OS 4 COMPONENTES DA CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS

Universidade do Contestado- UnC

Acadêmico(a): Tiago Dal Ross Fernandes

Curso: Eng. Controle e Automação

Matéria: Ciências dos Materiais                    Profª: Eder Tombolato

Exercícios  

1. QUAIS OS 4 COMPONENTES DA CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS? DEFINA E EXEMPLIFIQUE CADA UM DELES.

 Propriedades- Tipo e intensidade da resposta a um estímulo que é imposto ao material, as principais propriedades dos materiais podem ser agrupadas são: mecânica, elétrica, térmica, magnéticas, química.

Desempenho- Resposta do material a um estímulo externo, presente nas condições reais de utilização.

Estrutura-  Associada ao arranjo dos componentes do material em estudo, são analisadas em diferentes escalas como: Estrutura em escala atômica, Nanoestrutura Microestrutura, Macroestrutura

Processamento- Conjunto de técnicas para obtenção de materiais com formas e propriedades específicas.

1. QUAIS AS CLASSES DE MATERIAIS DE ENGENHARIA EXISTENTES?

Metálicos, cerâmicos, polímeros e compósitos.

1. QUAL A DIFERENÇA ENTRE ISÓTOPOS, ISÓBAROS E ISÓTONOS?

Isótopos- são átomos que apresentam o mesmo número de prótons, por isso são pertencentes ao mesmo elemento químico (mesmo número Z, mesmo elemento químico, A e N diferentes).

Isótonos- são átomos que tem o mesmo número de massa, mas diferentes números de prótons e neutros (mesmo N, elementos químicos diferentes, Z e A diferentes).

Isóbaros- são átomos que tem o mesmo número de nêutrons, mas diferentes números de massa e de prótons. (Mesmo A, elementos químicos diferentes, Ne Z diferentes).

1. O QUE SÃO ELÉTRONS DE VALÊNCIA? E O QUE DETERMINAM?

A camada de valência é a última camada a receber elétron no átomo ou o nível de maior número quântico principal e secundário na distribuição eletrônica. Normalmente os elétrons pertencentes à camada de valência são os que participam de alguma ligação química, pois são os mais externos. 

1. QUAIS SÃO OS 4 NÚMEROS QUÂNTICOS?

N- número quântico principal, I- segundo número quântico, MI- terceiro número quântico, Ms- quarto número quântico.

1. FORNEÇA A CONFIGURAÇÃO ELETRÔNICA PARA O Fe, Fe 2+  E Fe3+.

Fe Z=26     1s², 2s², 2p6, 3s², 3p6, 4s², 3d6

Fe2+ Z=24 1s², 2s², 2p6, 3s², 3p6, 4s², 3d4

Fe3+ Z=23 1s², 2s², 2p6, 3s², 3p6, 4s², 3d3

1. QUAIS OS TIPOS DE LIGAÇÕES PRIMÁRIAS? DEFINA CADA UMA DELAS.

Ligações primarias: iônica-  é formada pela atração eletrostática entre íons de cargas opostas, positivos (cátions) e negativos (ânions). Nesta ligação a transferência de elétrons é definitiva. Covalente- é uma ligação química caracterizada pelo compartilhamento de um ou mais pares de elétrons entre átomos, causando uma atração mútua entre eles, que mantêm a molécula resultante unida. Metálica- é a ligação entre metais e metais. Formam as chamadas ligas metálicas que são cada vez mais importantes para o nosso dia-a-dia. No estado sólido, os metais se agrupam de forma geometricamente ordenados formando as células, ou grades ou retículo cristalino.

1. QUAIS OS TIPOS DE LIGAÇÕES SECUNDÁRIAS? QUAL A LIGAÇÃO SECUNDÁRIA MAIS FRACA E QUAL A MAIS FORTE?

Ligação secundária: Dipolo permanente

Dipolo induzido- geralmente são os mais fracos

Ponte de hidrogênio-geralmente são os mais fortes

1. O QUE SÃO MATERIAIS CRISTALINOS E AMORFOS?

Materiais cristalinos são aqueles que possui uma estrutura repetitiva em grandes distancias atômicas e os matérias amorfos são os que não possui estrutura repetitiva em grandes distâncias.

1.  O QUE É UMA CÉLULA UNITÁRIA?

Unidade básica repetitiva da estrutura tridimensional consistem num pequeno grupo de átomos que formam um modelo repetitivo ao longo da estrutura tridimensional. A célula unitária é escolhida para representar a si simétrica da estrutura cristalina.

1.  O QUE VOCÊ ENTENDE POR NÚMERO DE COORDENAÇÃO E FATOR DE EMPACOTAMENTO?

Que no número de coordenação, a coordenação as distâncias entre os átomos dependem do tipo de rede cristalina. Quanto mais próximos os átomos de uma dada rede e maior o número de átomos em contato mútuo mais densa será esta rede. Tomando-se um átomo qualquer da rede como referência, o número de vizinhos mais próximos. E o fator de empacotamento é quando nem todo o espaço de uma rede cristalina é ocupado pelos átomos. A fração ocupada de fato é denominada de fator de empacotamento. É calculado dividindo-se o volume dos átomos que ocupam a célula unitária da rede pelo volume desta célula. O átomo é suposto ser esférico.

1.  QUAL O NÚMERO DE ÁTOMOS, O VOLUME, O FEA E A RELAÇÃO DA ARESTA E RAIO ATÔMICO PARA UMA CÉLULA UNITÁRIA CCC E CFC?

1. UM METAL HIPOTÉTICO POSSUI ESTRUTURA CÚBICA SIMPLES. SE SEU PESO ATÔMICO É DE 74,5 g/mol E O RAIO ATÔMICO É DE 0,145 nm, CALCULE SUA DENSIDADE EM g/cm3.  

1.  O NIÓBIO POSSUI RAIO ATÔMICO DE 0,143 nm E DENSIDADE DE 8,57 g/cm3. DETERMINE SE ELE É CCC OU CFC.  

1.  O QUE É POLIMORFISMO? CITE 3 ELEMENTOS QUE POSSUI ESSE FENÔMENO.

É quando alguns metais e não-metais podem ter mais de uma estrutura cristalina dependendo da temperatura. Geralmente as transformações polimórficas são acompanhadas de mudanças na densidade e mudanças de outras propriedades físicas. E tem como elementos o Cálcio ( Ca), Lítio(Li) e Sódio ( Na).

1. DEFINA NUCLEAÇÃO HOMOGÊNEA E HETEROGÊNEA.

Nucleação homogênea: é quando ocorre sem a interferência de agentes externos (ideal). E a nucleação heterogênea é quando ocorre com a interferência de agentes externos (impurezas).

1.  O QUE É UMA SOLUÇÃO SÓLIDA? QUAIS OS TIPOS DE SOLUÇÃO SÓLIDA?

É uma solução em que os átomos do ácido são utilizados para sufocar o efeito metálico do material em questão, o qual pode ser Bromo, Iodo ou Ferro apenas e o resultado dessa mistura deve ser um cátion isoeletrônico ao elemento com maior número de elétrons na camada de valência mais próximo da tabela periódica. As soluções podem ser substitucionais ou intersticiais.