar ao estado original, continuando o processo de aquecimento fará com 
que todo material seja degradado. Esse processo também pode acontecer 
naturalmente em temperatura ambiente. 
Já os termoplásticos, ao contrário dos termofixos, após passarem por um processo 
de aquecimento se tornam flexíveis, porém, voltam ao seu estado original quando 
a temperatura volta a baixar. Os mesmos podem ser reprocessados várias vezes, 
mas perdem as propriedades a cada ciclo de reciclagem. 
b) Os polímeros termoplásticos são compostos de longos fios lineares ou 
ramificados. Já os termofixos, possuem uma estrutura mais rígida, tudo se explica 
pela estrutura que os compõem: ligações cruzadas unem os fios de polímeros. 
1-9 Dê três exemplos de compósitos que podem ser fabricados. 
Respostas: 
As fibras de Aramida possuem excelentes propriedades de absorção de energia mecânica, 
boa resistência ao impacto, à fadiga e à produtos químicos. São utilizadas em grande 
escala na fabricação de peças para blindagem balística, por exemplo: Capacetes 
As fibras de Carbono são filamentos muito finos, constituídos de carbono. São produzidas 
pela carbonização de fibras sintéticas. Utilizadas em aplicações onde se deseja materiais 
resistentes e de baixo peso como por exemplo: bicicletas. 
A fibra de vidro é um compósito filamentoso de finíssimos fios de vidro agregados através 
de resinas, silicones, fenóis e outros compostos solúveis em solventes orgânicos. 
Utilização na fabricação e aviões, barcos, carros e na construção civil. 
1-10 Para cada uma das seguintes classes de materiais, dê dois exemplos específicos que 
sejam parte comum de sua vida. Especifique o objeto em que cada material é encontrado 
e explique por que o material é empregado em cada aplicação. Dica: Um exemplo de 
resposta para a parte (a) seria que o alumínio é o metal usado como base de algumas 
panelas e frigideiras por sua distribuição uniforme do calor. Ele também é um metal leve, 
o que o torna útil em instrumentos de cozinha. Note que nessa resposta parcial da parte 
(a) um metal específico foi descrito para uma aplicação específica.Respostas: 
(a) Metais: moedas, máquina de lavar roupa. Esses produtos possuem aço inoxidável e 
aço de baixo carbono. O aço é uma liga metálica de ferro e carbono, o aço inoxidável é 
resistente à corrosão, elevada resistência mecânica e boa solvabilidade. Enquanto o aço 
carbono possui baixa resistência, mas boa soldabilidade e é usinável. 
(b) Cerâmicas: telhas e utensílios para cozinha (panelas, pratos). Os produtos citados são 
confeccionados com uma mistura de materiais cálcicos, sílica e alumina. Possuem 
resistência a altas temperaturas, não são corrosivos, mas são fáceis de quebrar. 
(c) Polímeros: garrafas pet e copos descartáveis. Produtos fabricados com polietileno 
formado pela reação entre entre o ácido tereftálico e o etileno glicol. São impermeáveis e 
leves. 
(d) Semicondutores: LEDS, detectores de infravermelho. São materiais compostos por 
cristais de silício e germânio. Possuem alta durabilidade. 
1- 11) Descreva as propriedades utilizadas dos materiais em cada uma das seguintes 
aplicações e explique por que isso ocorre: (a) alumínio para estruturas de aviões, (b) 
poliuretano para aparelhos ortodônticos invisíveis, (c) aço para rolamento de esferas no 
cubo de roda de bicicletas, (d) PET (polietileno tereftalato) utilizado em garrafas de água 
e (e) vidro para garrafas de vinho. 
Respostas: 
a) O alumínio é um dos metais mais largamente usados na construção aeronáutica. 
Tornou- se vital na indústria aeronáutica por causa de sua alta resistência em 
relação ao peso, bem como sua facilidade de manuseio. A característica que 
sobressai no alumínio é a sua leveza. O alumínio se funde a uma temperatura 
relativamente baixa 650º C (1250º F). É um metal não magnetizável e um 
excelente condutor térmico e elétrico (NING, 2013). 
b) O poliuretano é um material polimérico que é resultante da reação entre um 
isocianato e um composto hidroxilado, em que ambos podem ser di ou 
polifuncionais. Poliuretano, é polímero altamente resistente, que torna a 
experiência de uso do aparelho invisível muito mais confortável. A aplicação dos 
elastômeros poliuretanos nos materiais atualmente empregados na ortodontia 
concentra-se, principalmente, na composição das ligaduras elásticas e na 
composição dos denominados elásticos em cadeia. 
c) Os aços utilizados na produção de rolamentos, além de apresentar uma 
microestrutura adequada a partir da composição química e tratamento térmico, 
devem também apresentar um baixíssimo nível de inclusões metálicas, sendo este 
um requisito fundamental para a durabilidade dos rolamentos. As inclusões 
metálicas atuam como facilitadores de nucleação de trincas e por isso devem ser 
mantidas em níveis baixíssimos para que não ocorram falhas precoces do 
componente em serviço (FURTADO, et al). 
d) O sucesso da aplicação do PET deve-se às suas propriedades físico-mecânicas, 
como rigidez, brilho, estabilidade térmica, estabilidade à luz, assim como 
propriedades de barreira a gases. Assim como para qualquer material em contato 
com alimentos, o uso seguro do PET é baseado em dois aspectos: no nível 
esperado de migração de componentes da embalagem para o alimento e nas 
propriedades toxicológicas dos mesmos. 
e) O vidro é um material cerâmico que se origina a partir da fusão da sílica. Por ser 
um material que reúne muitas propriedades que não interferem na degustação do 
vinho, como por exemplo: é leve, transparente, sem cheiro, facilmente moldável 
é o mais utilizado nesse ramo. Outra propriedade importante é a coloração do 
frasco de vidro, que protege a bebida da luz, que poderia vim a prejudicar o 
envelhecimento do vinho. 
1-12 Escreva um parágrafo sobre por que o silício monocristalino atualmente é o material 
preferido para aplicações microeletrônicas. Redija outro parágrafo a respeito das 
possíveis alternativas para o silício monocristalino destinado a aplicações em células 
solares. Forneça uma lista das referências ou websites consultados. Utilize pelo menos 
três referências. 
 Respostas: 
 O silício monocristalino é o material tecnológico mais importante das últimas décadas, 
devido às suas propriedades semicondutoras, disponibilidade e custo acessível, sendo 
essencial para o desenvolvimento dos dispositivos eletrônicos. O silício monocristalino é 
o material base para chips de silício usados em praticamente todos os equipamentos 
eletrônicos atualmente. O Mono-Si também serve como um material fotovoltaico e de 
absorção de luz na fabricação de células solares. A principal aplicação do silício 
monocristalino é como suporte mecânico para circuitos integrados. 
 As células fotovoltaicas constituintes dos painéis solares são fabricadas, na sua grande 
maioria, usando o silício (Si) e podendo ser constituída de cristais monocristalinos. As 
células de silício monocristalino são historicamente as mais usadas e comercializada 
como conversor directo de energia solar em electricidade e a tecnologia para sua 
fabricação é um processo básico muito bem constituído. A fabricação da célula de silício 
começa com a extracção do cristal de dióxido de silício. Este material é desoxidado em 
grandes fornos, purificado e solidificado. Este processo atinge um grau de pureza em 98 
e 99% o que é razoavelmente eficiente sob o ponto de vista energético e custo. Este silício 
para funcionar como células fotovoltaicas necessita de outros dispositivos 
semicondutores e de um grau de pureza maior devendo chegar na faixa de 99,9999%. As 
vantagens das céluals solares de silício monocristalino monocristalino ocupam menos 
espaço, pois possuem uma eficiência maior, apresentam vida util acima de 30 anos e em 
condições de pouca luz, ou incidência de sombras, se comportam melhor do que os 
policristalinos. 
Referências: 
https://www.hisour.com/pt/monocrystalline-silicon-39636/ 
https://www.portal-energia.com/principais-tipos-de-celulas-fotovoltaicas-constituintes-
de-paineis-solares/ 
1-13 Qual é o objetivo da classificação para materiais funcionais? 
Resposta: 
Os materiais funcionais podem ser: semicondutores, magnéticos, condutores de 
eletricidade e calor entre outras. Essa classificação facilita a utilização durante a escolha 
e produção de produtos. 
1 – 14) Explique a diferença entre materiais cristalinos e amorfos. Dê um exemplo de 
cada um deles que você utiliza em seu cotidiano. 
Resposta: 
Os materiais sólidos podem ser classificados de acordo com a regularidade na qual os 
átomos ou íons se dispõem em relação aos seus vizinhos. Cristalinos: Compostos por 
átomos, moléculas ou íons arranjados de uma forma periódica em três dimensões. As 
posições ocupadas seguem uma ordenação que se repete para grandes distâncias atômicas 
(de longo alcance). Amorfos: compostos por átomos, moléculas ou íons que não 
apresentam uma ordenação de longo alcance. Podem apresentar ordenação de curto 
alcance. Exemplos de materiais cristalinos são os que usam o metal como matéria prima. 
Já o vidro é o exemplo de amorfo mais encontrado no nosso cotidiano. 
1-15 Se você recebesse um material e tivesse que determinar se ele é cristalino ou amorfo, 
como faria isso? 
Resposta: 
Através de mudanças de temperaturas, um material de estrutura amorfa quando atinge a 
uma determinada temperatura, definida como temperatura de transição vítrea. Uma outra 
e iferenciar o processo e formação da estrutura cristalina da estrutura amorfa é a medida 
de volume durante o resfria mento do material líquido. 
 
 
 
 
 
 
 
2 – 1) CRIE um glossário com as seguintes palavras: máximo de 4 linhas para cada 
significado. 
1 – ALOTRÓPICO 
https://www.portal-energia.com/principais-tipos-de-celulas-fotovoltaicas-constituintes-de-paineis-solares/
https://www.portal-energia.com/principais-tipos-de-celulas-fotovoltaicas-constituintes-de-paineis-solares/
É quando um sólido pode ser arranjado em mais de uma estrutura cristalina, dependendo 
da temperatura e da pressão. 
2 - ÂNION 
As espéciescarregadas (Na+ e Cl–) são chamadas de íons, dando origem ao nome ligação 
iônica. A espécie positiva (Na+) é um cátion, e a espécie negativa (Cl–) é um ânion. A 
carga positiva é função do excesso de carga positiva devido à deficiência de elétrons e, 
que a carga negativa é função do excesso de carga negativa. 
3 - ARRANJOS ATÔMICOS DE CURTO ALCANCE 
Caracterizam-se em curto alcance quando não apresentam qualquer tipo de regularidade 
ou organização em termos de sua disposição espacial, ou, caso exista algum ordenamento, 
ele ocorre a curto alcance. O ordenamento dos átomos se estende até os vizinhos mais 
próximos. 
4 - ARRANJOS ATÔMICOS DE LONGO ALCANCE 
São arranjos atômicos que se estende por todo material. Onde os átomos vão formar um 
padrão regular ou ordenado, tipo grades. 
5 - CAMADA QUÂNTICA 
Uma camada quântica é um conjunto de níveis de energia fixos aos quais os elétrons 
pertencem. As camadas quânticas são também designadas por uma letra. As camadas 
estão localizadas na eletrosfera do átomo, cada uma comporta uma quantidade específica 
de elétrons. 
6 – CÁTION 
Os cátions formam-se quando um átomo perde um ou mais elétrons, resultando num 
sistema eletricamente positivo, em que o número de prótons é maior que o número de 
elétrons 
7 - COEFICIENTE DE EXPANSÃO TÉRMICA 
É o fator que indica a variação de volume, provocado pela variação de temperatura, em 
pressão constante. 
8 - COMPOSIÇÃO 
A composição é um dos vértices do tetraedro da engenharia dos materiais. Trata-se da 
constituição química de um material, ou seja, aos átomos, íons ou moléculas que 
compõem esse material. 
9 - COMPOSTO INTERMETÁLICO 
São ligas homogêneas, formado entre dois metais em proporções definidas, que podem 
ter uma fórmula química ou estequiometria diferente. 
10 - DISTÂNCIA INTERATÔMICA 
É a distância entre os átomos quando as forças de repulsão e atração estão equilibradas 
durante as ligações químicas. 
11- DUCTIBILIDADE 
É uma das várias capacidades mecânicas dos materiais, ela consiste em sofrer 
deformação, sem se romper, quando a este é aplicado uma determinada força. A 
ductilidade pode ser expressa quantitativamente tanto pelo alongamento percentual como 
pela redução de área percentual. 
12 - ELEMENTOS DE TRANSIÇÃO 
Elemento cujo átomo possui um subnível d incompleto ou que possa vir a formar cátions 
com um subnível d incompleto. 
13 – ELETRONEGATIVIDADE 
É a tendência que um átomo possui de atrair elétrons para perto de si quando se encontra 
ligado a outro elemento. 
14 - ELETROPOSITIVO 
Eletropositivo é o material que tem a tendência de perder elétrons facilmente, os metais 
têm essa característica e é um dos exemplos mais conhecidos. Átomos suficientemente 
eletropositivos (metais) aproximam-se de átomos suficientemente eletronegativos (não 
metais) e os primeiros perdem. 
15 - ENERGIA DE LIGAÇÃO 
Á quantidade de energia envolvida no rompimento de 1mol de ligações químicas entre 
átomos numa temperatura de 25°C e pressão de 1 atmosfera. 
16 - ESCALA DE TAMANHO 
É uma razão que permite comparar materiais quantitativamente. 
17 - ESPECTROSCOPIA 
É uma técnica analítica utilizada para a identificação de materiais. A espectroscopia de 
infravermelho, por exemplo, baseia-se no fato de que diferentes grupos funcionais 
absorvem a radiação na região do infravermelho do espectro eletromagnético permitindo 
determinar os tipos de grupos funcionais do composto. 
18 – ESTRUTURA 
O termo “estrutura”, quando relacionado a um material, se refere normalmente ao arranjo 
interno de seus “constituintes” , ou seja, significa uma descrição do arranjo de átomos em 
diferentes níveis de detalhes. 
19 - FORÇAS DE LONDON 
São forças entre dipolos instantâneos, isso ocorre quando um dipolo induz outro dipolo 
em uma molécula adjacente. 
20 - INTERAÇÃO DE DEBYE 
Forças de Debye ou interações dipolo permanente–dipolo induzido são causadas pelas 
interações entre dipolos permanentes e outros átomos/moléculas, o que resulta na 
formação de dipolos induzidos. 
21 - INTERAÇÃO DE KEESOM 
Interação entre moléculas polares, dada a existência de zonas com excesso de densidade 
eletrônica e outras com deficiência de densidade eletrônica. 
22 - INTEREÇÃO DE VAN DER WAALS 
São ligações intermoleculares fracas ou secundárias que ocorrem entre moléculas, átomos 
ou íons 
23 - LIGAÇÕES COVALENTE 
A ligação covalente é um tipo de ligação química realizada entre os átomos de hidrogênio, 
ametais e semimetais, logo os metais não participam desse tipo de ligação. Nesse tipo de 
ligação os átomos compartilham entre si pares de elétrons. Os tipos de ligação 
influenciam na classificação e propriedades dos materiais. 
24 - LIGAÇÃO IÔNICA 
Nome dado á força de atração entre um cátion e um ânion. Para ter um caráter 
predominantemente iônico, a diferença de eletronegatividade deve ser maior que 1.7. 
25 - LIGAÇÃO METÁLICA 
São ligações químicas que ocorrem entre os átomos de metais, não possuindo 
representação eletrônica 
26 - LIGAÇÃO SECUNDÁRIA 
Ligação secundária ou ligação van der Waals são classificadas como sendo forças de 
natureza secundária podendo ser de caráter intra ou intermolecular. É o nome genérico 
dado às forças de natureza eletrostática e de fraca intensidade 
27 - LIMITE DE ESCOAMENTE 
O ponto onde começa a deformação irrecuperável (ou plástica) do material. A partir deste 
ponto o material só recuperará a parte elástica de sua deformação. 
28 – MACROSESTRUTURA 
É a estrutura que possui maior dimensão quando comparada a outras. 
29 - MASSA ATÔMICA 
Massa atômica é a somatória da massa dos elementos que compõem o átomo, ela é 
composta pelos nêutrons e prótons, já que o elétron tem massa muito pequena. A unidade 
de medida é u (unidade de massa) ou g/mol. 
30 - MATERIAIS AMORFOS 
Compostos por átomos, moléculas ou íons que não apresentam uma ordenação de longo 
alcance. 
31 - MATERIAIS CRISTALINOS 
São compostos formados por átomos situados em arranjos espaciais tridimensionais, 
segundo um arranjo que se repete de forma periódica no espaço 
32 – MICROESTRUTURA 
A microestrutura de um material compreende as características físicas do material que 
podem ser observadas ao microscópio, se refere a características químicas complexas de 
estruturas alguns μm = 10-6m até mm. 
33 - MÓDULO DE ELASTICIDADE 
É a relação entre a tensão e deformação de um corpo sendo solicitado por uma carga. 
Quanto maior o módulo, mais difícil de deformar o material. 
34 - MOLÉCULAS POLARES 
São moléculas onde os centros das cargas negativas e positivas não coincidem. 
35 – NANOESCALA 
Nanoescala está em uma escala atômica e molecular. A nanotecnologia estuda a matéria 
nesta escala. Um dos princípios básicos da nanotecnologia é a construção de estruturas e 
novos materiais a partir dos átomos. 
36 – NANOESTRUTURA 
Pequeno arranjo de átomos ou moléculas, da escala nanométrica, e que estão organizados 
de forma a desempenhar alguma função. 
37 – NANOTECNOLOGIA 
Trata de tecnologia utilizada em uma escala atômica e molecular ou do estudos de 
partículas que possuem dimensões da ordem de nanômetros. 
38 – NÚCLEON 
Refere-se ao núcleo do átomo como uma coisa só, ou seja, ao próton de carga positiva e 
ao nêutron de carga nula. Considera qualquer partícula constituinte do núcleo. Não pode 
ser confundida com o núcleo, que se trata apenas da região central do átomo, e não 
considera as suas partículas. 
39 - NÚMERO ATÔMICO 
O número atômico é representado pela letra Z e indica o número de prótons (p) existentes 
no núcleo do átomo. Esta grandeza é característica de cada elemento químico. 
40 - NÚMERO DE AVOGADRO 
Pode ser defino como o número de partículas contidas em um mol de qualquer substância. 
Sendo representado pelo valor 6,022 140 76 x 10²³ mol⁻¹ 
41 - NÚMERO QUÂNTICO AZIMUTAL 
O número quântico secundário que pode ser chamado também de secundário e é 
representado pela letra "l", é aqueleque indica os subníveis de energia, ou seja, o subnível 
de energia a que o elétron pertence, e caracteriza as subcamadas de um orbital atômico. 
42 - NÚMERO QUÂNTICO MAGNÉTICO 
Indica a orientação dos orbitais, ou seja, é região de máxima probabilidade de se encontrar 
o elétron no átomo. 
43 - NÚMERO QUÂNTICO SPIN 
É o número que representa a orientação dos orbitais de distribuição dos elétrons no 
espaço, mostrando ainda o sentido das rotações de cada elétron. 
44 - NÚMEROS QUÂNTICOS 
Os números quânticos estão divididos em quatros: principal (n), secundário (l), magnético 
(m ou ml) e spin (s ou mS). Eles são usados para identificar cada elétron na eletrosfera 
do átomo. Através dos números quânticos podemos caracterizar um átomo. 
45 - PONTE DE HIDROGÊNIO 
Ligação entre três centros e dois elétrons3 onde o hidrogênio está ligado a outros dois 
núcleos menos eletronegativos. 
46 - PRINCIPIO DE AUFBAU 
Também conhecido como diagrama de distribuição eletrônica de Linus Pauling, é usado 
para facilitar a distribuição eletrônica de um átomo, molécula ou íon. 
 
47 - PRINCIPIO DE EXCLUSÃO DE PAULI 
Pauli enunciou o seu princípio dizendo que não podem existir dois ou mais elétrons com 
os seus quatro números quânticos iguais. Esse princípio limita o número de elétrons a um 
máximo de dois por orbital, pois não pode haver, em um átomo, mais de um elétron com 
um dado conjunto de valores para os números quânticos n, 𝓁, m e ms. 
48 - RELAÇÃO DIRECIONAL 
É dito direcional, pois o elétron está ligado entre átomos específicos e em direção única. 
Não pode haver um mesmo compartilhamento com dois átomos diferentes. 
49 - SEMICONDUTOR II-VI 
São elementos que possuem como característica a facilidade de mudança de condição de 
isolante para condutor, são ligas binárias formadas com elementos pertencentes as 
famílias II E VI da tabela periódica (exemplo: CdS, ZnSe). 
50 - SEMICONDUTOR III-V 
São materiais formados a partir de uma ligação trivalente, ou seja, possuem três elétrons 
na banda de valência, e um pentavalente, que possuem cinco elétrons na banda de 
valência. Apresentam uma série de propriedades de enorme interesse em dispositivos 
eletrônicos e optoeletrônicos. 
52 - SISTEMAS MICROELETROMECÂNICOS (MEMS) 
É uma propriedade térmica dos polímeros, onde abaixo desta temperatura se torna duro e 
frágil e acima desta temperatura se torna macio. 
53 - TEMPERATURA DE TRANSIÇÃO VITREA 
Essa é a temperatura em que ocorre a transição de um estado vítreo, no qual as moléculas 
da fase amorfa não possuem mobilidade, para um estado borrachoso, em que as moléculas 
da fase amorfa passam a ter mobilidade. Está associada unicamente com a fase amorfa 
dos polímeros e, portanto, é observada em polímeros amorfos e semicristalinos. 
54 - UNIDADE DE MASSA ATÔMICA 
É a somatória da massa dos elementos que compõem o átomo, ela é composta pelos 
nêutrons e prótons, já que o elétron tem massa muito pequena. A unidade de medida é u 
(unidade de massa) ou g/mol. 
55 – VALÊNCIA 
É a capacidade que um átomo de um átomo de um elemento de se combinar com os outros 
átomos, capacidade essas que é medida pelo número e elétrons 
2-2 O que significa o termo composição de um material? 
Resposta: 
Se refere aos elementos constituintes de um material, de que o material é feito. 
2 – 3) O que significa o termo estrutura de um material? 
Resposta: 
O termo “estrutura”, quando relacionado a um material, se refere normalmente ao arranjo 
interno de seus “constituintes”. O estudo da estrutura de um material pode ser realizado 
em quatro níveis diferentes. O primeiro é o nível subatômico que estuda o átomo 
individualmente e o comportamento de seu núcleo e elétrons. O segundo nível é o nível 
atômico, que estuda a interação entre vários átomos e a formação de ligações e moléculas. 
O terceiro nível é o microscópico, que corresponde aos arranjos atômicos e moleculares 
e a formação de estruturas cristalinas, moleculares e amorfas. Por fim, o nível 
macroscópico relacionado ao comportamento do material em serviço (Callister Jr. e 
Rethwisch, 2013). 
2 – 4) Quais são os diferentes níveis de estrutura de um material? 
Resposta: 
O estudo da estrutura de um material pode ser realizado em quatro níveis diferentes. O 
primeiro é o nível subatômico que estuda o átomo individualmente e o comportamento 
de seu núcleo e elétrons. O segundo nível é o nível atômico, que estuda a interação entre 
vários átomos e a formação de ligações e moléculas. O terceiro nível é o microscópico, 
que corresponde aos arranjos atômicos e moleculares e a formação de estruturas 
cristalinas, moleculares e amorfas. Por fim, o nível macroscópico relacionado ao 
comportamento do material em serviço. 
2-5 Por que é importante considerar a estrutura de um material ao projetar e produzir 
materiais de engenharia? 
Resposta: 
Porque os materiais diferentes possuem propriedades próprias, e essas propriedades estão 
diretamente ligadas a sua estrutura. 
2 – 6) Qual é a diferença entre microestrutura e macroestrutura de um material? 
Resposta: 
Quando se estuda a estrutura dos materiais, os arranjos podem estarem definidos em 
escadas diferentes: microscópica (microestrutura) e macroscópica (macroestrutura). A 
microestrutura de um material compreende as características físicas do material que 
podem ser observadas ao microscópio, alguns μm = 10-6m até mm, já macroestrutura, em 
contrapartida, se refere às características observáveis ao olho nú, normalmente igual ou 
maior que mm. 
2-7 Uma folha de alumínio utilizada na preservação de alimentos pesa em torno de 
0,3 g/cm2. Quantos elétrons estão contidos em um centímetro quadrado dessa folha? 
 
Resposta: 
 
Dados: 
Aluminio: 13e- 
N° de avogrado: 6,02 x1023 
M=27u 
𝐸 =
13𝑥 6. 1023 𝑥 0,3𝑥1
27
 
 
 
E =
2,34𝑥1024
27
 
E = 8,66𝑥1022 𝑒 
2 – 8) Supondo que estejamos seguindo o Princípio de Aufbau, qual é a configuração 
eletrônica esperada do elemento com número atômico Z = 116? 
 
1s2 , 2s2 , 2p6 , 3s2 , 3p6 , 4s2 , 3d10, 4p6 , 5s2 , 4d10, 5p6 , 6s2 , 4f14, 5d10, 6p6 , 7s2 5f14 , 
6d10, 7p4 
 
K=2 1s2 
L=8 2s2 , 2p6 
M=18 3s2 , 3p6 ,3d10 
N=32 4s2 , 4p 6 ,4d 10 , 4f14 
O=32 5s 2 , 5p 6 ,5d 10, 5f 14 
P=18 6s 2 , 6p 6 ,6d 10 
Q=6 7s 2 , 7p 4 
2 – 9) Vamos supor que um elemento tenha valência 2 e número atômico 27. Com base 
apenas nos números quânticos, quantos elétrons devem existir no nível de energia 3d? 
Resposta: 
Distribuição Z=27: (1s2) ( 2s2; 2p6) (3s2; 3p6; 3d7) (2s2) 
3d = 7 elétrons 
2-10 A tabela periódica ajuda a entender melhor as tendências das propriedades dos 
elementos e compostos, com base nos agrupamentos por similaridade de propriedades 
entre elementos químicos diferentes. Procure na literatura especializada e obtenha os 
coeficientes de expansão térmica do Grupo 4B. Estabeleça uma tendência e veja se há 
correlação com as temperaturas de fusão e outras propriedades, como gap de energia, por 
exemplo, desses elementos. 
Resposta: 
O fenômeno da dilatação ou expansão térmica é caracterizado pela mudança do tamanho 
de um corpo devido à alteração de temperatura do mesmo. A magnitude da dilatação 
sofrida por um corpo sólido depende da característica, própria de cada material, portanto 
as propriedades periodicas fornecem as informações como ponto de fusão e ebulição dos 
elementos, que nos informa como se comporta cada material a determinadas variações de 
temperaturas. 
 
 A tabela mostra os valores dos elementos do grupo 4B, forem submetidos a mesma 
variação de temperatura, o titânio irá sofrer maior expansão. 
 A identificação dos subníveis permite identificar à capacidade de um material em 
conduzir corrente elétrica. Níveis eletrônicos mais externos, que se aproximam antes, se 
separam em bandas primeiro, e à medida que a aproximação continua, níveis mais 
externos se dividem em bandas também. Devido aisto, podemos ter dois fenômenos: o 
primeiro corresponde à sobreposição de bandas, e o segundo, à formação de um espaço, 
um gap, entre elas, de forma que neste espaço não existem níveis eletrônicos disponíveis. 
O gap mostra condutividade elétrica dos materias que depende do movimento de elétrons. 
2-11 Diferencie os três principais tipos de ligação em sólidos. O que é ligação de van der 
Waals? Quais são as energias de ligação relativas dos diferentes tipos? 
Resposta: 
Ligação iônica: ocorre em substancias iônicas (metal e não-metal), essas substancias não 
conduzem corrente elétrica no estado sólido, somente no estado líquido. 
Ligação covalente: ocorre em substancias moleculares (não-metal e não-metal), essas 
substancias não conduzem corrente elétrica no estado sólido nem no estado líquido. 
 Ligação metálica: ocorre entre metais, essas substancias conduzem corrente elétrica no 
estado sólido e no estado líquido. 
Ligação de van der Waals: são ligações intermoleculares fracas ou secundárias que 
ocorrem entre moléculas, átomos ou íons. 
Energias de ligação relativas dos diferentes tipos; 
Ligação iônica: transferência completa de um ou mais elétrons. 
Ligação covalente: dois átomos compartilham 2 elétrons (cada átomo contribui com 1 
elétron). 
Ligação metálica: Todos os átomos compartilham os elétrons entre eles. 
2 – 12) Materiais como carboneto de silício (SiC) e nitreto de silício (Si3N4) são usados 
em aplicações de moagem e polimento. Explique a escolha desses materiais para essa 
finalidade. 
O carboneto de silício (SiC) é usado como abrasivo e para processos corte devido à sua 
elevada dureza e a grãos afiados. Suas principais características são: expansão térmica 
relativamente baixa, o alto rácio resistência-peso, a condutividade térmica, elevada 
dureza, resistência à abrasão e resistência à corrosão, e mais importante, a manutenção da 
resistência à deformação a temperaturas até 1650 ° C, conduziram a uma vasta gama de 
utilizações. É usado em corte, moagem e polimento de materiais não metálicos e não 
ferrosos nomeadamente de pedra, de granito e mármore, quartzo e materiais 
semicondutores. É também usado como enchimento para produtos de elevada resistência. 
O nitreto de silício (Si3N4) é uma cerâmica estrutural que possui excelentes propriedades 
como: resistência a flexão, a fratura, a fluência e ao desgaste. Tais propriedades aliadas a 
baixa densidade permitiram que o mesmo fosse amplamente estudado e utilizado a partir 
da década de 60, como material estrutural na fabricação de peças de motores, rolamentos 
e turbinas, meios de moagem, refratários, filtros, sensores magnéticos e termopares. 
2-13 Alumínio e silício estão lado a lado na tabela periódica. Compare as temperaturas 
de fusão dos dois elementos e explique a diferença quanto às ligações atômicas. 
Resposta: 
Alumínio é um metal representativo com ponto de fusão 660,32°C, menor que o do silício 
que apresenta ponto de fusão 1414°C sendo da categoria dos metalóides. O metal 
alumínio realiza entre seus átomos ligação metálica, essa ligação é constituída por 
elétrons livres que ficam entre os cátions dos metais. Silício é denominado um átomo 
tetravalente, pois possue quatro elétrons na camada de valência, o tipo de ligação é 
covalente, não há doação de elétrons tornando o sílicio semicondutor. 
2-14 Berílio e magnésio, ambos situados na coluna 2A da tabela periódica, são metais 
leves. Qual deles deve ter, em sua opinião, o maior módulo de elasticidade? Considere a 
energia de ligação e os raios atômicos e use esquemas apropriados de força × distância 
interatômica. 
Resposta: 
O modulo de elasticidade corresponde a medida de rigidez desse material. Essa medida 
está diretamente relacionada com a variação da força exercida e a distância interatômica. 
E ainda a temperatura de fusão. 
 
Curva força-distância interatômicas de dois materiais mostrando a relação entre ligação 
atômica e módulo de elasticidade. Uma inclinação df/da mais abrupta corresponde a um 
módulo mais elevado. 
 
O tipo de ligação é o mesmo para as ligas com os dois elementos o que vai ser diferente 
é a distância interatômica a do Be é menor, pois seu raio atômico é menor, logo se a força 
aplicada for a mesma de acordo com as curvas o modulo de elasticidade será maior para 
o Be. 
2 – 15) Uma superfície de aço foi recoberta com uma fina camada de cerâmica para 
proteção contra a corrosão. O que você acha que irá acontecer com a camada de cerâmica 
quando a temperatura do aço aumentar de forma significativa? Justifique 
Resposta: 
A camada de proteção passa a ser uma parte integrante da peça, o que a torna muito mais 
resistente do que camadas externas. O revestimento a base de cerâmica pode ser aplicado 
sobre aço e superligas metálicas, protegendo contra corrosão, oxidação e vários outros 
processos que degradam materiais metálicos. Ao ser aquecida a temperaturas entre 700 e 
900º C, a pasta com base de cerâmica funde-se ao metal. 
 
 
 
BIBLIOGRAFIA 
CALLISTER JR., W. D.; RETHWISCH, D. G. Ciência e Engenharia de Materiais: 
uma Introdução. 8. ed. Rio de Janeiro: Editora LTC, 2013. 
FURTADO. A. E; NASCIMENTO. D. F. L; THEODORO. P. R. S; TEODORO. W. S. 
Aços hipereutetóides para fabricação de rolamentos automotivos: estudo e 
caracterização do aço SAE 52100. XXVI Simpósio Internacional de Engenharia 
Automotiva. 2018. 
Fundamentos de Ciência e Engenharia dos Materiais: Classificações dos materiais. 
Disponívem em: https://edisciplinas.usp.br/mod/resource/view.php?id=2352407 Acesso 
em: 20 ago 2021. 
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PAVANATI, H.C. Introdução a Ciências dos Materiais. Disponível em: 
http://pavanati.com.br/doc/Cap%201%20-
%20Introducao%20ITM%20%282011%29.pdf. Acesso em: Acesso em: 22 ago. 2021. 
SOUZA, L.H. Introdução a Ciências dos Materiais. E-book.Disponével em: 
https://www.unicesumar.edu.br/wp-content1/uploads/degustacao/ebook/ebook-
materialdidatico-engenharia-mecanica.pdf. Acesso em: 20 ago. 2021.