CIENCIA DOS MATERIAS

Introdução:

No livro Princípios de Ciências dos Materiais de Lawrence H. Van Vlack, estruturas não cristalinas (Amorfas) são Materiais que não apresentam a regularidade interna dos cristais. Estes materiais amorfos incluem os Gases, Líquidos e os Vidros.

Os dois primeiros (Gases e Líquidos) são fluidos e são o de maior importância , já que inclui muitos dos nossos combustíveis e o ar necessário á combustão, como também a água.

O vidro , o último dos três materiais, é considerado um líquido rígido, mas se considerarmos a sua estrutura ele é apenas um líquido super resfriado.

Gases

Não há qualquer estrutura dentro de um gás a não ser a estrutura inerente as moléculas individuais. Para que possa ser considerada independente, cada átomo ou molécula deve está a uma distância suficiente dos átomos ou moléculas. As interações causadas po colisões são momentárias e elásticas.

Exemplo:

a. Calcular a densidade do etanol a 20 °c e 740 mm de Hg de pressão.

Base de cálculo: 1 mol ou 30 g

V= RT: P = ( 0,082)(293) : (740/760) = 24,51 = 24.500 cm3

P = 30 : 24.500 = 0,00122 g/cm3

b. Quantos angstroms cúbicos há por molécula?

24.500 cm3 : 0,602 x 10 ²³ Moléculas = 41.000 A3 / moléculas

Portanto, outras propriedades de um gás, tais como viscosidade e contante diéletrica, dependem do número e do tamanho das moléculas presentes; ambas as propriedades aumentam com a elevação da pressão.

Líquido

Os líquidos tal como os gases, são fluidos e não apresentam a ordem encontrada em grandes distâncias nos cristais. Um liquído é ligeramente menos denso que o cristal, mas está regra não pode ser considerada geral, porque existe um certo número de materiais, tal como a água, que expandem ao se solidificar.

Exemplo: No gelo, as moléculas de H20 estão orientadas de forma que os átomos de hidrogênio servem de pontes entre moléculas adjacentes. Na ausência de uma energia térmica adicional, os átomos de oxigênio se repelem mutualmente. O Gelo não tem um fator de empacotamento eficiente. A energia adicional de fusão supera as interações resultantes destas orientações e permite que está estrutura do gelo entre em colapso, dando lugar a um líquido, com maior fator de empacotamento.

Portanto, Um cristal tem um empacotamento atômico mais eficiente que um líquido, por que há uma redução de energia durante a solidificação e ocorre uma contração.

Vidros

Os vidros são considerados, muitas vezes, como sendo líquidos super resfriados, ainda mais que não são Cristalinos. em termperaturas elevadas, os vidros formam líquidos verdadeiros. Os vidros podem tanto ser inorgânicos como orgânicos e são cacarterizados pela ordem em pequenas distâncias.

Exemplo: Um dos vidros mais simples (B203), no qual cada pequeno átomo de boro se aloja em três átomos maiores de oxigênio. Como o boro é trivalente e o oxigênio é bivalente, o balanceamento elétrico é mantido se cada átomo