O Princípio das Ciências dos Materiais

UNIVERSIDADE DO SUL DE SANTA CATARINA – Unisul Tubarão

Curso: Engenharia Civil

Disciplina: Quimica Aplicada à Engenharia

Professor: Prof. Msc. José Possamai Della

Acadêmicos: Bianca Braga Nandi, Huendy Heerdt da Rosa, Natany Rodrigues Marcelino, Sabrina Goulart da Silva e Maritta Ferreira Medeiros.

Tubarão, 09/03/2015.

VAN VLACK, Lawrence. PRINCÍPIO DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS. Editora Edgard Blücher Ltda. 2000.

Ligações Químicas

        Ligações químicas são uniões estabelecidas entre átomos, para formarem moléculas ou no caso de ligações iônicas ou metálicas, formarem aglomerados atômicos organizados de forma a constituírem a estrutura básica de uma substância ou composto. Na natureza existem aproximadamente uma centena de elementos químicos, ao se unirem formam a grande diversidade de substâncias químicas.

Estrutura dos átomos

A estrutura do átomo é dividida basicamente em duas regiões: o núcleo, onde é formado pelos prótons e nêutrons, e a eletrosfera, formada por elétrons e um grande vazio.

Núcleo: É uma região maciça, compacta e densa, localizada no centro do átomo. O núcleo atômico é divisível, pois é constituído de duas partículas carregadas.

Eletrosfera: É uma região periférica ao redor do átomo, onde os elétrons ficam girando em volta do núcleo.

[pic 1]                                      [pic 2]

Prótons, nêutrons e elétrons

No núcleo do átomo estão os prótons e os nêutrons, e girando em torno deste núcleo estão os elétrons.

Um próton em presença de outro próton se repele, o mesmo ocorre com os elétrons, mas entre um próton e um elétron existe uma força de atração, de tal forma, atribuímos ao próton e ao elétron uma propriedade física denominada carga elétrica.

Os prótons tem carga elétrica positiva, enquanto os elétrons carga elétrica negativa. Os nêutrons são desprovidos de carga elétrica, pois não apresentam efeitos elétricos. Num átomo, normalmente não existe predominância de cargas elétricas, ou seja, o número de prótons é igual ao número de elétrons. Neste caso, dizemos que o átomo é eletricamente neutro.

Fórmula E=hc/ƛ

Einstein propõe que a luz muitas vezes se comporta como se fosse uma corrente fótons, que carregam energia de forma discreta denominados quanta de luz. Em sua proposta a energia de um único fóton é calculada por E = hf, onde f é a frequência de oscilação e h, a constante de Planck. Esta constante já havia sido introduzida na Física anos antes por Max Planck. Essa equação é usada para calcular a energia de um fóton quando é dada a frequência.

A velocidade de uma onda é calculada por . Dessa equação podemos tirar a frequência f = v/ λ e substituir na equeção da energia para encontrarmos uma nova equação para o calculo da energia a partir do comprimento de onda: E=hc/ƛ.[pic 3]

Atrações interatômicas

        São causadas pela estrutura eletrônica dos átomos. As propriedades de qualquer material dependem das forças atômicas presentes, pois, as forças de atração que mantém os átomos unidos são fortes e se tal não ocorresse, os átomos seriam facilmente separados, e o metal se deformaria. Os gases nobres tem interações limitadas com outros átomos devido ao arranjo bem estável de seus 8 elétrons da camada de valência e também por não possuírem resíduo de carga resultante de um numero desbalanceado de prótons e elétrons. Muitos outros elementos, podem assumir a configuração relativamente estável de 8 elétrons na última camada orbital através de ligação iônica.

Distâncias interatômicas

Inter significa “entre” e Atômica deriva da palavra átomos. Logo, distância interatômica significa distância entre os átomos (de carbono). O espaço entre átomos é causado pelas forças repulsivas interatômicas, as quais existem em adição às forças atrativas interatômicas. A repulsão mútua é resultado do fato de que a grande proximidade de dois átomos torna muitos elétrons suficientemente próximos, possibilitando a repulsão.

Ligação iônica

        É a atração mútua entre íons positivos e negativos. Os íons se atraem através de forcas coulombianas. O principal requisito é a neutralidade, ou seja, número de cargas positivas é igual ao número de cargas negativas. Acontecem geralmente entre os metais e os não metais. É caracterizado por ocorrer doação e recebimento de elétrons entre dois átomos. A ligação iônica pertence a ligação primária.

Ligação covalente

        Ocorre quando dois átomos possuem uma mesma tendência de ganhar e perder elétrons. Diferente da ligação iônica, neste caso ocorre o compartilhamento de elétrons e ocorre sempre entre dois átomos não metálicos. A ligação covalente pertence a ligação primária.

Ligação metálica

        Ocorre entre metais. Formam as chamadas ligas metálicas. Neste caso, se um átomo apresenta apenas uns poucos elétrons de valência, estes podem ser removidos com relativa facilidade, enquanto que os demais elétrons são firmemente ligados ao núcleo, originando uma estrutura formada por íons positivos e elétrons "livres". Os elétrons de valência podem se mover dentro de sua estrutura metálica, formando nuvens eletrônicas. A ligação metálica pertence a ligação primária.