Ciencia dos materiais

09/09/2013

AULA 02

Estrutura Atômica

Introdução: Estrutura Atômica
• Porque estudar a estrutura atômica ?
– As propriedades macroscópicas dos materiais dependem essencialmente do tipo de ligação entre os átomos.
– O tipo de ligação depende fundamentalmente dos elétrons. – Os elétrons são influenciados pelos prótons e nêutrons que formam o núcleo atômico.
– Os prótons e nêutrons caracterizam quimicamente o elemento e seus isótopos.
2

1

09/09/2013

Átomo
• Unidade básica da estrutura interna para nossos estudos de materiais;
• Estrutura de um material pode ser dividida em 4 níveis:
–
–
–
–

Estrutura atômica;
Arranjo atômico,
Microestrutura;
Macroestrutura.



Sub-atômico (Å)



Atômico (nm - mm)

 Átomo
 Moléculas e Cristais

• Arranjo dos átomos influenciam de maneira significativa as propriedades físicas e comportamento mecânico dos
Materiais.
3

Conceitos Fundamentais
• Átomo

– Núcleo muito pequeno composto por prótons e neutrons. – Envolvido por elétrons em movimento.

• Cargas elétricas

– Elétrons: -1,60 * 10-19 C
– Prótons: +1,60 * 10-19 C
– Neutrons: neutro

• Elétrons mantêm-se “ligados” ao núcleo por atração eletrostática.
4

2

09/09/2013

Modelos simplificados de átomos

O átomo atual é um intrincado de partículas e subpartículas de cargas negativas e positivas iguais, ambas neutralizando a sua eletricidade.

5

Conceitos Fundamentais
• Massas

– Prótons e neutrons: 1,67 x 10-27 kg
– Elétron: 9,11 x 10 -31kg

• Cada elemento químico é caracterizado pelo número de Prótons em seu núcleo
– Número atômico (Z)‫‏‬

• Varia de 1 (hidrogênio) a 92 (urânio)‫‏‬

– Elementos que ocorrem naturalmente na natureza

• Massa atômica (A)‫‏‬

– Soma das massas dos prótons e dos neutrons

• Número de neutrons (N) pode ser diferente para um dado elemento. 6

3

09/09/2013

Conceitos Fundamentais
• Unidade de Massa Atômica (uma)‫‏‬

– 1 uma equivalente